专利名称：一种用于生产低电阻率铝导体铝液的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于生产低电阻率铝导体铝液的方法，尤其涉及一种向铝液中直接加入含硼化合物从而获得用于生产低电阻率铝导体铝液的方法。
背景技术：
铝中固溶态的杂质元素是影响铝导体导电性能的重要原因，而硼化处理是降低固溶态杂质元素含量的有效方法。
硼化处理是指向熔融铝中加入硼元素，硼与某些过渡族元素形成熔点高且在铝液中不溶解的硼化物，以渣的形式被除去，或者使这些元素由固溶态转变为化合态，减少铝导体内部晶格的畸变，从而降低铝导体的电阻率的一种铝液处理技术。国内现行添加硼的方式有两种一种是向熔融铝中加入铝硼中间合金，另一种是在原铝的电解过程中加入含硼化合物进行铝、硼共析电解。加入铝硼中间合金技术具有硼加入量易掌握、铝硼合金处理不产生烟雾等优点，但是由于铝硼中间合金价格较高，使得工业生产成本增加许多。铝、硼共析电解技术对电解质性能影响非常严重，影响电解的正常进行，该技术目前还未见应用于工业生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在不改变现有的铝液精炼工艺，不需要增加设备的基础上，将含硼化合物加入到熔融铝中，可以生产一种用于有效降低铝导体电阻率的铝液。
本发明的目的由如下技术方案实施一种用于生产低电阻率铝导体铝液的方法，包括有如下步骤(1)在铝液吹气精炼时，按重量百分比，所述铝液的钒、钛含量之和为0.005％～0.015％，由惰性气体将含硼化合物粉末吹入所述铝液中；由铝液还原出硼，按重量百分比，所述还原出的硼量为0.005％～0.015％；(2)由电磁搅拌装置进行均匀化；(3)含硼化合物吹入铝液后，静置30-90分钟；(4)去除下沉反应生成的硼化物，得到用于低电阻率铝导体生产的铝液。
在铝液吹气精炼时，由惰性气体将含硼化合物带入铝液，在电磁搅拌的作用下，含硼化合物在铝液中均化，并与铝发生铝热还原反应。还原得到的硼与铝液中的钒(V)、钛(Ti)等元素反应形成密度大于铝液且熔点高于铝精炼温度的硼化物。通过静置处理使硼化物下沉去除，降低铝中钒(V)、钛(Ti)等元素的含量；若硼化物残留在铝中，也可以降低铝中的钒(V)、钛(Ti)等元素的固溶量。该技术通过降低铝中钒(V)、钛(Ti)等元素的含量或者固溶量，从而得到一种用于生产低电阻率铝导体的铝液。
所述含硼化合物为氟硼酸钾，或氟硼酸钠，或氧化硼，或硼酸的任一种。
所述含硼化合物为氟硼酸钾，按重量份，铝液∶氟硼酸钾为1000∶0.5824～1.7472。
所述含硼化合物为氟硼酸钠，按重量份，铝液∶氟硼酸钠为1000∶0.5083～1.525。
所述含硼化合物为氧化硼，按重量份，铝液∶氧化硼为1000∶0.1611～0.4833。
所述含硼化合物为硼酸，按重量份，铝液∶硼酸为1000∶0.2861～0.8583。
硼化合物吹入铝液后，静置时间为30-90分钟。
所述惰性气体为氮气或氩气的任一种。
所述含硼化合物为工业纯及以上纯度。
本发明的优点在于本技术中所使用的含硼化合物与铝硼中间合金相比，价格较低，获得同样硼含量的铝合金所增加的成本，只有铝硼中间合金处理方法的10～12％，大大降低生产成本，操作简便易行。用本方法进行硼化处理后，所得铝液的钒(V)、钛(Ti)含量之和能够降低到0.005％以下。采用本方法进行硼化处理后，所得铝液生产出来的铝导体的电阻率得以降低。
