铝合金熔剂配方及化学成分分析

铝合金熔剂配方及化学成分分析

一、化学成分

主要成分类别和典型物质

1. 碳素：通常以石墨等形式存在，碳元素是主要成分。碳素的添加可以促进铝合金燃烧，提高熔剂的温度，并促进铝合金的熔化、均匀分布和流动性能。

2. 钾化合物：

一般使用碳酸钾或氢氧化钾等钾化合物作为钾元素的来源。钾可以减少铝合金表面的氧化物，使铝合金熔剂更容易熔化和流动。

3. 镁：镁元素本身，镁是铝合金熔剂的重要成分，可以提高熔剂的活性，加速铝合金的熔化和分散沉淀的杂质，同时还可以调节铝合金熔液的流动性能和凝固结构。

4. 铝粉末：铝粉中主要当然是铝。它可以提供高温燃料和高能量释放，促进铝合金燃烧和熔化，消除杂质和氧化物。

5. 其他添加剂：

氯化镁：可增加熔剂的活性和促进铝合金的熔化、精炼和凝固组织的形成等。

有的配方中可能含有少量的硼元素化合物等用于辅助精炼等。

二、结构特点

多元组分复合结构：

通常含有碱金属和碱土金属的化合物，它们以一定比例混合存在。例如含有氯化物、氟化物等。

有的含有一些特殊的盐类结构来针对特定的杂质去除，如一些可以和氧化铝反应生成低熔点物质的成分等。

为了适应环保和高效除杂等要求，可能还会复合一些不含氯、氟等有害元素的化合物成分。

物理形态结构方面

颗粒状结构 ：

以颗粒形式存在，内部成分呈均匀分布状态。相比传统粉末状，有较为规则的外形结构，在一定程度上可以保证其在铝合金熔体中反应的稳定性和一致性。

颗粒大小较为均匀，并且可以根据不同的工艺需求制备不同粒径范围的产品。

缓释结构：

如颗粒状铝合金熔剂，在空间上其内部各成分可以在时间上先后发挥作用，使得在从接触铝液到上浮过程中逐步释放有效成分，充分发挥除渣、除气等功能。
吸附结构相关：

表面具有一定的微观孔隙结构或活性位点结构等，能够对铝液中的杂质、气体进行物理或化学吸附。

当采用表面活性吸附技术时，能改变熔剂包裹的渣团表面活性，使其与惰性气体有较强结合倾向，与铝熔体亲和力低，利于分离。
覆盖层结构：

在铝液表面可以形成一层覆盖结构，阻止铝液和空气接触，减少氧化等反应发生。并且这层覆盖结构可以保持一定的温度稳定性，减少热量散失。

三、分析方法

为了对铝合金熔剂的化学成分进行分析和检测，常用的方法包括元素分析法、红外光谱法、核磁共振法和质谱法等。

1. 元素分析法：元素分析法可用于测定铝合金熔剂中金属离子的含量，如铝中铝离子的含量。常见的元素分析方法有火焰原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法等。

2. 红外光谱法：红外光谱法可以通过测定铝合金熔剂的红外吸收带，分析其分子结构和官能团。这种方法适用于分析高分子有机物铝合金熔剂的化学成分。

3. 核磁共振法：核磁共振法是一种检测物质分子结构和原子核之间相互作用的方法。通过核磁共振技术可以对铝合金熔剂的结构进行表征，如高分子有机物铝合金熔剂的分子量、结构等。

4. 质谱法：质谱法主要用于分析铝合金熔剂中的有机化合物。通过质谱仪测定样品中的质荷比和相对丰度，可以推测出其分子结构。

四、应用领域

铝合金熔剂的应用领域主要包括以下一些方面：
铝合金熔炼铸造领域：
 精炼除气：去除铝合金熔体中的氢气等气体，减少铸件中的气孔缺陷。
 除杂净化：除去非金属夹杂物（如氧化铝等），提升铝合金液纯净度。
覆盖保护：在熔炼过程中覆盖在铝液表面，减少铝液与空气接触，阻止进一步氧化和吸氢，同时减少热量散失。
铝合金回收领域：
 在从废铝或废铝合金熔渣中回收金属铝（铝合金）时，熔剂可用于分离金属和炉渣等杂质。
铝合金加工领域：
 在一些铝合金焊接过程中（如气焊），可以使用铝合金熔剂辅助去除焊接过程中铝表面的氧化膜等，保证焊接质量。
特定铝合金产品生产：
生产一些对内部质量和表面质量要求很高的铝合金产品如航空航天用铝合金部件、高精密铝合金件、高品质铝箔等，铝合金熔剂有助于提高其材料性能和成品率。
科研和检测分析领域：
在研究铝合金熔炼和净化机理等科研实验中，铝合金熔剂是重要的试验材料用于验证相关理论和工艺。