| 中文摘要 | 第3-6页 |
| ABSTRACT | 第6-8页 |
| 第一章 绪论 | 第14-37页 |
| 1.1 选题背景 | 第14-16页 |
| 1.1.1 铝工业发展现状和趋势 | 第14页 |
| 1.1.2 废铝对铝熔体冶金质量和铝材性能的影响 | 第14-16页 |
| 1.1.3 铝熔体净化对提高铝材质量的重要性 | 第16页 |
| 1.2 铝熔体中气体与夹杂物行为的研究现状 | 第16-22页 |
| 1.2.1 气体来源及其在铝熔体中的行为分析 | 第16-19页 |
| 1.2.1.1 铝熔体中氢来源 | 第16-17页 |
| 1.2.1.2 氢在铝熔体中的扩散行为 | 第17-18页 |
| 1.2.1.3 铝熔体中氢含量测量及气孔形成机制 | 第18-19页 |
| 1.2.2 夹杂物来源及其在铝熔体中的行为分析 | 第19-21页 |
| 1.2.2.1 氧化铝夹杂物来源 | 第19-20页 |
| 1.2.2.2 铝熔体中夹杂物的形态及行为 | 第20-21页 |
| 1.2.3 铝熔体中杂气相互作用机制分析 | 第21-22页 |
| 1.3 铝熔体净化处理技术与理论研究现状 | 第22-30页 |
| 1.3.1 铝熔体净化技术概述 | 第22-23页 |
| 1.3.2 除气净化理论研究 | 第23-25页 |
| 1.3.3 排杂净化理论研究 | 第25-26页 |
| 1.3.4 熔剂组成及物理化学性质研究 | 第26-27页 |
| 1.3.5 熔剂排杂净化热力学机理研究现状 | 第27-30页 |
| 1.3.5.1 废铝聚合行为研究 | 第27-28页 |
| 1.3.5.2 熔剂与铝液界面张力研究 | 第28-30页 |
| 1.4 分子模拟技术概述 | 第30-33页 |
| 1.4.1 分子力学与分子动力学模拟理论基础 | 第30-32页 |
| 1.4.2 分子模拟在金属熔体研究中的应用现状 | 第32-33页 |
| 1.5 基于计算流体力学的数值模拟在铝熔体净化中的应用 | 第33-34页 |
| 1.6 选题依据 | 第34-35页 |
| 1.7 研究目标及主要研究内容与技术路线 | 第35-37页 |
| 1.7.1 研究目标和主要研究内容 | 第35-36页 |
| 1.7.2 研究的主要技术路线 | 第36-37页 |
| 第二章 试验条件与方法 | 第37-44页 |
| 2.1 试验材料 | 第37-38页 |
| 2.1.1 铝合金材料 | 第37页 |
| 2.1.2 熔剂及其制备 | 第37-38页 |
| 2.2 试验方法 | 第38-41页 |
| 2.2.1 废铝氧化膜厚度测试 | 第38页 |
| 2.2.2 熔剂熔点测定 | 第38页 |
| 2.2.3 熔剂与铝液界面张力测量 | 第38-39页 |
| 2.2.4 废铝在熔剂中的聚合试验 | 第39页 |
| 2.2.5 废铝熔体排杂净化处理 | 第39页 |
| 2.2.6 铝熔体中杂气含量测定及除气率计算 | 第39-41页 |
| 2.3 材料显微组织分析与力学性能测试 | 第41页 |
| 2.3.1 光学显微组织分析 | 第41页 |
| 2.3.2 扫描电镜组织分析 | 第41页 |
| 2.3.3 X射线衍射分析 | 第41页 |
| 2.3.4 拉伸试验 | 第41页 |
| 2.4 计算模拟方法 | 第41-44页 |
| 2.4.1 分子模拟 | 第41-43页 |
| 2.4.2 计算流体力学数值模拟 | 第43-44页 |
| 第三章 铝熔体杂气行为的分子模拟探索与验证试验 | 第44-61页 |
| 3.1 铝熔体结构模型与模拟参数 | 第44-45页 |
| 3.2 高温铝熔体结构的分子动力学模拟结果 | 第45-46页 |
| 3.3 铝熔体吸氢区域的分子力学模拟结果 | 第46-47页 |
| 3.4 氢在铝熔体中扩散过程的分子动力学模拟 | 第47-51页 |
| 3.4.1 含氢原子的铝熔体初始模型 | 第47-48页 |
| 3.4.2 氢扩散过程的分子动力学模拟结果 | 第48-49页 |
| 3.4.3 铝熔体中各原子间的RDF函数曲线 | 第49-51页 |
| 3.5 氢在铝熔体中扩散行为的机理分析 | 第51-53页 |
| 3.6 废铝熔体中杂气关系的验证试验 | 第53-60页 |
| 3.6.1 废铝表面成分与氧化膜厚度分析 | 第54-55页 |
| 3.6.2 废铝对铝熔体杂气含量的影响 | 第55-60页 |
| 3.6.2.1 废铝箔加入量对铝熔体杂气含量的影响 | 第55-57页 |
| 3.6.2.2 铝屑加入量对铝熔体杂气含量的影响 | 第57-60页 |
| 3.7 本章小结 | 第60-61页 |
| 第四章 排杂净化熔剂的物理化学性质研究 | 第61-75页 |
| 4.1 碱金属氟化物和氯化物的物理化学性质分析 | 第61-64页 |
| 4.1.1 碱金属氟化物和氯化物的反应生成自由能比较 | 第61-62页 |
| 4.1.2 碱金属氟化物和氯化物与铝合金主要元素的反应自由能分析 | 第62-64页 |
| 4.2 混合熔剂的物理化学性质测试 | 第64-68页 |
| 4.2.1 混合熔剂的熔点测试 | 第64-66页 |
