[发明专利]一种含Sr和RE的铝硅合金及其制备方法

说明书

本发明提供了一种含Sr和RE的铝硅合金，属于合金材料技术领域。本发明提供的一种含Sr和RE的铝硅合金，所述含Sr和RE的铝硅合金的化学成分质量分数为11.8Wt％Si、0.019‑0.045Wt％Sr、0.48‑1.0Wt％RE、其它为Al。本发明提供的一种含Sr和RE的铝硅合金，用热膨胀仪测量其在300℃下的热膨胀系数为3.19×10^‑5/℃‑3.48×10^‑5/℃，用热分析仪(DSC)测量相变潜热为418.8J/g‑528.8J/g。

技术领域

本发明属于合金材料技术领域，具体涉及一种含Sr和RE的铝硅合金及其制备方法。

背景技术

铝硅合金具有导热系数大，储能密度高及工作温度高且稳定等特点，同时又可以降低热能储存单元的大小和质量，允许大的等温操作，已成为目前最重要的金属相变储热材料，在太阳能热发电、工业余热回收、电力削峰填谷等高温储热中具有良好的应用前景。但铝硅合金在储热过程中，经反复熔化-凝固热循环后，合金铸态组织结构发生非平衡失稳，α-Al固溶体中硅元素和杂质出现脱溶，改变合金的晶体结构。共晶硅相长大聚集成球状，初晶硅明显增大，并随循环次数增加初晶硅颗粒由小变大，导致铝硅合金储热性能有所下降。RE和Sr元素加入铝硅合金中，可细化晶粒，控制成分偏析，改善铝硅合金的性能。因此，控制热循环前组织形貌、大小和分布，对提高Al-Si合金的储热性能具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种含Sr和RE的铝硅合金及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种含Sr和RE的铝硅合金，所述含Sr和RE的铝硅合金的化学成分质量分数为11.8Wt％Si、0.019-0.045Wt％Sr、0.48-1.0Wt％RE、其它为Al。

优选地，所述含Sr和RE的铝硅合金300℃时的热膨胀系数为3.19×10^-5/℃-3.48×10^-5/℃；所述含Sr和RE的铝硅合金的相变潜热为418.8J/g-528.8J/g。

本发明的目的之二在于提供一种含Sr和RE的铝硅合金的制备方法，包括如下制备步骤：

步骤一、预热井式电阻炉至100℃后，将纯度99.9Wt％的工业纯铝和纯度99.9Wt％的结晶硅放入石墨坩埚中，然后以10℃/min的加热速率升温至760℃，待完全熔化，搅拌5分钟，加入0.5％的六氯乙烷对铝硅合金液进行精炼除气，搅拌，扒渣，保温40分钟；

步骤二、再以10℃/min的加热速率升温至840℃，加入Al-10RE中间合金进行细化处理，并保温40分钟；

步骤三、再以2℃/min的速率降温至740℃，加入Al-10Sr中间合金并搅拌5分钟保温40分钟进行细化处理；

步骤四、再搅拌，扒渣，静置5分钟，将合金液浇入温度为100℃的金属铸型中。

本发明制成的产品分别用X射线衍射仪(XRD)检测相的种类，用金相显微镜(OEM)观察组织形貌、大小和分布，用热膨胀仪测量热膨胀系数，用热分析仪(DSC)测量相变潜热。

经检测本发明提供的一种含Sr和RE的高温相变储热铝硅合金的化学成分为质量分数11.8Wt％Si、0.019-0.045Wt％Sr、0.48-1.0Wt％RE、其它为Al。其在300℃下的热膨胀系数为3.19×10^-5/℃-3.48×10^-5/℃，其相变潜热为418.8J/g-528.8J/g。

具体实施方式

下面根据具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例1