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本文采用两种方法提高初晶硅异质形核效率,实现高硅Al-Si合金有效细化。一种是制备高含磷量的Si-Ti-P系中间合金,分析中间合金的相组成及其在Al-Si熔体中的演变过程,并以此为依据设计Si-Ti-P系中间合金的使用参数。对比Cu-14P、Al-3P、Si-Ti-P系中间合金对Al-27Si合金的细化效果,并讨论磷细化处理对Al-27Si合金的热膨胀系数和拉伸性能的影响。另一种是改进细化工艺,同时引入AlP和TiB2粒子,验证TiB2@AlP复合粒子对Al-45Si合金的细化效果,并提出吸附形成机制。本文主要研究工作如下:（1）Si-Ti-P系中间合金在Al-Si熔体中的演变行为分析了 Si基合金中磷化物的存在形式。研究发现,通过向Si-Mn-P合金中引入过渡族金属元素Ti、Fe、Cu,可促使原Si-Mn-P合金中的磷化合物发生转变。在Si-P系合金中,过渡族金属元素的"固磷"效果不同。Si-Ti-P系中间合金中,磷化物主要为TiP相。在Al-Si熔体环境下,中间合金中的TiP相与Al-Si熔体发生反应,产物为AlP和（Al,Si,Ti）三元化合物。研究发现,TiP相与Al-Si熔体间会发生化学势差驱动的液-固扩散反应。将Si-Ti-P系中间合金加入到Al-Si熔体后,硅基体首先熔解,使TiP相与铝熔体接触。在化学势差驱动下,TiP演变为AlP,此演变的反应速率受扩散控制。因此使用Si-Ti-P系中间合金细化处理Al-Si熔体时,需要一定的保温时间来获得较好的细化效果。提高反应温度,增加熔体对流等可加快TiP相向AlP相演变,缩短保温时间。（2）Si-Ti-P系中间合金对过共晶Al-Si合金的细化行为与Cu-14P和Al-3P相比,使用Si-Ti-P系中间合金细化后的Al-27Si合金中初晶硅尺寸更细小,形状更规整,分布更均匀。通过Si-Ti-P系中间合金向Al-27Si熔体中加入350ppm磷,在850℃保温20分钟,初晶硅尺寸可细化至 14.7±1.3μm。对磷细化前后的Al-27Si合金进行热膨胀系数和拉伸性能进行测试,发现磷细化处理有助于降低Al-27Si合金的热膨胀系数并提高合金的拉伸性能。使用Si-Ti-P系中间合金细化处理Al-27Si合金后,合金的热膨胀系数降至16.25×10-6/K。与未细化的合金相比,极限拉伸强度和延伸率分别提高106%和235%。（3）AIP复合粒子对高硅Al-Si合金的细化行为完善了TiB2@AlP形成机制,验证了TiB2@AlP粒子对Al-45Si合金中初晶硅的细化效果。在Al-Si熔体中,P原子倾向于吸附在TiB2表面形成富磷的吸附层,在过冷度的驱动下富磷吸附层转变为AlP,形成复合的TiB2@AlP粒子。密度泛函理论计算显示,P原子更易于被吸附在以Ti终止的（0001）TiB2界面上,并且倾向于靠近Ti原子。与单独引入AlP相比,引入TiB2@AlP粒子对Al-45Si合金有更好的细化效果。在1300℃保温5分钟后,初晶硅尺寸可细化至30.1±1.9μm。