具体实施例方式实施例1一种用于生产低电阻率铝导体铝液的方法，包括有如下步骤(1)在铝液吹气精炼时，按重量百分比，铝液的钒、钛含量之和为0.005％～0.015％，其中取1000kg的铝液，取工业纯及以上纯度的氟硼酸钾0.5824kg。
由惰性气体氮气将氟硼酸钾粉末吹入铝液中；由铝液还原出硼，还原出的硼量为0.05kg，按重量百分比，还原出的硼量为0.005％；(2)由电磁搅拌装置进行均匀化；(3)含氟硼酸钾粉末吹入铝液后，静置30分钟；(4)去除下沉反应生成的硼化物，得到用于低电阻率铝导体生产的铝液。
在铝液吹气精炼时，由惰性气体将含硼化合物带入铝液，在电磁搅拌的作用下，含硼化合物在铝液中均化，并与铝发生铝热还原反应。还原得到的硼与铝液中的钒(V)、钛(Ti)等元素反应形成密度大于铝液且熔点高于铝精炼温度的硼化物。通过静置处理使硼化物下沉去除，降低铝中钒(V)、钛(Ti)等元素的含量；若硼化物残留在铝中，也可以降低铝中的钒(V)、钛(Ti)等元素的固溶量。该技术通过降低铝中钒(V)、钛(Ti)等元素的含量或者固溶量，从而得到一种用于生产低电阻率铝导体的铝液。
实施例2一种用于生产低电阻率铝导体铝液的方法，包括有如下步骤(1)在铝液吹气精炼时，按重量百分比，铝液的钒、钛含量之和为0.005％～0.015％，其中取1000kg的铝液，取工业纯及以上纯度的氟硼酸钾1.7472kg。
由惰性气体氮气将氟硼酸钾粉末吹入铝液中；由铝液还原出硼，还原出的硼量为0.15kg；按重量百分比，还原出的硼量为0.015％；(2)由电磁搅拌装置进行均匀化；
(3)含氟硼酸钾粉末吹入铝液后，静置90分钟；(4)去除下沉反应生成的硼化物，得到用于低电阻率铝导体生产的铝液。
在铝液吹气精炼时，由惰性气体将含硼化合物带入铝液，在电磁搅拌的作用下，含硼化合物在铝液中均化，并与铝发生铝热还原反应。还原得到的硼与铝液中的钒(V)、钛(Ti)等元素反应形成密度大于铝液且熔点高于铝精炼温度的硼化物。通过静置处理使硼化物下沉去除，降低铝中钒(V)、钛(Ti)等元素的含量；若硼化物残留在铝中，也可以降低铝中的钒(V)、钛(Ti)等元素的固溶量。该技术通过降低铝中钒(V)、钛(Ti)等元素的含量或者固溶量，从而得到一种用于生产低电阻率铝导体的铝液。
实施例3一种用于生产低电阻率铝导体铝液的方法，包括有如下步骤(1)在铝液吹气精炼时，按重量百分比，铝液的钒、钛含量之和为0.005％～0.015％，其中取1000kg的铝液，取工业纯及以上纯度的氟硼酸钾1.1648kg。
由惰性气体氮气将氟硼酸钾粉末吹入铝液中；由铝液还原出硼，还原出的硼量为0.1kg，按重量百分比，还原出的硼量为0.01％.，(2)由电磁搅拌装置进行均匀化；(3)含氟硼酸钾粉末吹入铝液后，静置60分钟；(4)去除下沉反应生成的硼化物，得到用于低电阻率铝导体生产的铝液。
在铝液吹气精炼时，由惰性气体将含硼化合物带入铝液，在电磁搅拌的作用下，含硼化合物在铝液中均化，并与铝发生铝热还原反应。还原得到的硼与铝液中的钒(V)、钛(Ti)等元素反应形成密度大于铝液且熔点高于铝精炼温度的硼化物。通过静置处理使硼化物下沉去除，降低铝中钒(V)、钛(Ti)等元素的含量；若硼化物残留在铝中，也可以降低铝中的钒(V)、钛(Ti)等元素的固溶量。该技术通过降低铝中钒(V)、钛(Ti)等元素的含量或者固溶量，从而得到一种用于生产低电阻率铝导体的铝液。
