铝合金绿色制备与资源再生是确保我国铝产业持续、健康发展的必由之路。针对废弃铝合金熔体中各类杂质元素,从原子结构层面出发,调控杂质化合物的基础物理性质,控制杂质化合物生长方式与形貌。以基础理论数据为依据,进行不同杂质元素物理去除净化技术的多尺度模拟仿真计算,建立完整的净化理论-工艺模型,由此设计和开发杂质元素物理去除装备和工艺,实现从理论到实际的一整套新型高效的物理冶金去除技术,为废弃铝再生成为高品位、高性能、高价值工业新型铝合金材料提供支撑。本研究平台所具备的软硬件设施包括:DFT第一性原理计算软件、晶体物性测量设备(密度计、激光热导仪等)、熔炼炉、熔体处理设备、定向凝固炉、真空吸铸快速凝固炉等。可实现晶体合成、晶体物性表征、晶体生长、熔体杂质物理去除等方面的研究。
研究所现有科研人员7名,其中高级职称1名,中级职称1名,研究生及本科生等10余名。
1.团队介绍:
(1)李新中,教授,主要从事金属凝固理论与技术研究,对金属凝固过程晶体生长、多相反应、相/组织选择等有深刻理解。
(2)王东涛,博士后/讲师,主要从事铝合金废料杂质元素去除的理论与技术研究,铝合金熔体净化的理论模型,铝合金废料杂质元素去除的效率评价。
(3)张孝足,博士研究生,主要从事铝合金中含Fe元素金属间化合物基础性质的研究,铝合金中含Fe相的凝固行为及物理性能演变,铝合金中含Fe相在熔体中的运动行为研究。
(4)沈晓东,硕士,主要从事铝合金杂质元素去除的工艺评价。
(5)唐威,硕士研究生,主要从事外场下铝合金杂质元素的分离理论与技术研究。
(6)李俊,硕士研究生,主要从事铝合金中金属间化合物的基础性质与凝固行为研究。
(7)周威虎,硕士研究生,主要从事铝合金的熔体净化技术研究。
2.研究成果:
(1)实现了不同杂质元素物理去除净化技术的多尺度模拟仿真计算。
(2)建立了新型、高效、绿色的铝合金废料短流程循环再利用工艺流程,实现了高效率的铝熔体杂质元素去除。
(3)深入研究了铝合金中Fe杂质元素在熔体中的凝固析出行为,以及铝合金中含Fe金属间化合物的基础性质,以基础理论指导Fe杂质元素的去除过程。
(4)以熔体调控手段控制铝熔体中含Fe相的生长与运动行为,建立了新型的杂质元素分离模型。