I. Nghiên cứu chế tạo hợp kim trung gian AI5Ti1B
Nghiên cứu tập trung vào việc chế tạo hợp kim trung gian AI5Ti1B từ các tiền chất như TiO2 và H3BO3, thay thế các muối halogen truyền thống như KBF4 và K2TiF6. Phương pháp này nhằm giảm chi phí và hạn chế ô nhiễm môi trường. Quá trình nấu luyện được thực hiện trong khoảng nhiệt độ từ 1000-1200°C, với tỷ lệ Al2O3/Na3AlF6 từ 1:2 đến 1:8, đạt hiệu suất thu hồi Ti và B lên đến 89-97%. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, nếu tỷ lệ Al2O3/Na3AlF6 dưới 1:2 hoặc nhiệt độ dưới 1000°C, hiệu suất thu hồi giảm đáng kể do Al2O3 không hòa tan hoàn toàn vào xỉ trợ dung.
1.1. Phương pháp chế tạo từ KBF4 và K2TiF6
Phương pháp truyền thống sử dụng KBF4 và K2TiF6 đạt hiệu suất thu hồi cao, nhưng có nhược điểm là giá thành cao và gây ô nhiễm môi trường do khí florua thoát ra. Phương pháp này yêu cầu sử dụng lượng lớn muối halogen để sản xuất AI5Ti1B, làm tăng chi phí và khó khăn trong việc xử lý chất thải.
1.2. Phương pháp chế tạo từ TiO2 và H3BO3
Phương pháp mới sử dụng TiO2 và H3BO3 làm tiền chất, giúp giảm chi phí và hạn chế ô nhiễm. Nghiên cứu chỉ ra rằng, quá trình hoàn nguyên Ti và B từ các oxit này đạt hiệu suất cao khi nhiệt độ và tỷ lệ trợ dung được kiểm soát chặt chẽ. Đây là hướng đi tiềm năng để sản xuất AI5Ti1B ở quy mô công nghiệp.
II. Ứng dụng hợp kim trung gian AI5Ti1B trong biến tính hợp kim nhôm
Hợp kim trung gian AI5Ti1B được sử dụng để biến tính hợp kim nhôm, cải thiện cấu trúc và tính chất cơ học của hợp kim nhôm. Nghiên cứu khảo sát khả năng biến tính của AI5Ti1B trên các hợp kim nhôm như 6063 và 6003. Kết quả cho thấy, AI5Ti1B giúp làm nhỏ mịn hạt tinh thể, cải thiện độ cứng và độ bền kéo của hợp kim nhôm. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong các ứng dụng công nghiệp, đặc biệt là trong ngành xây dựng và sản xuất phương tiện vận tải.
2.1. Khả năng làm nhỏ mịn hạt tinh thể
AI5Ti1B có khả năng làm nhỏ mịn hạt tinh thể trong hợp kim nhôm, giúp cải thiện tính chất cơ học. Nghiên cứu chỉ ra rằng, sau khi biến tính, kích thước hạt tinh thể của hợp kim nhôm giảm đáng kể, đồng thời độ cứng và độ bền kéo được nâng cao.
2.2. Ứng dụng trong công nghiệp
Việc sử dụng AI5Ti1B trong biến tính hợp kim nhôm mang lại hiệu quả cao trong các ngành công nghiệp như xây dựng, sản xuất phương tiện vận tải và điện tử. Nghiên cứu này mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi của AI5Ti1B trong việc nâng cao chất lượng sản phẩm nhôm.
III. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu
Nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn, đặc biệt trong bối cảnh ngành công nghiệp nhôm Việt Nam đang phát triển. Việc chế tạo hợp kim trung gian AI5Ti1B từ các tiền chất rẻ tiền và ít gây ô nhiễm giúp giảm phụ thuộc vào nhập khẩu, đồng thời nâng cao khả năng cạnh tranh của sản phẩm nhôm trong nước. Nghiên cứu cũng góp phần vào việc phát triển công nghệ vật liệu tiên tiến, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.
3.1. Ý nghĩa lý luận
Nghiên cứu dựa trên cơ sở lý thuyết về nhiệt động học và quá trình hoàn nguyên, cung cấp cơ sở khoa học cho việc chế tạo AI5Ti1B từ các tiền chất oxit. Đây là nền tảng quan trọng để phát triển các công nghệ mới trong lĩnh vực vật liệu hợp kim.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả nghiên cứu có thể ứng dụng trực tiếp vào sản xuất công nghiệp, giúp giảm chi phí và nâng cao chất lượng sản phẩm nhôm. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh Việt Nam đang hướng tới phát triển ngành công nghiệp nhôm bền vững.