实施例4一种用于生产低电阻率铝导体铝液的方法，包括有如下步骤(1)在铝液吹气精炼时，按重量百分比，铝液的钒、钛含量之和为0.005％～0.015％，其中取1000kg的铝液，取工业纯及以上纯度的氟硼酸钠0.5083kg。
由惰性气体氮气将氟硼酸钠粉末吹入铝液中；由铝液还原出硼，还原出的硼量为0.05kg，按重量百分比，还原出的硼量为0.005％。
(2)由电磁搅拌装置进行均匀化；(3)含氟硼酸钠粉末吹入铝液后，静置30分钟；(4)下沉去除反应生成的硼化物，得到用于低电阻率铝导体生产的铝液。
在铝液吹气精炼时，由惰性气体将含硼化合物带入铝液，在电磁搅拌的作用下，含硼化合物在铝液中均化，并与铝发生铝热还原反应。还原得到的硼与铝液中的钒(V)、钛(Ti)等元素反应形成密度大于铝液且熔点高于铝精炼温度的硼化物。通过静置处理使硼化物下沉去除，降低铝中钒(V)、钛(Ti)等元素的含量；若硼化物残留在铝中，也可以降低铝中的钒(V)、钛(Ti)等元素的固溶量。该技术通过降低铝中钒(V)、钛(Ti)等元素的含量或者固溶量，从而得到一种用于生产低电阻率铝导体的铝液。
实施例5一种用于生产低电阻率铝导体铝液的方法，包括有如下步骤(1)在铝液吹气精炼时，按重量百分比，铝液的钒、钛含量之和为0.005％～0.015％，其中取1000kg的铝液，取工业纯及以上纯度的氟硼酸钠1.525kg。
由惰性气体氮气将氟硼酸钾粉末吹入铝液中；由铝液还原出硼，还原出的硼量为0.15kg；按重量百分比，还原出的硼量为0.015％；(2)由电磁搅拌装置进行均匀化；(3)含氟硼酸钾粉末吹入铝液后，静置90分钟；(4)下沉去除反应生成的硼化物，得到用于低电阻率铝导体生产的铝液。
在铝液吹气精炼时，由惰性气体将含硼化合物带入铝液，在电磁搅拌的作用下，含硼化合物在铝液中均化，并与铝发生铝热还原反应。还原得到的硼与铝液中的钒(V)、钛(Ti)等元素反应形成密度大于铝液且熔点高于铝精炼温度的硼化物。通过静置处理使硼化物下沉去除，降低铝中钒(V)、钛(Ti)等元素的含量；若硼化物残留在铝中，也可以降低铝中的钒(V)、钛(Ti)等元素的固溶量。该技术通过降低铝中钒(V)、钛(Ti)等元素的含量或者固溶量，从而得到一种用于生产低电阻率铝导体的铝液。
实施例6一种用于生产低电阻率铝导体铝液的方法，包括有如下步骤(1)在铝液吹气精炼时，按重量百分比，铝液的钒、钛含量之和为0.005％～0.015％，其中取1000kg的铝液，取工业纯及以上纯度的氟硼酸钠1.0166kg。
由惰性气体氮气将氟硼酸钠粉末吹入铝液中；由铝液还原出硼，还原出的硼量为0.1kg；按重量百分比，还原出的硼量为0.01％；(2)由电磁搅拌装置进行均匀化；(3)含氟硼酸钠粉末吹入铝液后，静置60分钟；(4)下沉去除反应生成的硼化物，得到用于低电阻率铝导体生产的铝液。
