低温锡线
2017-06-06 17:50:00
低温锡线是一种重要的信息,让我们对它进行下介绍。规格 多种数量 20000卷价格 240元/卷 包装说明 10卷/箱 适用于不耐热的元器件的焊接,以及电子元器件的分段焊接。本类产品熔点低(温度140度正负5度)、焊点可靠、具有润湿性特佳、焊点可靠饱满、残渣无腐蚀等特点, 线内松香分布均匀,可焊性极佳; 焊接时松香飞溅少;卷线整齐,美观,表面光亮; 无恶臭、毒害健康之气味,烟雾少等优点锡线是手工焊接电路板,最便捷的焊料。由于大部分锡线内含松香等助焊剂,使用锡线可以减少工序,提高焊接作业的效率。 成分结构: 锡线按其金属成分可分为无铅焊锡和有铅焊锡。成分不同的锡线具有不同的熔点,用途亦各有不同。 通过了解低温锡线,我们对其有了更深入的了解,之后的操作也会更加的得心应手。
铝合金焊接接头低温断裂韧性研究现状
2019-01-15 09:51:35
摘要:航空航天技术的发展推动着材料低温性能的研究,高性能铝合金材料在低温下的断裂韧性逐渐受到人们的重视。本文介绍了常用的测量断裂韧性的方法及判据,分析了国内外评定铝合金及其接头的断裂性能现状,并提出测试2219铝合金的断裂韧性评定方案。较后指出了我国在评定低温断裂性能方面的不足以及需要改进的方面。 关键字:铝合金 焊接接头 低温 断裂韧性 序言随着航空航天技术的飞速发展,对超低温材料的需求日益迫切。如运载火箭液化器容器、液化冷冻机、研究用低温恒温器等,伴随而来的是对超低温用材料要求也越来越严格[1]。在各种材料中,高强铝合金材料具有密度低、无磁性、低温下合金相稳定、在磁场中比电阻小、气密性好、感应放射能衰减快等特性,因而作为一种重要的低温材料被研究和应用[2,3]。宇航材料中,要求结构非常紧凑,既没有寄生重量,又要保证安全可靠,传统力学强度和韧性指标要求已很难满足要求,基于断裂力学的可靠性评定技术逐渐成为结构评定的发展趋势。但是由于低温实验条件和技术的限制,关于铝合金低温性能评定标准还也不完善,所以高强度铝合金材料低温性能的研究和与可靠性评价技术与低温材料的实际应用很不相称,材料低温断裂性能的研究更少。焊接是高性能铝合金结构的重要加工手段。焊接接头又是一个存在着力学和几何不均匀性的结构体,裂纹等缺陷容易出现在其焊缝、熔合线和热影响区三个不同位置。焊接接头作为整个焊接结构中薄弱环节,对其低温性能的要求更是关系到整个结构安全可靠性的重要指标。本文重点对铝合金母材和焊接接头的低温断裂性能方面的研究工作进行了综述和分析,并针对2219铝合金的断裂韧性作出了评定方案。
1. 断裂力学理论1.1断裂力学判据随着近年来断裂力学的进展,在评价结构使用性能时,较适当的量度已变为断裂韧性。在断裂力学上把材料抵抗裂纹扩展的能力称为断裂韧性。在实际工程应用中我们采用那个断裂力学破坏判据?如何应用断裂力学指导选材与测定断裂韧性?这些是必须要首先解决的问题。目前断裂力学断裂判据较多,其特点、出发点各有不同。如线弹性断裂力学(KIC)可以认为是应力判据,裂纹张开位移(COD)可认为是位移判据,J积分可认为是能量判据,塑性区的尺寸ρ可认为是应变判据等。
这些判据在评定结构件有那些问题?采用哪个比较适宜?为此必须了解这些判据的特点、约束条件、优点及不利的地方。线弹性断裂力学适用于平面应变或小范围屈服条件下;对于大范围屈服采用 2008010q1.gif" width=17 v:shapes="_x005F_x0000_i1025"> ,,判据,对于全面屈服状态下的不再成立,只有用和;但是理论尚不够完善,J积分方法是弹塑性断裂力学中很有前途的方法[4]。1.2断裂韧性试验方法现就断裂韧性试验中采用小形试样的试验做些介绍。
(1) 平面应变断裂韧性试验(KIC试验)
它是一种静态弯曲试验,用特殊的夹式应变计求出缺口部位变位,再按与载荷的关系求KIC值。但此方法,裂纹尖端的侧向收缩必须是平面应变状态。为满足该条件,存在着要比产品使用温度相差较大的低温下进行试验,或是必须采用极大尺寸的试样等问题。此方法采用的试样有三点弯曲试样,紧凑拉伸式样,拱形三点弯曲试样。平面应变标准断裂韧性的测试方法是所有断裂韧性测试方法中准确度较高、数据资料较齐全的。但试样尺寸大,试验周期长,费用高。
(2) COD试验
它是Cottrell和Wells所独创,不受平面应变状态限制。目前COD的判据已广泛应用于焊接结构抗开裂性能评定中。该方法的试样形状和加载方式虽与KIC试验的情况相似,但由于把试样宽度取为被试验材料的厚度,以及用于断裂韧性计算的载荷值(PQ)的定义没引入等,使试验变得很容易。而且只有把试验后呈脆性的断面看作是有效的,由断裂发生时的夹式应变计的变位(Vc)经计算就能求得COD的换算值。
(3) JIC试验
与英国COD试验相对应的是美国提出JIC试验。自从J.R Rice提出了J积分后,J积分在断裂力学中得到广泛应用。Begley和Landes根据实验,较早提出J积分断裂准则,而EPRI(美国电力研究院)进一步指出J积分值工程计算方法和评定判据。利用J积分,可以大大减小测试试样的厚度。
1.3 断裂力学实验标准KIC的测试过去一直沿用美国ASTM E399-72的标准,我国1979年制定了冶标YB947-78“金属材料平面应变断裂韧性KIC的试验方法”的标准,并在国内广泛试行。1984年我国制定了等效于美国的同类标准,即GB4161-84“金属材料平面应变断裂韧性KIC试验方法”。
