鎂熔體中夾雜的無熔劑凈化行為研究.pdf

1、鎂合金作為目前最輕的商用金屬結構材料，在許多領域具有很好的應用前景。鎂熔體的凈化是鎂合金熔鑄生產及廢料再生的關鍵工序之一，對保證制品品質及性能有重要影響。目前工業(yè)上普遍使用的鎂熔體凈化手段是熔劑法，存在產生有毒有害氣體、二次污染鎂液等問題。針對上述問題，本文以新型無熔劑凈化技術為對象，對其中的技術基礎問題展開實驗研究，旨在為無熔劑凈化技術的開發(fā)和應用提供理論支撐。
　　論文首先采用OM、SEM和EDS等手段對鎂合金中固態(tài)夾雜進行了

2、分析表征；然后采用水力學模型方法對新型無熔劑凈化過程及行為進行了可視化-物理模擬；最后在工業(yè)環(huán)境下進行了實驗驗證。
　　主要研究工作及結果如下：
　　①對高夾雜鎂合金試樣的分析表征結果顯示，鎂合金中夾雜的形貌主要有：顆粒狀、絮狀、團簇狀、桿狀、塊狀及皮狀，其中以顆粒狀和絮狀為主；從化學成分來看，鎂的氧化物夾雜是最常見的，含量最高。
　　②用水力學模型對新型無熔劑凈化過程及行為的可視化-物理模擬結果顯示，在實驗條件下，夾

3、雜與水溶液的分離存在如下幾種行為：首先，沉降分離，即部分重質夾雜在自身重力的作用下逐漸自然沉降至容器底部，不再隨溶液流動，實現了分離；其次，慣性分離，即在液流經隔板流動、發(fā)生流動方向變化時，部分夾雜由于與液體的密度差和慣性差產生分離，逐漸沉降至容器底部；最后（也是最重要的），自凈化過濾，即比過濾孔尺寸大的夾雜通過逆向過濾被有效阻擋并分離，而且這些被阻擋的夾雜會自然沉降，不會堵塞過濾孔，即過濾介質具有自凈化效果；此外，過濾介質還能阻擋捕集

4、液體中的氣泡，即具有一定的除氣效果。
　　③在工業(yè)環(huán)境下，用與水模擬實驗相似（結構相同、尺寸放大）的凈化熔爐，對高夾雜含量的廢鎂進行了無熔劑凈化實驗，在實驗過程中，沿鎂液的流動方向在熔爐的不同位置對鎂液分別取樣，然后對試樣進行了分析檢測：一方面，OM和SEM觀察結果顯示，高夾雜含量的廢鎂經自然沉降、慣性分離與逆向自凈化過濾后，夾雜含量越來越少、夾雜尺寸也逐漸變小，這種趨勢在兩級過濾后尤為明顯；另一方面，XRF分析結果顯示：熔體中O