在铝液吹气精炼时，由惰性气体将含硼化合物带入铝液，在电磁搅拌的作用下，含硼化合物在铝液中均化，并与铝发生铝热还原反应。还原得到的硼与铝液中的钒(V)、钛(Ti)等元素反应形成密度大于铝液且熔点高于铝精炼温度的硼化物。通过静置处理使硼化物下沉去除，降低铝中钒(V)、钛(Ti)等元素的含量；若硼化物残留在铝中，也可以降低铝中的钒(V)、钛(Ti)等元素的固溶量。该技术通过降低铝中钒(V)、钛(Ti)等元素的含量或者固溶量，从而得到一种用于生产低电阻率铝导体的铝液。
实施例7一种用于生产低电阻率铝导体铝液的方法，包括有如下步骤(1)在铝液吹气精炼时，按重量百分比，铝液的钒、钛含量之和为0.005％～0.015％，其中取1000kg的铝液，取工业纯及以上纯度的氧化硼0.1611kg。
由惰性气体氮气将氧化硼粉末吹入铝液中；由铝液还原出硼，还原出的硼量为0.05kg；按重量百分比，还原出的硼量为0.005％；(2)由电磁搅拌装置进行均匀化；(3)含氧硼酸粉末吹入铝液后，静置30分钟；(4)下沉去除反应生成的硼化物，得到用于低电阻率铝导体生产的铝液。
在铝液吹气精炼时，由惰性气体将含硼化合物带入铝液，在电磁搅拌的作用下，含硼化合物在铝液中均化，并与铝发生铝热还原反应。还原得到的硼与铝液中的钒(V)、钛(Ti)等元素反应形成密度大于铝液且熔点高于铝精炼温度的硼化物。通过静置处理使硼化物下沉去除，降低铝中钒(V)、钛(Ti)等元素的含量；若硼化物残留在铝中，也可以降低铝中的钒(V)、钛(Ti)等元素的固溶量。该技术通过降低铝中钒(V)、钛(Ti)等元素的含量或者固溶量，从而得到一种用于生产低电阻率铝导体的铝液。
实施例8一种用于生产低电阻率铝导体铝液的方法，包括有如下步骤(1)在铝液吹气精炼时，按重量百分比，铝液的钒、钛含量之和为0.005％～0.015％，其中取1000kg的铝液，取工业纯及以上纯度的氧化硼0.4833公斤。
由惰性气体氮气将氧化硼粉末吹入铝液中；由铝液还原出硼，还原出的硼量为0.15kg；按重量百分比，还原出的硼量为0.015％；(2)由电磁搅拌装置进行均匀化；(3)含氧化硼粉末吹入铝液后，静置90分钟；(4)下沉去除反应生成的硼化物，得到用于低电阻率铝导体生产的铝液。
在铝液吹气精炼时，由惰性气体将含硼化合物带入铝液，在电磁搅拌的作用下，含硼化合物在铝液中均化，并与铝发生铝热还原反应。还原得到的硼与铝液中的钒(V)、钛(Ti)等元素反应形成密度大于铝液且熔点高于铝精炼温度的硼化物。通过静置处理使硼化物下沉去除，降低铝中钒(V)、钛(Ti)等元素的含量；若硼化物残留在铝中，也可以降低铝中的钒(V)、钛(Ti)等元素的固溶量。该技术通过降低铝中钒(V)、钛(Ti)等元素的含量或者固溶量，从而得到一种用于生产低电阻率铝导体的铝液。
实施例9一种用于生产低电阻率铝导体铝液的方法，包括有如下步骤(1)在铝液吹气精炼时，按重量百分比，铝液的钒、钛含量之和为0.005％～0.015％，其中取1000kg的铝液，取工业纯及以上纯度的氧化硼0.3222kg。
由惰性气体氮气将氧化硼粉末吹入铝液中；由铝液还原出硼，还原出的硼量为0.1kg；按重量百分比，还原出的硼量为0.01％；
(2)由电磁搅拌装置进行均匀化；(3)含氧化硼粉末吹入铝液后，静置60分钟；(4)下沉去除反应生成的硼化物，得到用于低电阻率铝导体生产的铝液。