英国机械工程工业标准会议在1972年颁发了DD19裂纹张开位移(COD)试验方案草案。我国80年也制定了相关标准,GB/T 2358-80“裂纹张开位移(COD)试验方法”。相关标准还有美国ASTM E1290 -02e1。我国JB/T4291-86中,制定了焊接接头裂纹张开位移(COD)试验方法。
对于JIC的测试,我国有标准GB/T2038-91“金属材料延性断裂韧度JIC试验方法”。美国ASTM E 813-1989“JIC断破裂韧性的试验方法”,后经过补充和完善,较新版本为ASTM E1820-2006e1。
随着断裂力学学科的发展和应用,不少国家均都制定颁布了断裂力学参量KIC,COD,JIC的测试标准。国际标准化组织也制定了相关标准,如ISO 12135-2002 “金属材料准静态断裂韧性测定的统一试验方法”。近几年,英国焊接研究所提出了BS7448标准,即“测定金属材料KIC、极限COD和极限J积分值方法[5]”,该标准把KIC、COD和JIC三个断裂力学参量的测试统一起来,受到了国际焊接学会的重视,并予以推广应用。现已被国际标准局采纳,编号为ISO/TC164/SC4-N400[6]。
各种断裂参量的联系如下:
用估计的公式为: (平面应力状态);(平面应变状态)
这些关系只有在线弹性条件下,等于能量释放率时才严格成立。在这个区域,对式样尺寸有适当的限制,用(平面应变状态)表达比较合适。
用估计的公式为参数为约束因子,且1
所以由以上式子可以得出式中为无量纲常数,对于大范围屈服,1
前面的试验KIC,COD,JIC除在静态载荷外,也在动态载进行。这些试验称为动态断裂韧性试验,但试验装置较复杂。除此之外,还有很多其他试验方法,如类似却贝试验的Lzod试验和施奈特试验等,但很少被使用。另外,还有曾流行一时的卡亨、蒂普尔、范德文、柯马勒及利海等试验方法[7]。
2. 断裂韧性研究现状许多铝合金是在低温下工作的,因此必须知道它们在低温下的断裂韧性。表一为俄罗斯某机构对2024和2124合金的断裂韧性的测试数据[8]。
表一2024和2124合金半成品在常温和低温下断裂韧性参数合金半成品类型取样方向试验温度℃KIC公斤/毫米3/22024T挤压带材
(65×200mm)纵向20
-196120.0
180.0宽向同上99.0
116.0高向同上94.0
98.02124挤压带材
(65×200mm)纵向20
-196148.0
197.0宽向同上105.0
138.5高向同上96.0
105.02024T1挤压带材
(65×200mm)纵向20
-196140.0
169.0高向同上
64.7
62.52024未再结晶带材
(12×75mm)纵向20
-196121.0
143.0再结晶带材
(12×75mm)纵向20
-196135.0
161.02024-T851厚板
(B=35mm)纵向24
-80
-19671
77
78
此项试验为了弄清KIC随温度降低的真实变化情况,对每一种合金状态取2~3个试样,通过对一个试样进行多次测量断裂韧性的方法试验两次。首先测定室温下的KIC至断裂前,在试样中重新制造疲劳裂纹,然后在-196℃的液氮中进行试验。
由表所示结果可以看出,与半成品的种类和压力加工方法(截面为65×200和12×75mm的挤压带材,35mm的厚板)、合金的纯度(杂质Fe、Si分别
常用铝合金结构材料的断裂韧性KIC一般可以由手册中查出(一般是常温下),而对于焊缝中心、热影响区和熔合线区材料的KIC则须通过实验测定。
文献[9]对贮箱板材LD10铝合金及其焊件的断裂韧度JIC进行了试验和研究。由于所测铝合金板材厚度为13mm,由于板材较薄不满足平面应变状态,所以采用J积分法测定了JIC。作者采用三点弯曲试样,裂纹由线切割而成,分别开在母材、焊缝及热影响区。裂纹在焊缝和热影响区的位置参考BS7448: 1997-PartⅡ。实验过程按GB/T 2038-1991在进行。加载完再卸载后将试样压断,根据载荷位移曲线计算裂纹扩展量△a和断裂韧度,再根据经验公式J=C1ΔaC2拟合,Δa=0.20mm偏置线的交点就是所要测定的JIC。较后做JIC的有效性判断。结果表明) LD10铝合金热影响区的试样裂纹顶端发生了大范围的钝化,抗撕裂能力极好,断裂韧度JIC是母材的1.7倍,这是因为焊接中热的影响,使材料结构发生变化。LD10铝合金焊缝的断裂韧度比母材要低,焊缝中存在杂质和气孔等缺陷。
文献[10] 针对推进剂贮箱结构中的未穿透裂纹,利用断裂理学理论求出裂纹前缘应力强度因子KI,然后对焊接试样分别选择焊缝中心、熔合线及热影响区三种典型位置预制表面裂纹,求出KIC,比较大小。
文献[11]采用表面裂纹法,利用自行研制的低温多试样拉伸装置,研究了航天铝合金材料的焊缝在低温(20K)的断裂性能。该试样是在焊缝表面开一个椭圆形缺口,通过控制疲劳过程,得到合适的表面裂纹。然后再经过加载、控温、采集等几部分。较后得到的是试件伸长量与应力的关系曲线,而不能直接得到裂纹张开位移与应力的关系曲线。