| 4.2.2 混合熔剂的密度和粘度 | 第66-68页 |
| 4.3 熔剂与铝熔体中主要元素反应的试验研究 | 第68-74页 |
| 4.3.1 反应产物对铝合金组织与成分的影响 | 第68-70页 |
| 4.3.2 反应产物对熔剂组成相的影响 | 第70-72页 |
| 4.3.3 分析讨论 | 第72-74页 |
| 4.4 本章小结 | 第74-75页 |
| 第五章 含氟化物熔剂排杂净化热力学与动力学的计算模拟探索 | 第75-88页 |
| 5.1 废铝熔体中熔剂的排杂净化过程分析 | 第75-76页 |
| 5.2 熔剂与夹杂物、铝液润湿性的分子动力学模拟 | 第76-79页 |
| 5.2.1 结构模型和模拟参数 | 第76-77页 |
| 5.2.2 熔剂与氧化铝润湿性的分子动力学模拟结果 | 第77-78页 |
| 5.2.3 熔剂与铝液润湿性的分子动力学模拟结果 | 第78-79页 |
| 5.3 熔剂在铝熔体中分散性与分离性的流体力学数值模拟 | 第79-87页 |
| 5.3.1 熔剂与铝液模型 | 第79-80页 |
| 5.3.2 模拟参数设置 | 第80页 |
| 5.3.3 流体力学数值模拟结果 | 第80-86页 |
| 5.3.3.1 界面张力对熔剂在铝熔体中扩散行为的影响 | 第80-83页 |
| 5.3.3.2 熔剂粘度对熔剂在铝熔体中扩散行为的影响 | 第83-84页 |
| 5.3.3.3 外加搅拌对熔剂在铝熔体中扩散行为的影响 | 第84-86页 |
| 5.3.4 熔剂在铝熔体中扩散过程的动力学分析 | 第86-87页 |
| 5.4 本章小结 | 第87-88页 |
| 第六章 含氟化物熔剂排杂净化的热力学特性试验与机理探讨 | 第88-112页 |
| 6.1 铝屑在熔剂中的聚合能力试验研究 | 第88-94页 |
| 6.1.1 铝屑在等摩尔NaCl-KCl中的聚合 | 第88-89页 |
| 6.1.2 铝屑在含氟化物熔剂中的聚合 | 第89-93页 |
| 6.1.2.1 铝屑在含NaF、KF熔剂中的聚合 | 第89-90页 |
| 6.1.2.2 铝屑在含Na_3AlF_6、AlF_3熔剂中的聚合 | 第90-91页 |
| 6.1.2.3 铝屑在含MgF_2、BaF_2、SrF_2、CaF_2熔剂中的聚合 | 第91-93页 |
| 6.1.3 聚合铝球的冶金质量 | 第93-94页 |
| 6.2 熔剂与铝液、AL_2O_3界面张力试验 | 第94-96页 |
| 6.2.1 熔剂/铝液界面张力测试 | 第94-95页 |
| 6.2.2 熔剂/Al_2O_3界面张力测试 | 第95-96页 |
| 6.3 熔剂溶解氧化膜能力和界面张力对废铝排杂净化效果的影响试验 | 第96-102页 |
| 6.3.1 含不同氟化物熔剂对废铝的排杂净化效果 | 第97-100页 |
| 6.3.2 不同Na_3AlF_6含量的熔剂对废铝熔体的排杂净化效果 | 第100-102页 |
| 6.4 含氟化物熔剂对废铝排杂净化机理探讨 | 第102-110页 |
| 6.4.1 铝屑在含氟化物熔剂中的聚合机制 | 第102-107页 |
| 6.4.1.1 废铝聚合机制研究现状 | 第102-103页 |
| 6.4.1.2 本研究关于废铝聚合机制的新发现 | 第103-107页 |
| 6.4.2 氟化物对熔剂/铝液界面张力的影响作用机理 | 第107-109页 |
| 6.4.2.1 氟化物对界面张力影响机理研究现状及不足 | 第107-108页 |
| 6.4.2.2 提高氟化物含量对界面张力的影响机理 | 第108-109页 |
| 6.4.3 熔剂溶解氧化膜能力和界面张力对净化过程的影响机理 | 第109-110页 |
| 6.5 本章小结 | 第110-112页 |
| 第七章 基于排杂净化机理的熔剂成分设计与应用研究 | 第112-126页 |
| 7.1 排杂净化熔剂的设计原则与优化 | 第112-114页 |
| 7.1.1 排杂净化熔剂的设计原则 | 第112页 |
| 7.1.2 熔剂的成分优化设计 | 第112-114页 |
| 7.2 排杂熔剂净化处理废铝的应用试验方案 | 第114-116页 |
| 7.3 正交试验结果 | 第116-122页 |
| 7.3.1 正交试验结果的极差分析与方差分析 | 第116-118页 |
| 7.3.2 正交试验试样的显微组织分析 | 第118-120页 |
| 7.3.3 最佳工艺参数的验证试验 | 第120-122页 |
| 7.4 分析讨论 | 第122-124页 |
| 7.4.1 A356铝合金的断裂机理 | 第122-123页 |
| 7.4.2 熔剂成分、加入方式和加入量对排杂净化效果的影响 | 第123-124页 |
| 7.5 本章小结 | 第124-126页 |
| 总结论 | 第126-129页 |
| 研究特色与创新点 | 第129-130页 |
| 研究展望 | 第130-131页 |
| 参考文献 | 第131-145页 |
| 致谢 | 第145-146页 |
| 个人简历 | 第146-147页 |
| 在读期间发表及待发表的论文 | 第147-148页 |