在铝液吹气精炼时，由惰性气体将含硼化合物带入铝液，在电磁搅拌的作用下，含硼化合物在铝液中均化，并与铝发生铝热还原反应。还原得到的硼与铝液中的钒(V)、钛(Ti)等元素反应形成密度大于铝液且熔点高于铝精炼温度的硼化物。通过静置处理使硼化物下沉去除，降低铝中钒(V)、钛(Ti)等元素的含量；若硼化物残留在铝中，也可以降低铝中的钒(V)、钛(Ti)等元素的固溶量。该技术通过降低铝中钒(V)、钛(Ti)等元素的含量或者固溶量，从而得到一种用于生产低电阻率铝导体的铝液。
实施例10一种用于生产低电阻率铝导体铝液的方法，包括有如下步骤(1)在铝液吹气精炼时，按重量百分比，铝液的钒、钛含量之和为0.005％～0.015％，其中取1000kg的铝液，取工业纯及以上纯度的硼酸0.2861公斤。
由惰性气体氮气将硼酸粉末吹入铝液中；由铝液还原出硼，还原出的硼量为0.05kg；按重量百分比，还原出的硼量为0.005％；(2)由电磁搅拌装置进行均匀化；(3)含硼酸粉末吹入铝液后，静置30分钟；(4)下沉去除反应生成的硼化物，得到用于低电阻率铝导体生产的铝液。
在铝液吹气精炼时，由惰性气体将含硼化合物带入铝液，在电磁搅拌的作用下，含硼化合物在铝液中均化，并与铝发生铝热还原反应。还原得到的硼与铝液中的钒(V)、钛(Ti)等元素反应形成密度大于铝液且熔点高于铝精炼温度的硼化物。通过静置处理使硼化物下沉去除，降低铝中钒(V)、钛(Ti)等元素的含量；若硼化物残留在铝中，也可以降低铝中的钒(V)、钛(Ti)等元素的固溶量。该技术通过降低铝中钒(V)、钛(Ti)等元素的含量或者固溶量，从而得到一种用于生产低电阻率铝导体的铝液。
实施例11一种用于生产低电阻率铝导体铝液的方法，包括有如下步骤(1)在铝液吹气精炼时，按重量百分比，铝液的钒、钛含量之和为0.005％～0.015％，其中取1000kg的铝液，取工业纯及以上纯度的硼酸0.8583kg。
由惰性气体氮气将硼酸粉末吹入铝液中；由铝液还原出硼，还原出的硼量为0.15kg；按重量百分比，还原出的硼量为0.015％；(2)由电磁搅拌装置进行均匀化；(3)含硼酸粉末吹入铝液后，静置90分钟；(4)下沉去除反应生成的硼化物，得到用于低电阻率铝导体生产的铝液。
在铝液吹气精炼时，由惰性气体将含硼化合物带入铝液，在电磁搅拌的作用下，含硼化合物在铝液中均化，并与铝发生铝热还原反应。还原得到的硼与铝液中的钒(V)、钛(Ti)等元素反应形成密度大于铝液且熔点高于铝精炼温度的硼化物。通过静置处理使硼化物下沉去除，降低铝中钒(V)、钛(Ti)等元素的含量；若硼化物残留在铝中，也可以降低铝中的钒(V)、钛(Ti)等元素的固溶量。该技术通过降低铝中钒(V)、钛(Ti)等元素的含量或者固溶量，从而得到一种用于生产低电阻率铝导体的铝液。
实施例12一种用于生产低电阻率铝导体铝液的方法，包括有如下步骤(1)在铝液吹气精炼时，按重量百分比，铝液的钒、钛含量之和为0.005％～0.015％，其中取1000kg的铝液，取工业纯及以上纯度的硼酸0.5722kg。
由惰性气体氮气将硼酸粉末吹入铝液中；由铝液还原出硼，还原出的硼量为0.1kg；按重量百分比，还原出的硼量为0.01％；(2)由电磁搅拌装置进行均匀化；(3)含硼酸粉末吹入铝液后，静置60分钟；(4)下沉去除反应生成的硼化物，得到用于低电阻率铝导体生产的铝液。