文献[12]分析了高组配和低组配的焊接接头与全母材和全焊缝的断裂韧性。通过J积分测试结果表明对于9Cr-1Mo,2-1/4Cr-1Mo和BX52为母材的低组配焊接接头的J积分参量依照全母材、焊接接头和全焊缝的次序依次递减,而高组配则与低组配正好相反,并且焊缝宽度的增加,材料组配焊接接头的J积分值与其全母材的结果差别增加,而与全焊缝材料结果的差别在逐渐减小。
对于焊接接头断裂韧性的研究还不够透彻,尤其是低温下的性能,有待进一步研究。
3.2219铝合金焊接结构低温断裂韧性试验方案热处理强化的2219铝合金是用于航天产品的轻质高强结构材料,工作温度范围可达-250℃~+250℃。早在二十世纪六十年代,美国就开始研究使用2219铝合金作为运载火箭低温燃料贮箱。俄罗斯“能源号”运载火箭贮箱的结构材料即是与2219铝合金成分和性能相近的1201铝合金(俄罗斯铝合金编号)。在航天领域,可靠性和安全性是较要的指标。只有全面掌握合金的力学性能数据并加以分析,才有安全保障。我国暂时还缺乏全面的关于2219铝合金力学性能的测试数据,因此有必要对低温材料2219铝合金及其焊接接头的力学和断裂力学性能进行测定。目前运载火箭贮箱拟采用2219铝合金,焊接方法主要包括熔焊方法和摩擦焊方法,针对不同状态的2219铝合金母材和焊接接头进行断裂力学评定。对于以上测试工作,应在材料一定,焊接方法一定的情况下,测定板材和焊接接头各个温度的各种力学性能参数。对其低温断裂韧性评定方案有如下几步:(1) 选择参考标准对于断裂韧性评定标准,我国发展得还不是很健全。对铝合金母材,可参考国家标准GB/T 2038-1991“金属材料延性断裂韧度JIC试验方法”;GB4161-84“金属材料平面应变断裂韧性KIC试验方法”。对于焊接接头的测定,我国还没有制定相关标准,更没有低温下的断裂韧性测试标准。英国标准BS 7448-1997“测定金属材料KIC、极限COD和极限J积分值方法”对常温下焊接接头的断裂韧性试验做出了相关规定,并且被ISO收录。(2) 选择试验方案由于拟测试的铝合金板厚较薄,不符合平面应变状态条件,所以只能通过J积分方法来测试母材和焊接接头的JIC。至于其KIC的值,可以参考BS7448标准中JIC和KIC的关系,计算出KIC。测定母材在低温下的的JIC,可以参考GB/T 2038-1991,但是此标准中并没有规定是适用温度。对于焊接接头焊缝、热影响区和熔合区的JIC的测定,国内没有可供参考的标准,参考标准有英国标准BS 7448-1997,尽管此标准依然是没有特别指出可以在低温下应用。(3) 数据分析方法测出母材和焊接接头的断裂韧性数据之后,需要对数据进行整理分析。我们可以在多试样试验结果中计算得到一个平均值,但是这并不能真正反映铝合金材料及其焊接接头的断裂力学性能。从数学理论上讲,只有50%的可靠度。在航空航天领域,对于材料的可靠性要求极为苛刻。50%置信度只能满足我们对材料的较基本的认识。因此对运载火箭贮箱的材料2219铝合金的断裂性能分析,我们需要掌握95%,甚至更高98.5%的置信度。因此还需要对数据用数理统计的方法进行分析。 结束语力学性能测试是任何一种焊接结构件使用前必须进行的工作,尤其对于在航空航天上用到的焊接结构。传统力学性能指标强度和韧性指标不能满足现代对材料越来越严格的要求了,对其断裂韧性的测试随着断裂力学的发展逐渐受到重视。金属结构材料和焊接接头拉伸性能的测试,我国早在80年代就制定了国家标准,并于近几年进行了完善。但是对于金属结构材料的断裂韧性测试的标准发展的不是很完善。随着低温技术在航天、核物理、电子工程中的广泛应用,我国应加强对低温材料的断裂韧性测试的评定技术。这样才能更好的推进低温材料的广泛应用。焊接作为一种重要的加工手段,对容易出现缺陷的焊接接头的评定工作也应提上日程。我国目前还没有关焊接接头断裂韧性测试的相关标准,英国BS 7448标准中没有说明低温下测定工作中应注意的事项。所以我国科技工作者和广大研究人员应加强对断裂韧性知识的学习研究,尽早制定出自己的标准。参考文献[1]管野椅宏[日],张兴仁译. 超低温用高强度高韧性铝合金的开发[J].1991年,37-48.
[2] Shigeoki SAJI et al.Mechanical properties of aluminum alloys at very low temperature. Light Metal(Japan) ,1989:39(8):574.
[3]Yoshimitsu. Miyagi et al. Characteristics and application of aluminum alloys at cryogenic temperature.R & D Kobe Steel Engineering. Reports (Japan),1984:34(3):67.
[4]Begley, J.A.Landes, Fracture and Toughness, ASTM STP 514(1972) ,1-20.
[5]BS 7448:Part4, 1997,Method for determination of fracture resistance curves and initiation values for stable crack extension in metallic materials [S].
[6]霍立兴. 焊接结构的断裂行为及评定[M]. 北京:机械工业出版社, 2000.
