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第1章 钪及其化合物的性质与资源1

1.1钪的发展简史1

1.2钪及其化合物的性质2

物理性质2

化学性质8

钪的主要化合物及其性质9

钪的毒性40

1.3钪的资源、应用开发和主要用途41

1.4钪的地球化学45

第2章 钪及其化合物的提取冶金49

2.1含钪化合物的提取冶金49

原料来源49

含钪原料的预处理55

钪在湿法冶金水溶液中的形态55

含钪化合物的分离提纯方法71

附属矿产品中提取钪的方法129

2.2金属钪的制取187

制取金属钪的工业原料187

热还原法制取金属钪194

熔盐电解法制取金属钪206

2.3高纯金属钪的制取208

真空蒸馏法209

熔盐电解精炼法215

固相电解法220

区熔-电迁移联合法221

第3章 钪中间合金223

3.1概述223

3.2对掺法制取钪中间合金224

对掺法原理224

对掺方法225

3.3金属热还原法制取钪中间合金226

钪化合物金属热还原体系的热力学分析226

氟化钪铝热还原反应制备钪中间合金232

氯化钪铝镁热还原反应制备钪中间合金235

3.4熔盐电解法制取钪中间合金250

氯化钪熔盐电解法制备钪中间合金250

氟盐介质熔盐电解法制备铝钪中间合金256

第4章 铝钪合金物理冶金基础265

4.1铝钪合金相图265

含钪二元合金相图265

含钪三元合金相图271

Al-Mg-Sc-Zr系和Al-Zn-Mg-Sc-Zr系热力学性能评估283

4.2钪在铝合金凝固过程中的作用285

钪对铸造晶粒组织的变质和细化作用287

过饱和及超过饱和固溶体的形成292

4.3铝钪合金固溶体分解特征294

分解动力学294

分解过程中的强化效应298

不同添加元素对强化效应的影响300

非连续分解309

4.4铝钪合金的再结晶312

铝钪合金过饱和固溶体分解程度对再结晶的影响313

钪含量与加工半成品再结晶的关系315

Fe、 Si含量的影响317

Mg、 Zn含量的影响318

Cu含量的影响320

Mn、 Cr和Zr含量的影响321

4.5铝钪合金板材的各向异性323

铝钪合金板材力学性能平面各向异性323

铝钪合金板材的晶体学取向325

铝钪合金板材的显微组织特点326

铝钪合金板材平面各向异性的起因327

4.6铝钪合金的超塑特性331

铝钪合金超塑变形行为331

合金超塑变形机制333

超塑变形过程中空洞的形成与断裂336

4.7铝钪合金的耐蚀特性339

铝钪合金抗剥落腐蚀特性339

铝钪合金抗应力腐蚀特性342

4.8铝钪合金的焊接特性343

铝钪合金配用焊丝材料的选择343

钪对铝合金焊接接头性能的影响344

钪对铝合金焊接接头显微组织结构的影响350

钪对铝合金焊接接头焊缝强度的影响355

钪对铝合金焊接接头热影响区组织与性能的影响356

4.9铝钪合金的疲劳断裂特性358

钪对Al-Mg-Mn合金疲劳寿命的影响358

晶粒结构对疲劳性能的影响360

亚结构和析出相对疲劳性能的影响362

第5章 铝镁钪系合金363

5.1铝镁系和铝镁钪系合金研究概况364

传统Al-Mg-Mn合金364

新型铝镁钪系合金367

5.2 Al-Mg-Sc系合金的实验研究370

Al-Mg-Sc系合金的制备370

微量Sc对Al-Mg合金拉伸性能的影响370

微量Sc对不同处理态Al-Mg合金显微组织的影响371

Al-Mg-Sc合金的再结晶374

5.3 Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金实验研究380

研究合金的制备380

微量Sc 、 Zr对Al-Mg合金铸造组织的影响381

均匀化退火对Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金组织性能的影响384

微量钪和锆对热轧和冷轧态合金组织性能的影响390