在铝液吹气精炼时，由惰性气体将含硼化合物带入铝液，在电磁搅拌的作用下，含硼化合物在铝液中均化，并与铝发生铝热还原反应。还原得到的硼与铝液中的钒(V)、钛(Ti)等元素反应形成密度大于铝液且熔点高于铝精炼温度的硼化物。通过静置处理使硼化物下沉去除，降低铝中钒(V)、钛(Ti)等元素的含量；若硼化物残留在铝中，也可以降低铝中的钒(V)、钛(Ti)等元素的固溶量。该技术通过降低铝中钒(V)、钛(Ti)等元素的含量或者固溶量，从而得到一种用于生产低电阻率铝导体的铝液。
权利要求
1.一种用于生产低电阻率铝导体铝液的方法，其特征在于包括有如下步骤(1)在铝液吹气精炼时，按重量百分比，所述铝液的钒、钛含量之和为0.005％～0.015％，由惰性气体将含硼化合物粉末吹入所述铝液中；由铝液还原出硼，按重量百分比，所述还原出的硼量为0.005％～0.015％；(2)由电磁搅拌装置进行均匀化；(3)含硼化合物吹入铝液后，静置30-90分钟；(4)去除下沉反应生成的硼化物，得到用于低电阻率铝导体生产的铝液。
2.如权利要求1所述的一种用于生产低电阻率铝导体铝液的方法，其特征在于，所述含硼化合物为氟硼酸钾，或氟硼酸钠，或氧化硼，或硼酸的任一种。
3.如权利要求2所述的一种用于生产低电阻率铝导体铝液的方法，所述含硼化合物为氟硼酸钾，按重量份，铝液∶氟硼酸钾为1000∶0.5824～1.7472。
4.如权利要求2所述的一种用于生产低电阻率铝导体铝液的方法，所述含硼化合物为氟硼酸钠，按重量份，铝液∶氟硼酸钠为1000∶0.5083～1.525。
5.如权利要求2所述的一种用于生产低电阻率铝导体铝液的方法，其特征在于，所述含硼化合物为氧化硼，按重量份，铝液∶氧化硼为1000∶0.1611～0.4833。
6.如权利要求2所述的一种用于生产低电阻率铝导体铝液的方法，其特征在于，所述含硼化合物为硼酸，按重量份，铝液∶硼酸为1000∶0.2861～0.8583。
7.如权利要求1所述的一种用于生产低电阻率铝导体铝液的方法，其特征在于，硼化合物吹入铝液后，静置时间为30-90分钟。
8.如权利要求1所述的一种用于生产低电阻率铝导体铝液的方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气或氩气的任一种。
9.如权利要求1、2、3、4、5、6任一所述的一种用于生产低电阻率铝导体铝液的方法，其特征在于，所述含硼化合物为工业纯及以上纯度。
全文摘要
本发明公开了一种用于生产低电阻率铝导体铝液的方法，包括有如下步骤在铝液吹气精炼时，由惰性气体将含硼化合物粉末吹入铝液中；由铝液还原出硼，按重量百分比，还原出的硼量控制在0.005％～0.015％；由电磁搅拌装置进行均匀化；含硼化合物吹入铝液后，静置30－90分钟；下沉去除反应生成的硼化物，得到用于低电阻率铝导体生产的铝液。优点在于本技术中所使用的含硼化合物与铝硼中间合金相比，价格较低，获得同样硼含量的铝合金所增加的成本，只有铝硼中间合金处理方法的10～12％，大大降低生产成本，操作简便易行。采用本方法进行硼化处理后，所得铝液生产出来的铝导体的电阻率得以降低。
文档编号C22B21/00GK1962902SQ200610146930
公开日2007年5月16日 申请日期2006年11月16日 优先权日2006年11月16日
发明者郭锋, 李志强, 张强, 鲍永强, 李鹏飞 申请人:内蒙古工业大学