[7]稻桓道夫、可田沼欣[日]. 低温材料标准及断裂韧性试验[J]. 国外技术,90-99
[8] 库德良绍夫、斯莫连采夫[苏联],高云震等译.铝合金断裂韧性[M].北京:冶金工业出版社,1980.116-118.[9] 杨海生、常新龙. 用三点弯曲试样测定LD10铝合金断裂韧度JIC[J].理化检验-物理分册,2005,41(5):226-229.
[10] 袁杰红、唐国金、 周建平,等.断裂力学在推进剂贮箱安全评定中的应用[J].强度与环境, 1999,(1):30-36.
[11]涂志华、张忠、赵立中,等.含表面裂纹铝合金焊缝低温断裂性能[J].实验力学,1996, 11(1):84-89。[12]张敏、林香祝、徐世珍,等.焊接接头断裂性能的试验研究[J].机械强度,2003,25(1):85-89. 作者简介:彭杏娜(1983-),女,材料加工工程专业,北京航空航天大学在读硕士研究生。主要研究方向是材料的先进连接技术。电话:13810109440,E-mail:pengxingna2325@163.comStudy of Fracture Toughness of Aluminum Alloy and Its Welding Joint at Cryogenic TemperaturePeng Xingna Zhang Guohua Qu Wenqing
School of Mechanical Engineering & Automation, Beihang University, Beijing, China,100083
ABSTRACT: As the development of aeronautic and astronautic techniques, the mechanical properties of structural materials at cryogenic temperature are studied more and more. People pay more attention to the fracture toughness of Al alloy at cryogenic temperature. This paper introduced manners of measuring fracture toughness, analyzed the present evaluation of fracture toughness of aluminum alloy and its welding joint, and proposed scheme of evaluation of the fracture toughness of 2219 Al alloy. In the end, it was stated that there were a lot of deficiencies in evaluation of the fracture toughness at cryogenic temperature in our country.
KEYWORDS: Aluminum alloy; Welding Joint; Cryogenic temperature; Fracture toughness
低温焊锡条
2017-06-06 17:50:00
低温焊锡条是一种投资者想知道,因为了解它可以帮助操作。焊锡丝可分为:无铅、实心、焊铝、免清洗、松香芯、低温、高温、含银、焊不锈钢、其它特殊用途锡丝等。其中一种其合金成分为:Sn63/Pb37、Sn60/Pb40 ,溶点℃: 183-190;松香含量%: 1.0-3.0 ,这一种熔点最低,抗拉强度和剪切强度高,称之为低温焊锡丝。锡条是焊锡中的一种产品,锡条可分为有铅锡条和无铅锡条两种,均是用于线路板的焊接:有铅锡条的种类:1、63/37焊锡条(Sn63/Pb37) 2、电解纯锡条(电解处理高纯锡) 3、抗氧化锡条(添加高抗氧化剂) 4、波峰焊锡条(适用波峰焊焊接) 5、高温焊锡条(400度以上焊接)有铅锡条的特点:★ 电解纯锡,湿润性、流动性好,易上锡。 ★ 焊点光亮、饱满、不会虚焊等不良现象。 ★ 加入足量的抗氧化元素,抗氧化能力强。 ★ 锡渣少,降低能耗,减少不必要的浪费。 ★ 各项性能稳定,适用波峰或手浸炉操作。无铅锡条的种类:1、锡铜无铅锡条(Sn99.3Cu0.7) 2、锡银铜无铅锡条(Sn96.5Ag3.0Cu0.5) 3、0.3银无铅焊锡条(Sn99Ag0.3Cu0.7) 4、波峰焊无铅焊锡条(无铅波峰焊专用) 5、高温型无铅焊锡条(400度以上焊接)无铅锡条的特点:★ 纯锡制造,湿润性、流动性好,易上锡。 ★ 焊点光亮、饱满、不会虚焊等不良现象。 ★ 加入足量的抗氧化元素,抗氧化能力强。 ★ 纯锡制造,锡渣少,减少不必要的浪费。 ★ 无铅RoHS标准,适用波峰或手浸炉操作。 如果你想更多的了解关于低温焊锡条的信息,你可以登陆上海有色网进行查询和关注。
低温高速铝挤压工艺
2019-01-11 09:43:21
