碱金属氟化物润湿和溶解废铝表层氧化膜的行为与机理

应用纳米扫描俄歇系统、分子动力学模拟和聚合实验,研究A356铝屑表面氧化膜的结构及含碱金属氟化物的熔剂润湿和溶解该氧化膜的行为,并探讨铝屑在熔剂中的聚合机理。结果表明:等摩尔NaCl-KCl熔剂及添加NaF或Na_3AlF_6后都可以与Al_2O_3润湿,而添加AlF_3的熔剂与Al_2O_3不润湿。添加氟化物的等摩尔NaCl-KCl熔剂可以溶解氧化膜,并使铝屑聚合为铝球,其中NaF和Na_3AlF_6对促进聚合的效果最显著,而AlF_3效果较差。聚合机理分析表明,熔融熔剂中的自由F-是铝屑聚合的前提条件,熔剂与Al_2O_3良好的润湿性可以提高氧化膜的溶解程度。氧化膜溶解后被其包裹的铝液滴可以自发地聚合成大的铝球,熔剂与铝液的不润湿性有利于铝液滴的聚合,但加入Na_3AlF_6后会比较显著提高熔剂黏度,阻碍细小铝球的聚合。     

铝熔体中夹杂物与氢相互关系的分子动力学模拟探索

运用分子动力学模拟方法对铝熔体中夹杂物与氢气关系进行研究,从径向分布函数、均方位移、配位数等方面分析Al_2O_3对铝熔体中氢扩散行为的影响。模拟结果表明,Al_2O_3夹杂物会破坏铝熔体中铝原子的有序排列,形成空位,大量的氢在空位上聚集,为氢气泡的形成创造条件,且在一定范围内,铝熔体中Al_2O_3原子含量越高,氢的聚集程度越大。A356铝屑再生试验进一步表明杂气是相互依存和作用的,排杂是除气的基础。