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铝合金导线是广泛应用的架空输电线路导线,尽管其重量轻,导电性好,但由于其耐热性差的限制,还不能满足大容量、大跨度的需要。添加Si、Mn、Cu、Ni等元素,对耐热性的提高有限,且以牺牲导电率为代价。研究表明,添加微量的Zr元素,能提高导线的再结晶温度,从而显著提高耐热性,而对导电率影响甚微。由于含Zr的耐热铝合金导线使用运行温度高,载流量大,蠕变性能好,因此具有显著的经济效益和广泛的应用前景,但我国在其开发上还存在很大不足,目前尚无统一的产品和技术标准,缺乏运行经验,因此没有制定出统一的入网前安全性评价标准。本课题通过对铝合金单丝导线Zr元素含量与导线微观组织及高温、常温下抗拉强度、长期耐热性能、导电率等之间影响规律的研究,提供Zr含量与导线性能之间的关系,最终通过检测合金元素Zr的含量来判定耐热铝合金导线的性能,进而达到快速入网检测的目的。采用直流双臂电桥、微机控制电子万能试验机和电化学测试仪器,测试了不同Zr含量的铝合金单丝导线导电率、抗拉强度和耐蚀性的变化。结果表明:导线的导电率随着Zr含量的增加及温度的连续升高而逐渐下降。导线经过短时、长时加热处理并冷却后,其导电率随着加热温度的升高和保温时间的延长而升高。随着Zr含量的增加,导线的耐热性提高。含Zr的耐热铝合金导线可在150℃长时间使用;含Zr量为0.08%的导线可在180℃时短时间使用。导线在0.5mol/L H2SO4溶液中腐蚀以后,均发生了明显的钝化行为,最终导线表面生成了致密的钝化膜,腐蚀产物是Al203。Zr元素的加入降低了铝合金导线耐H2SO4溶液腐蚀的能力。利用透射电子显微镜对导线的组织结构进行了观察表征。结果表明:导线的微观组织均由拉长的晶粒组成,随着Zr含量的增加,晶粒明显细化。经过加热处理以后,晶粒有所长大,但加Zr导线的晶粒仍比普通导线的晶粒细小。Zr元素的加入能抑制变形晶粒的再结晶。导线在150℃和180℃时经过长时间的加热以后,均有再结晶现象的发生,可观察到大量的位错墙及位错胞;含Zr量为0.08%的导线中可观察到弥散分布的细小第二相粒子。