低温高速铝揉捏技能:低温高速便是选用较低的铝棒温度,较快的揉捏速度的技能组合进行铝型村揉捏进程。此铝型材技能温度与速度组合成反比,即铝棒温度高、揉捏速度就慢,铝棒温度低、揉捏速度就快。通常情况下,上模出产靠前支棒棒温操控在420℃-440℃,到第三支棒时就能够降温加快,平模铝棒温度坚持在390~420℃为较好;分流模铝棒温度坚持在410~440℃为较好。
当铝棒到达较好温度时,揉捏速度依据出料口温度来定,出料口温度较好为520~560℃。也便是说,出料口温度低于较好温度时要恰当加快,大于较好温度时要恰当减速。一起,有必要保证出材坯料的质量是合格的。
低温高速揉捏技能在履行进程中会呈现两个疑问,一是淬火装置是不是满足淬火技能需求,有条件的公司能够配套装置在线淬火装置,分区、分级进行风冷、喷雾、喷水的淬火技能,以到达型材所需的根本力学功能。二是高速揉捏进程中特别是尾段有些,经常会由于棒温跟着揉捏的进程而疾速升高,金属就会发生过热过烧,型材外表呈现裂纹乃至拉烂等表象,构成废料较多。目前处理此疑问的通用办法根本便是选用液氮冷却模具技能,下降变形区的温度,来处理疾速揉捏时坯料外表质量恶化的疑问,然后提高成品率及保证低温高速揉捏技能的施行。
等温铝型材揉捏技能:望文生义,所谓的等温揉捏便是坚持出料口温度一致的前提下,温度、揉捏速度的组合技能。
铝合金型材揉捏进程中由于铸锭与揉捏筒的冲突和揉捏变形发生的热量使揉捏材的温度越来越高,铝揉捏材前后温度相差较大,致使型材沿长度方向安排功能不均匀,在铝材出产中后期假如揉捏速度太高时铝型材外表简单呈现裂纹。为避免这种温升,提出了在铝合金揉捏进程中使揉捏材出料口温度一直坚持一致的等温揉捏办法。等温揉捏法尤其适合于临界揉捏速度低的2000、7000和有些5000系等硬铝合金的出产及有些外表需求较高的型材(太阳能边框、抛光型材等等)。
首先,要施行等温揉捏首先是铝棒的梯度加温操控系统,铸锭梯温加热是依据揉捏进程中揉捏材前后温差而断定铸锭的加热温度梯度。铸锭感应炉的梯温加热通常是将加热线圈沿长度分红几个区,各个区的加热功率不一样,铸锭前端加热功率高,后端加热功率低,然后得到铸锭前端温度高而后端温度低的梯温加热,其温度梯度通常在0-15℃/100mm。长锭燃气加热通常选用加热铸锭出炉后梯度冷却办法,使铸锭同样在纵向构成前高后低的温度梯度。
其次,铝合金揉捏减速操控便是在揉捏中后期逐渐下降揉捏速度,以削减揉捏材的温升。这种减速操控通常用于软合金材的揉捏速度操控,此种操控办法均匀揉捏速度大于一般的等速揉捏的速度。
别的,还能够采取揉捏筒分区加热办法。揉捏筒还设有冷却通路,在揉捏筒外套(或中套)内侧接近铝揉捏模具有些设置螺旋沟槽,揉捏中后期通压缩空气,带走铸锭与揉捏筒的冲突热,然后操控铸锭的温升。
低温多晶硅
2017-06-06 17:50:02
低温多晶硅的全称是“Low Temperature Poly-Silicon(LTPS,多晶硅又简称为p-Si,下同)”,它是多晶硅技术的一个分支,是新一代薄膜晶体管液晶显示器制造流程。 与传统的高温多晶硅相比,低温多晶硅虽然也需要激光照射工序,但它采用的是准分子激光作为热源,激光经过透射系统后,会产生能量均匀分布的激光束并被投射于非晶硅结构的玻璃基板上,当非晶硅结构的玻璃基板吸收准分子激光的能量后,就会转变成为多晶硅结构。 LTPS与传统非晶硅a-Si TFT-LCD最大差异在于,LTPS薄膜晶体管经过雷射回火(Laser Anneal)制程步骤,将a-Si的薄膜转变为多晶硅(Poly-Si)薄膜层,可大幅提升晶体管载子移动率达200倍以上。 仅管薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)已经吸引台湾业者大幅投入2,000亿元以上资金,更新一代的低温多晶硅(LTPS)技术却来势汹汹,国内包括统宝光电以及东芝与松下在海外合资全球最大的LTPS工厂,使得液晶
产业
技术的推陈出新引发全球观注目光。 低温多晶硅TFT-LCD与现有的非晶硅TFT-LCD技术相较,多了一道雷射热退火的制程,由于LTPS技术使电子移动的速度加快,并将十颗以上的驱动IC整合,因此在性能上,可以比非晶硅TFT-LCD更轻、更薄,同时可以提升分辨率,未来如果生产设备标准化、进入大量投产阶段,成本大幅降低,要取代现有的非晶硅TFT-LCD不是不可能。
低温药剂萤石矿选矿脱硅技术
2019-01-16 17:42:25
