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硅含量对Al-Si-Cu相变储能材料腐蚀性的影响

         

摘要

合金液的腐蚀性较大是铝合金作为相变储能材料应用的主要瓶颈.鉴于材料成分是影响其液态腐蚀性的重要因素之一,本工作设计了304不锈钢在Al-xSi-10 Cu(6≤x≤15)合金液中的腐蚀试验,以期探讨Si含量对该材料液态腐蚀性的影响.采用电子探针和XRD对腐蚀产物的形貌、元素分布和相组成进行了分析,并对腐蚀反应进行了动力学和热力学分析.结果 表明:随着Si含量的增加,腐蚀层厚度和腐蚀产物的生长系数先降低后增加,而腐蚀产物的扩散激活能却先增加后降低,但都在Si含量为9%时达到极值.Si含量在6% ~9%,当腐蚀时间较短时,腐蚀层由Al95Fe4Cr相和Fe2Al5相组成,Si填充Fe2Al5相的空位,阻碍了元素扩散;当腐蚀时间较长时,腐蚀层由Al95Fe4Cr相、FexSiyAlz相和FeAl相组成,FexSiyAlz相不仅生长速率低还可阻挡元素的扩散,且FeAl相的生成焓大于Fe2Al5相,从而降低腐蚀层的厚度.Si含量在9% ~15%内时,腐蚀层厚度增加的具体原因有待进一步研究.

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