通过高能球磨和热挤压固态回收铝合金易拉罐

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1、申请上海交通大学硕士学位论文通过高能球磨和热挤压固态回收铝合金易拉罐学校：上海交通大学学号：1120509123工程硕士生：AntoineRault工程领域：材料科学与工程导师Ⅰ：张德良上海交通大学材料科学与工程学院2014年01月万方数据万方数据上海交通大学硕士学位论文AThesisSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheMaster’sdegreeSolidStateRecyclingofAluminumAlloyBeverageCansbyHighEnergyBallMillingandHotExtrusionAuthor：An

2、toineRaultSpecialty:MaterialsScienceandEngineeringAdvisorⅠ:ZhangDeliangSchoolofMaterialsScienceandEngineeringShanghaiJiaoTongUniversityShanghai,P.R.ChinaJanuary01,2014II万方数据上海交通大学硕士学位论文III万方数据上海交通大学硕士学位论文学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对

3、本人的研究所做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日IV万方数据上海交通大学硕士学位论文V万方数据上海交通大学硕士学位论文上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描先进复制手段保存和汇编本学位论文保密□，在____年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上方框

4、内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月VI万方数据上海交通大学硕士学位论文VII万方数据上海交通大学硕士学位论文摘要近年来，铝合金引起了诸如汽车，飞机，包装业和建筑业等行业的广泛兴趣。这是由于铝合金具有较低的密度以及优异的机械性能。较好的可回收性促使了铝合金的回收。但是，机械球磨和机械合金化并没有使用在工业回收铝合金。在本研究中，铝合金饮料罐被固态回收制备成铝合金超细结构粉末以及纳米复合材料粉末。这经过了剪碎，机械破碎以及高能球磨这样几个过程，分别包括添加过程控制剂，不添加过程控制剂，去除易拉罐表面涂层以及未去除易拉罐表面涂层。粉末随后通过压块挤压来固

5、结。本研究发现易拉罐涂层在球磨中的作用类似于过程控制剂。带有易拉罐表面涂层的球磨能够在12小时后获得一个稳定的状态，此时的颗粒尺寸是65μm，而去除涂层后球磨会增加冷焊效果，加入PCA后冷焊效果减弱。结果说明增加球磨时间以及加入SiC纳米颗粒会增加粉末的硬度。在球磨过程中，SiC颗粒不会被溶解进入铝合金基体。易拉罐的底部和罐体是由不同的两种铝合金组成，在12小时球磨后微观上形成了均匀的新的合金。通过计算发现，新的两种合金的混合物精确符合混合定律。研究对6小时和12小时的球磨的带有涂层的样品和加入10wt.%纳米SiC颗粒的球磨样品进行了冷压和挤压。结果证明500MPa冷压和500

6、℃挤压非常适合铝合金易拉罐的挤压工艺。但是，这个过程损失了先前的30%粉末硬度。结果证明增加球磨时间和10wt.%SiC纳米颗粒会增加材料的抗拉强度。研究发现材料具有600MPa~700MPa的断裂强度以及1%~2%的断裂延伸率。SEM图像证实断裂是由于在铝合金基体中的铁颗粒的失效引发的，晶粒尺寸在150nm~230nm之间。这篇论文展示和讨论了粉末的颗粒尺寸，形貌和微观结构以及粉末挤压固结后材料的微观结构和机械性能。关键词：回收，机械合金化，固结，铝VIII万方数据上海交通大学硕士学位论文IX万方数据上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTInthelastdecade,alu

7、minumalloyshadbeenofagreatinterestinalotofindustries,suchasautomotive,aircraft,packagingorevenforbuildings.Thosealloyareinterestingthankstotheirlowdensityandgoodmechanicalproperties.Recyclingofthosealloyshadalsobeenpromotedbecauseoftheirveryg