萤石是一种非常重要的工业原料,用途十分广泛,主要用于冶金、建材、化工三大行业,与国民经济的发展密切相关随着萤石的用途越来越广,需求量不断增加,萤石资源富矿、易选矿越来越少,贫矿、难选矿的选别成为当前面临的问题因此对萤石选矿进行深入的研究,实现萤石资源的综合利用,对国民经济的发展具有很深远的意义针对萤石嵌布粒度较细、萤石精矿降硅、萤石低温浮选等问题,对内蒙古某萤石矿进行了系统的选矿试验研究,确定了合理的浮选药剂制度和工艺流程通过使用一种自制改性捕收剂ZN136代替油酸,使现场捕收剂的用量降低了50%左右,并且在低温下对此矿石进行分选得到了较好的选矿指标,验证了该药剂的耐低温性能,探索了浮选药剂与矿物作用的机理萤石浮选工艺试验表明,弱碱性pH=9.0粗选,弱酸性pH=6.0精选的工艺优于其它工艺中矿集中返回,精Ⅰ尾矿作为最终尾矿丢弃的工艺流程优于精I尾矿经扫选后再返回的工艺流程当磨矿细度为-0.074mm含量占98%时,采用“一粗七精”,弱碱性粗选,弱酸性精选,中矿集中返回到精Ⅰ,精Ⅰ尾矿作为最终尾矿丢弃的工艺流程可获得产率为57.77%,品位为98.70%,回收率为95.20%,SiO2含量为0.53%,CaCO3含量小于0.37%的高品级萤石精矿捕收剂ZN136低温试验表明,ZN136在低温下有很好的溶解性,耐低温性能好在低温下,通过在精Ⅲ补加捕收剂和增效剂,可获得与常温下接近的浮选指标在15℃下进行闭路试验,可获得产率为56.83%,品位为98.34%,回收率为87.42%优质萤石精矿在5℃下进行开路试验,可获得CaF2品位为97.70%的萤石精矿浮选药剂与矿物作用机理研究表明,捕收剂ZN136在萤石表面的吸附量远大于石英在弱酸性条件下,ZN136在萤石表面以物理吸附为主,对石英能起到较好的抑制作用。
低温还原粉化性RDI
2019-01-04 09:45:29
铁矿石(烧结矿及球团矿)在低温还原过程中发生碎裂粉化的特性。在高炉炼铁过程中,当铁矿石进入高炉后,炉料下降到400~600℃的区间,在这里受到来自高炉下部的煤气的还原作用,会发生不同程度的碎裂粉化。严重时则影响高炉上部料柱的透气性,破坏炉况顺行。铁矿石这种性能的强弱以低温还原粉化指数(RDI)来表示,或称LTB(LowTempera-ture Break-down)。
低温还原粉化的根本原因是矿石中的Fe2O3在低温(400~600℃)还原时,由赤铁矿变成磁铁矿发生了晶格的变化,前者为三方晶系六方晶格,而后者为等轴晶系立方晶格,还原造成了晶格的扭曲,产生极大的内应力,导致铁矿石在机械力作用下碎裂粉化。影响铁矿石(烧结矿及球团矿)低温还原粉化性能的因素有矿石的种类、Fe2O3的结晶形态、人造富矿的碱度、还原温度及铁矿石中的其他元素的含量。
检验方法 铁矿石低温还原粉化性的强弱已有国际标准化组织(ISO)制订的“铁矿石—低温粉化试验—静态还原后使用冷转鼓的方法”以及各国制订的方法进行检验,这些方法大同小异,可分为静态检验和动态检验法。
静态检验法主要有以下3种:
(1)ISO检验方法。(ISO4696—1984)检验设备与测定铁矿石还原性的设备相同。试样粒度为10~12.5mm、质量为500g。在还原煤气成分为CO20%,CO220%,H22%及N258%,允许杂质含量O2
(2)日本钢铁厂的检验方法。先将试样在还原性检验装置(见铁矿石还原性)中进行还原试验。试样粒度:矿石、烧结矿为19~22.4mm,球团矿为10~12.5mm,质量500g,在还原煤气成分为CO30%、N270%,流量为15L/min,温度为500℃的条件下还原30min。然后把还原后的试样装入标准转鼓(φ130mm×200mm),以30r/min速度转动30min后对试样进行筛分,以小于3mm粒级的质量与还原后入转鼓前试样总质量之比的百分数作为低温还原粉化率,以RDI(
(3)中国国家标准(GB/T13242—91)检验方法所使用的装置及工艺参数,与铁矿石还原性检测方法基本相同。但还原温度为500℃±10℃,还原时间为60min,还原气体成分为CO20%,CO220%,N260%;H2的浓度
动态检验法主要有以下3种:
(1)国际标准化组织检验方法(ISO/DP4697),使用标准转鼓(φ130mm×200mm),内设4个挡板(高20mm,厚2mm);(图2)试样粒度10~12.5mm,质量500g,在还原气体成分为CO20%、CO220%、H22%及N258%,允许杂质含量为O2
(2)德国奥特弗莱森(Othfresen)研究协会检验方法。使用非标准转鼓(φ150mm×500mm),内有4个挡板(高20mm),转鼓速度10r/min。试样粒度:烧结矿12.5~16mm,矿石和球团矿10~12.5mm;还原气体成分为CO24%、CO216%、N260%,流量15L/min,其他作业参数和粉化指数表示法,与ISO/DP4697相同。
(3)前苏联国家标准检验方法(ГОСТ19575—84)。使用非标准转鼓(φ145mm×500mm),内有4个挡板(高20mm),置于长1100mm,内径240mm的电炉内,转鼓转速10r/min。试样粒度10~15mm,质量500g,还原气体成分为CO35%及N265%,允许杂质含量为H20.5%、O20.1%和H2O0.2%,流量15L/min。采用升温加热制度:开始以15℃/min升温至600℃,共40min,以后以1.43℃/min升温至800℃,共2h20min。以小于10mm、5~0.5mm和小于0.5mm粒级的质量分别与试样总质量之百分比作为还原强度指数、还原粉化指数及还原磨损指数。
