文章目录:

1、说说门窗那些事之型材2、铝合金型材是怎么加工出来的?3、镁研究:熔盐电解法制备镁铝合金

说说门窗那些事之型材

型材原料:

对于铝合金门窗的型材来说,铝并不是单独作为一种材料,而是与铜、硅、镁、锌、锰等元素一起铸造的铝合金。而在对铝合金的运用上,可分为原生铝和再生铝。

原生铝

原生铝:开采铝矿得到铝矿石铝矾土,再通过电解槽电解铝矿石获得的铝。其特点是无杂质,致密性高,强度高,韧性好;

再生铝回收

再生铝:对废弃机械零件、易拉罐、铝合金门窗等废弃的铝料进行重新熔炼生产出来的铝。其特点是杂质多,致密性差,强度和韧性差。

型材表面处理:

铝合金型材表面处理的目的,是要解决型材的装饰性和耐候性方面的问题。经过表面处理的铝合金型材颜色丰富多彩、美观大方,且不易附着油污、污物,易于清洁擦洗。

型材表面处理工艺可大致分为以下几种:

普通粉末喷涂:材质强度高、抗磨损更好、质量优,质感柔和美观大方,抗腐蚀性、耐候性能好。常见颜色:砂灰、砂纹棕。

肌肤喷涂:使铝合金型材表面产生实质性的肌肤感,光泽亮丽、材质强度高、性能优势明显,更加突出了现代工艺化水平。常见颜色:肌肤黑。

氟碳喷涂:耐候性超强,氟碳喷涂在色彩的持久性和美观性方面没有任何其他涂料技术或化学涂料能与之相媲美,耐紫外线能佳。常见颜色:氟碳香槟金、氟碳铁灰。

木纹转印:表面形成逼真的木纹图案,材质强度高、立体感强、外观装饰效果好,质感柔和、美观大方、抗腐蚀性能好、耐候性能好,对铝合金有极强的附着力,无毒、无异味、在空气中不挥发、不氧化,对环境没有污染。常见颜色:泰柚、缅甸柚木、PU水曲柳。

金丝木纹:金丝木的纹理交错、结构细而匀给人以视觉上的美感,材质强度高、立体感强、外观装饰效果好,质感柔和、美观大方,抗腐蚀性、耐候性能好,对铝合金有极强的附着力,无毒、无异味、在空气中不挥发、不氧化、对环境没有污染。常见颜色:金丝樱桃木。

4D木纹:使铝合金型材表面产生实质性的凹凸手感,立体感强,光泽亮丽、纹理更清晰,木质感更强烈,材质强度高、外观装饰效果好,质感柔和、美观大方、,腐蚀性、耐候性能好。常见颜色:4D金丝楠木。

瓷泳钛金:新一代表面处理技术消光不反光,超强耐候性,涂层硬度高、有金属质感,抗腐蚀性能好、耐候性能好。常见颜色:瓷泳金。

型材结构:

铝合金型材从结构上分为:断桥铝合金和非断桥铝合金。

非断桥铝合金

非断桥铝合金:非断桥铝合金是指铝合金型材为一个整体,中间不存在任何间隔。铝合金是金属,而金属的导热性强,所以非断铝合金型材的保温性能较差。

断桥铝合金

断桥铝合金:型材两侧是铝合金,中间使用隔热条连接,就像桥梁一样把两侧断开的铝合金有效的结合在一起,顾名思义“断桥”。隔热条的作用是有效阻隔温度的传递,能够起到很好的保温作用,可以帮助家庭大大节约供暖和制冷费用,既节能又环保。

型材产地:

目前,我国铝合金型材的主要产地,集中在以广东佛山为代表的广东区域以及以川渝为代表的西南区域。广东区域出产的铝合金型材俗称“广料”,西南区域出产的型材俗称“川料”。

“广料”与“川料”最大的区别不在于型材原料的使用,而在于型材的表面处理工艺。就当下的型材表面处理工艺而言,成品型材无论是在视觉和触觉上,还是在耐候性上,“广料”远远优于“川料”,故而同等型材中,“广料”价格普遍高于“川料”。

铝合金型材是怎么加工出来的?