稳定化退火对含钪和不含钪Al-Mg-Mn合金的组织和性能的影响394

微量Sc，Zr在Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金中的存在形式和强化机制400

5.4铝镁钪系合金配用焊丝404

焊丝合金成分设计405

焊丝合金熔炼和铸造406

铸锭均匀化处理406

焊丝合金挤压和拉拔408

中间退火温度、时间及次数的确定410

焊丝表面的处理410

成品焊丝412

5.5工业铝镁钪系合金及其应用412

01570合金413

01570c合金417

01571合金417

01545合金418

01535合金418

01523合金419

01515合金420

第6章 铝锌镁钪系合金421

6.1铝锌镁钪系合金研究概况421

传统的Al-Zn-Mg合金421

含钪的Al-Zn-Mg合金425

6.2铝锌镁钪系合金实验研究426

Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金426

Al-Zn-Mg-Mn-Sc-Zr合金430

Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金434

6.3工业铝锌镁钪系合金440

01970合金440

01975合金446

01981合金447

第7章 铝铜钪系和铝铜锂钪系合金448

7.1铝铜系和铝铜钪系合金研究概况448

7.2铝铜钪系合金实验研究450

实验合金的化学成分450

微量钪对铸态和均匀化处理态A1-Cu合金组织和性能的影响451

微量钪对热轧和冷轧处理态Al-Cu合金硬度的影响463

微量钪对固溶-时效处理态Al -Cu -Sc合金组织性能的影响466

7.3铝铜锂钪系合金实验研究477

微量Sc和Zr对Al-Cu-Li合金拉伸性能的影响477

微量Sc和Zr对Al-Cu-Li合金显微组织的影响477

Al-3.5Cu-1.5Li-0.5 Mg-0.25 （Sc＋Zr）合金的热处理480

7.4工业铝铜锂钪系合金490

1460合金490

1464合金491

第8章 铝镁锂钪系和铝锂铜镁钪系合金493

8.1铝镁锂系和铝镁锂钪系合金493

研究概况493

Al-Mg-Li-Zr-Ag合金实验研究494

工业铝镁锂钪系合金498

8.2铝锂铜镁钪系合金502

微量Sc对2195铝锂合金组织与性能的影响502

微量Sc对2197铝锂合金组织和力学性能的影响505

微量Sc对8090铝锂合金组织与性能的影响508

第9章 钛铝钪合金513

9.1 TiAl基合金研究概况513

TiAl基合金的性能513

TiAl基合金研究进展514

9.2钛铝钪合金实验研究518

材料与实验方法518

微量钪对室温显微组织和力学性能的影响520

微量钪对TiAl基合金高温力学性能的影响526

不同铝含量TiAl基合金高温压缩变形屈服应力产生差异的原因529

TiAl基合金高温压缩变形后层片状晶团出现等轴晶的原因531

微量钪在TiAl基合金中的存在形式及其对合金高温力学性能的影响532

第10章 其他含钪材料533

10.1钪在其他合金系中的应用533

钪在镁合金中的作用533

钪在铸铁中的作用535

钪在其他合金中的应用537

10.2钪在电光源和光学材料工业中的应用538

钪在电光源工业中的应用538

钪在光学材料工业中的应用539

10.3钪在电子工业中的应用540

钪在各种半导体器件中的应用540

钪在电子及电磁学材料中的应用541

10.4钪在特种陶瓷中的应用543

钪作为氧化锆的稳定剂543

钪作为氮化硅的致密助剂545

钪在铁电陶瓷中的应用545

钪在TiC陶瓷中的应用546

钪在涂层材料中的应用546

10.5钪在玻璃工业中的应用547

钪在能源和放射化学工业中的应用547

钪在催化剂工业方面的应用548

钪在分析化学方面的应用549

钪在医学方面的应用549

钪在农业方面的应用550

钪在环境保护方面的应用550

参考文献551