静态法在设备上可与还原性检验方法使用同一装置,转鼓检验在常温条件下进行,工作条件好,容易密封;在操作上还原反应管温度分布均匀,温度测量点更接近实际,试验结果稳定误差较小。动态法的优点是还原与转鼓在同一装置内完成,操作简单。两种方法的检验结果具有密切相关关系,然而不论静态或动态法的检验结果只具有相对意义,与高炉内实际取样的结果有定性的相关关系,但绝对值相差甚大。1980年中国包头钢铁公司55m3高炉炉身取样表明:太原钢铁公司烧结矿的低温还原粉化率(<3mm)为9.89%,包头钢铁公司烧结矿为8.41%,而按日本钢铁厂检验方法检验所得RDI值分别为27.1%及21.9%。升温法所得的还原粉化率比通行的恒温法更接近于生产实际。
铝型材低温封孔工艺探讨
2018-12-25 13:45:29
1.前言
铝型材经阳极氧化和着色处理后,其铝基表面是一层极薄的多孔性阳极氧化膜,其吸附性强、抗蚀能力和耐磨性差。建筑铝型材表面处理过程中,封孔作为后处理工艺是决定铝材表面质量、装饰效果和使用寿命的关键所在。铝及铝合金阳极氧化膜中存在很多微孔,若不及时封闭或封闭不完全,将严重影响铝型材表面的耐蚀性、耐磨性、耐晒性和装饰效果等。
2.常温封孔原理
铝及铝合金阳极氧化膜主要采用高温和低温两种方法进行封孔(电泳涂漆除外),其封孔原理是不相同的。高温封孔法原理是利用高温下氧化膜的水化作用,生成稳定的沉积于膜孔中,从而将膜孔封闭。由于水化反应的速度和产物的稳定性与温度有关,所以低温封闭法的原理就不仅是水化作用的结果。一般来说,它是下面三种作用的综合结果。
2.1 水化作用
低温封孔(也称常温封孔)采用水溶液,是利用其水化作用。由于温度低,水化反应速度很慢, 同时水化产物具有可逆性,因而不稳定,所以低温封闭剂中需要添加促进水化反应的物质,如Ni2+、Cr3+、Co2+、Li+等金属离子。
2.2 形成铝的化学转化膜作用
利用封闭剂中某些物质与铝氧化膜的化学作用,在其表面生成稳定的化学转化膜,例如使用铬酸盐生成钝化膜、磷酸盐生成沉淀膜、赤备盐等络合剂生成表面铬化物等。
2.3 生成金属的氢氧化物,将膜孔堵塞
封闭剂中的某些金属离子扩散至膜孔中后在一定的pH值下发生水解,以氢氧化物形式沉淀于膜孔中,或封闭剂中某些活性粒子与铝氧化膜作用产生OH-,然后与扩散至膜孔中的金属离子作用生成氢氧化物沉淀,将膜孔堵塞。
因组成封闭剂的物质不同。上述三种作用的大小就不同,但总是三种作用的综合效果。
3.镍氟体系低温封孔
低温封孔是建筑铝型材阳极氧化工艺的最终处理工序。目前,国内采用的基本都是日本80年代初发明的金属氟化物-极性溶剂封孔方法,其主要成分由镍盐和氟离子组成。
镍氟体系低温封孔的机理是:(1)氟离子促进氧化膜的水化反应;(2)氟离子与无定形氧化铝反应生成络合物,同时放出氢氧根离子,使膜孔内pH值升高;(3)氧化膜内的镍离子水解,生成氢氧化物沉淀析出。其主要化学反应如下:
Al2O3+12 F-+3H2O →2 AlF6 3-+6OH-
AlF6 3-+ Al2O3+3H2O →Al3(OH)3F6+3OH-
Ni2++2 OH-→Ni(OH)2
以上这些溶解和沉积反应,其反应物(填塞物质)主要是水合Ni(OH)2、Al(OH)3、AlF3混合物,另外还有AlOOH(Al2O3)(它是F-与氧化膜反应生成的Al3+产生水合Al (H2O)63+,当其离子浓度达到一定值时,离子间发生缔和、水解和浓缩,最后转化为稳定相的AlOOH(Al2O3)物质。可见,F-对低温封孔起了很重要的促进作用。阳极氧化低温封孔后,封孔物质主要集中在氧化膜的外层5~8?m的区域。
低温高速铝挤压工艺及方法
2018-12-20 09:35:30
低温高速铝挤压工艺:低温高速就是采用较低的铝棒温度,最快的挤压速度的工艺组合进行铝型村挤压过程。此铝型材工艺温度与速度组合成反比,即铝棒温度高、挤压速度就慢,铝棒温度低、挤压速度就快。通常情况下,上模生产第一支棒棒温控制在420℃-440℃,到第三支棒时就可以降温加速,平模铝棒温度保持在390~420℃为最佳;分流模铝棒温度保持在410~440℃为最佳。 当铝棒达到最佳温度时,挤压速度根据出料口温度来定,出料口温度最佳为520~560℃。也就是说,出料口温度低于最佳温度时要适当加速,大于最佳温度时要适当减速。同时,必须保证出材坯料的质量是合格的。 低温高速挤压工艺在执行过程中会出现两个问题,一是淬火装置是否满足淬火工艺要求,有条件的企业可以配套安装在线淬火装置,分区、分级进行风冷、喷雾、喷水的淬火工艺,以达到型材所需的基本力学性能。二是高速挤压过程中特别是尾段部分,经常会因为棒温随着挤压的过程而快速升高,金属就会产生过热过烧,型材表面出现裂纹甚至拉烂等现象,造成废料较多。目前解决此问题的通用方法基本就是采用液氮冷却模具技术,降低变形区的温度,来解决快速挤压时坯料表面质量恶化的问题,从而提高成品率及保证低温高速挤压工艺的实施。 等温铝型材挤压工艺:顾名思义,所谓的等温挤压就是保持出料口温度一致的前提下,温度、挤压速度的组合工艺。 铝合金型材挤压过程中由于铸锭与挤压筒的摩擦和挤压变形产生的热量使挤压材的温度越来越高,铝挤压材前后温度相差较大,导致型材沿长度方向组织性能不均匀,在铝材生产中后期如果挤压速度太高时铝型材表面容易出现裂纹。