铝型材是有各种截面的长条状的铝合金材料,比如铝合金圆管、方管之类的就属于通用铝型材,还有截面不规则的门窗铝型材,四四方方带槽口的工业铝型材,奇形怪状的异型材等。那这些铝型材是怎么加工出来的呢?特别是截面复杂的铝型材看着特别不好加工。今天我们就来了解一下。

1、铸棒

纯铝加入一定比例的合金成分,在熔炉中熔炼,再铸造成铝合金圆棒。我们普通的建筑铝型材和工业铝型材牌号是6063,合金成分是镁和硅。

2、挤压

铝型材的截面不同形状是通过挤压来得到的,将加热到熔化临界点的铝棒通过挤压机穿过模具就得到了模具的形状。不同大小的铝型材所使用的铝棒大小也是不同的。铝型材挤出后通过淬火和人工时效来增强它的力学性能。

3、表面处理

我们平常见到的铝型材制品会有各种不同的颜色和不同的质感,比如像木头质感的门窗,哑光质感的铝合金边框,像镜子一样反光的铝管等等。这些都是通过后期的表面处理达到的效果。表面处理方式总体分为物理和化学两种,木纹质感的门窗铝型材采用表面电泳再木纹转印技术加工而成;哑光的铝合金边框通过表面喷砂处理加阳极氧化工艺加工而成;镜面的效果是通过抛光得到的。

好了,以上就是铝型材加工的主要步骤了,当然有很多成品需要后续的深加工处理,这就是铝型材制品了,这里就不赘述了。

镁研究:熔盐电解法制备镁铝合金

镁及其合金因比强度高、生物相容性好等优点,在汽车、航空航天、生物医用等领域有着广泛的应用。铝是镁合金中常用合金元素,可以提高镁合金的强度。Mg-Al系合金是目前应用量最大的商用镁合金,具有良好的力学性能、铸造性能和加工性能。传统的镁铝合金制备工艺原理简单,通常是在含SF6的气体保护下将铝加入熔融镁中,获得镁铝合金,这种方法在工业上应用广泛。但是该工艺生产过程中,废品率高导致成本上升,并且SF6造成严重的温室效应。熔盐电解是一种有潜力的制备合金方法,它可以大大减少合金的氧化,降低制备成本,为制备Mg-Al合金提供了一种新途径。

最近,郑州大学宋建勋教授课题组采用熔盐电解法制备了Mg-Al合金,研究了镁离子和铝离子在熔融LiCl-KCl中钼电极上的电化学还原机理,揭示了电解电位对Mg-Al合金中Al含量的影响。基于镁离子和铝离子还原反应的可逆性,对它们的热力学性质进行了深入研究。Mg-Al合金作为一种最常见的工业镁合金,本研究可为其电化学制备提供理论依据和小规模制备经验。

本文系统研究了LiCl-KCl熔盐中镁离子和铝离子在钼电极上的电化学还原行为,结果如图1所示。在熔盐中,镁离子和铝离子分别呈现出一步转移两个电子和一步转移三个电子的还原过程。Mg2+和Al3+的还原是受传质速率控制的可逆过程,当Mg2+和Al3+在LiCl-KCl熔盐中共存时,它们对彼此的还原行为没有显著影响。通过开路电位法得到该体系中Mg2+/Mg和Al3+/Al的平衡电位,进一步计算得到表观电位和表观吉布斯自由能分别为-2.517 V、-485.71 kJ/mol和-1.661V和-480.78 kJ/mol。

图1 镁离子和铝离子在LiCl-KCl熔盐中的电化学行为

最后在973 K 的LiCl-KCl-MgCl2-AlCl3 (200g-50g-25g-2.5g)熔盐进行恒电位电解,阴极产物微观形貌及成分如图2所示。当在-2.2 V下的点位电解时,由于Mg的沉积电位低于-2.2 V,产物几乎都是Al,只有微量的金属Mg;当电位负移至-2.9 V时,Mg开始析出,同时Al也在阴极沉积,由于熔盐中镁离子浓度远高于铝离子,产物中镁含量剧增,达到96.77%。继续增加电位至-3.0 V,镁的沉积速率继续增加,其增长幅度大于铝,导致阴极产物中Mg含量继续增加,Al含量减少,此时镁含量为99.45%。

图2扫描电镜和能谱分析:(a)电位-2.2 V;(b)电位-2.9 V;(c)电位为-3.0 V

综上所述,本文通过一系列暂态电化学测试技术系统研究了镁离子和铝离子在熔融LiCl-KCl中的电化学还原机理,揭示了外加电位对Mg-Al合金中Al含量的影响趋势以及分布情况。本研究采用熔盐电解法成功制备了不同铝含量的Mg-Al合金,可以为熔盐电化学制备Mg-Al合金提供理论依据。

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