为防止这种温升,提出了在铝合金挤压过程中使挤压材出料口温度始终保持一致的等温挤压方法。等温挤压法尤其适合于临界挤压速度低的2000、7000和部分5000系等硬铝合金的生产及部分表面要求较高的型材(太阳能边框、抛光型材等等)。 首先,要实施等温挤压首先是铝棒的梯度加温控制系统,铸锭梯温加热是根据挤压过程中挤压材前后温差而确定铸锭的加热温度梯度。铸锭感应炉的梯温加热通常是将加热线圈沿长度分成几个区,各个区的加热功率不同,铸锭前端加热功率高,后端加热功率低,从而得到铸锭前端温度高而后端温度低的梯温加热,其温度梯度一般在0-15℃/100mm。长锭燃气加热通常采用加热铸锭出炉后梯度冷却方式,使铸锭同样在纵向形成前高后低的温度梯度。 其次,铝合金挤压减速控制即是在挤压中后期逐渐降低挤压速度,以减少挤压材的温升。这种减速控制通常用于软合金材的挤压速度控制,此种控制方法平均挤压速度大于普通的等速挤压的速度。 另外,还可以采取挤压筒分区加热措施。挤压筒还设有冷却通路,在挤压筒外套(或中套)内侧靠近铝挤压模具部分设置螺旋沟槽,挤压中后期通压缩空气,带走铸锭与挤压筒的摩擦热,从而控制铸锭的温升。
浅析低温烧结氧化铝陶瓷技术
2019-01-03 09:56:30
氧化铝陶瓷是一种以氧化铝为主要原料,以刚玉为主晶相的陶瓷材料。氧化铝陶瓷有较好的传导性、机械强度和耐高温性,它被广泛地应用于电子、电器、机械、纺织和航空航天等领域。这也奠定了它在陶瓷材料领域的高地位。由于氧化铝熔点高达两千多度,导致氧化铝陶瓷的烧结温度普遍较高,从而使得氧化铝陶瓷的制造需要使用高温发热体或高质量的燃料以及高级耐火材料作窑炉和窑具,这在一定程度上限制了它的生产和更广泛的应用。
因此,降低氧化铝陶瓷的烧结温度,降低能耗,缩短烧成周期,减少窑炉和窑具损耗,从而降低生产成本,一直是企业所关心和急需解决的重要课题。纵观当前各种氧化铝瓷的低温烧结技术,归纳起来,主要是从原料加工、配方设计和烧成工艺等三方面来采取措施。一、通过提高氧化铝粉体的细度与活性降低瓷体烧结温度
与块状物相比,粉体具有很大的比表面积,这是外界对粉体做功的结果。利用机械作用或化学作用来制备粉体时所消耗的机械能或化学能,部分将作为表面能而贮存在粉体中,此外,在粉体的制备过程中,又会引起粉粒表面及其内部出现各种晶格缺陷,使晶格活化。
目前,制备超细活化易烧结氧化铝粉体的方法分为二大类,一类是机械法,另一类是化学法。机械法是用机械外力作用使氧化铝粉体颗粒细化,常用的粉碎工艺有球磨粉碎、振磨粉碎、砂磨粉碎、气流粉碎等等。通过机械粉碎方法来提高粉料的比表面积,尽管是有效的,但有一定限度,通常只能使粉料的平均粒径小至1μm左右或更细一点,而且有粒径分布范围较宽,容易带入杂质的缺点
目前化学法大致有以下3种工艺流程:
形成金属氧有机基络合物溶胶→水解并缩合成含羟基的三度空间高分子结构→溶胶蒸发脱水成凝胶→低温煅烧成活性氧化物粉料。
含有不同金属离子的酸盐溶液和有机胶混合成溶液→溶胶蒸发脱水成凝胶→低温煅烧成粉体
含有不同金属离子的溶胶直接淬火、沉积或加热成凝胶→低温煅烧成粉体。
二、通过瓷料配方设计掺杂降低瓷体烧结温度
氧化铝陶瓷的烧结温度主要由其化学组成中氧化铝的含量来决定,氧化铝含量越高,瓷料的烧结温度越高,除此之外,还与瓷料组成系统、各组成配比以及添加物种类有关。目前配方设计中所加入的各种添加剂,根据其促进氧化铝陶瓷烧结的作用机理不同,可以将它们分为形成新相或固溶体的添加剂和生成液相的添加剂二大类。
1、与氧化铝形成新相或固溶体的添加剂。
这类添加剂是一些与氧化铝晶格常数相接近的氧化物,如氧化钛、氧化铁、氧化锰等,在烧成中,这些添加物能与氧化铝生成固溶体,
这类添加剂促进氧化铝瓷烧结的作用具有一定的规律性:①能与氧化铝形成有限固溶体的添加剂较形成连续固溶体的添加剂的降温作用更大;②可变价离子一类添加剂比不变价的添加剂的作用大;③阳离子电荷多的、电价高的添加剂的降温作用更大。2、烧成中形成液相的添加剂。
这类添加剂的化学成分主要有氧化硅、氧化钙、氧化镁等,它们能与其它成分在烧成过程中形成二元、三元或多元低共熔物。由于液相的生成温度低,因而大大地降低了氧化铝瓷的烧结温度。
三、采用特殊烧成工艺降低瓷体烧结温度
采用热压烧结工艺,在对坯体加热的同时进行加压,那么烧结不仅是通过扩散传质来完成,此时塑性流动起了重要作用,坯体的烧结温度将比常压烧结低很多,因此热压烧结是降低氧化铝陶瓷烧结温度的重要技术之一。在生产实践中,为获得最佳综合经济效益,上述低烧技术往往相互配合使用,其中加入助烧添加剂的方法相对其它方法而言,具有成本低、效果好、工艺简便实用的特点。另外,从材料角度来看,通过掺杂改性技术,大幅度提高氧化铝陶瓷的各项机电性能,用氧化铝含量低的瓷体代替氧化铝含量高的瓷体,也是企业常用的降低氧化铝陶瓷产品烧结温度的有效技术手段。
小结
氧化铝陶瓷作为先进陶瓷中应用最广的一种材料,伴随着整个行业的发展呈现技术装备水平将快速提高,产品质量水平不断提高,产业规模从小到大,产品质量从低到较高等趋势。从氧化铝陶瓷的应用情况看,应用范围越来越宽,用量越来越大,特别是在防磨工程和建筑陶瓷生产方面的用量增加将更为显着。