随着科学技术尤其是高技术领域的不断发展，对铝及其合金制品的质量要求越来越高。气体(氢)和夹杂物(AL2O3等)等冶金缺陷的存在，直接或间接地影响到铝材的强度、塑性变形性能及最终使用性能。因此，要获得高质量的产品，必须在铸成铸件或加工材所用铸锭前设法消除这些冶金缺陷，以提高熔体的纯净度水平。铝熔体净化处理技术是提高熔体纯净度的关键，已成为世界各国冶金、熔铸工作者十分关注的课题。
本文分析讨论了铝熔体中AL2O3夹杂与氢的行为及相互作用关系，提出AL2O3与氢相互作用的“寄生机制”观点及“排杂是除气的基础”的铝液净化原则，同时分析讨论了国内外净化处理技术的发展现状及存在问题，指出了提高铝熔体净化效果的新技术途径，对于铝及铝合金的熔铸生产具有实际指导意义。
1 铝熔体净化的理论基础
1.1 铝熔体被夹杂与氢污染的严重性及夹杂与氢的关系
铝及其合金是受夹杂与氢污染最为严重的金属之一，这主要是由其本身的特性所决定。铝熔体的纯净度主要由溶解的氢和非金属夹杂所决定。氢是唯一大量溶于铝熔体的气体。氢几乎不溶于固态铝，而在液态铝中的溶解度却很大，并随温度的升高而增大。氢在铝液相及固相中的溶解度分别为0.65cm3／100gAl和0.034cm3／100gAl，即氢在液固两相的溶解度相差约19．1倍(见图1)，铝液中正常的氢含量约为0.10~0.40cm3／100gAL。
多年的研究和实践已经确认，铝中的氢主要来源于铝液与水汽的反应。经推算分析得出铝液中气体的分压之比值为：PH2／P H2O=7.3X 1014，可见即使PH2O很微小，平衡的PH2也可以达到很高值。当铝液温度T=727℃时，极微小的PH2O=2.59X10-20Pa(干空气条件)也能与铝液发生反应，说明任何虽经烘干的工具、熔剂等，对铝液均是潮湿舶，还会使之吸氢。铝液中的夹杂(AL2O3等)除来自炉料外，主要是由于熔化浇注过程中铝与氧反应所形成的。铝表面氧化膜厚约为2~10nm(20—100Ao)，接近熔点时增至200nm，液面上的氧化膜不仅更厚，而且结构也变了：面向铝液的一侧是致密的，对铝液有保护作用；但外侧则是疏松的，内有5~10nm的小孔，并被氢、空气、水汽所充满，据测含有1％-2％的水汽。如果将液膜搅人铝液内部，使铝液既增杂也增气。由此看出，铝受夹杂与氢污染是严重的，夹杂与氢的存在是不可避免的。
自60年代以来，人们发现：铝液中的含氢量受夹杂含量的影响很大，当夹杂含量为0．002％和0．02％时，相应的氢含量分别为0．2cm3／100gAl和0．35cm3／100gAl。在含氢量相同的条件下，夹杂含量越高，针孔率也越高，即使在低氢浓度时，针孔率仍很高，而且采用一般方法很难除净。相反，当铝液中夹杂含量很低时，含氢也低，即使人为地向铝液通人氢，也会自动脱出，很快恢复到原来的含量。例如，在高纯铝中含氢量高达0．4cm3／100gAl时，才会出现气孔；而在工业纯铝中含氢仅有0.1cm3/100gAl时，就会出现气孔。有人测得：对含Mg<0．1％的铝合金，如果夹杂含量超过0.01％，铸锭不出现针孔的极限含氢量需降低到0．05-0.06cm3／1OOgAl，而这样低的除气极限，在工业生产条件下是极其困难的；当夹杂含量<0．001％，即使含氢量达到0．3cm3／lOOgAl，也不会出现针孔。
由此可见，铝熔体中的氢与夹杂存在着某种共生存的相互作用关系，影响铝中气孔形成的主导因素是夹杂物，只有排除夹杂物，才能保证铝液质量。弄清铝熔体中夹杂与氢的行为及其相互关系的实质，对于铝液净化工艺的合理设计极为重要，是改善和提高铝液净化效果的理论基础。
1.2 铝熔体中A夹杂物与气体(氢)的相互作用 机制分析 实践表明，铝很易被夹杂物(AL2O3等，简称“杂”)和气体(氢)所污染，杂与气的含量是衡量铝材冶金质量的关键指标。它们在铝中很难除净，其关键制约因素何在?许多学者经几十年的研究，把注意力集中在铝熔体的杂、气相互作用机制上，并提出了许多学说，如机械作用、静电作用、化学作用、吸附作用、界面形核机制、复合物作用、气窝机制等等。这些观点对于指导铝液净化工艺的设计起到了重要作用。但它们或是推理未被实验所证实，或还不能解释问题的全部，尚需作进一步的分析研究。近年来笔者配合康积行教授对此也进行了一些探索，初步提出了“寄生机制”观点。在此基础上，笔者又通过试验进一步验证和阐明了这一观点，并明确提出“排杂是除气的基础”的铝液净化原则，以期对铝液净化理论有所丰富。
1．2．1 Al的结构特性
我们认为，探讨杂气关系，应将铝—杂—气作为一个多元体系来分析，并要首先考察和认识夹杂物(AL2O3)的结构特性，因夹杂物是杂气行为的实际主体。
①AL2O3的分类
铝中一般含有0.002％—0.02％的AL2O3，按存在形态，传统上将其分为大块杂及弥散状杂两大类。这种分类法不太符合实际。根据近年的研究，笔者认为应分为三类：一是分布不均的大块杂(>20)，此类杂虽危害大，但易除；二是分布均匀的、采用净化处理可除的细片状杂(10—20µm)；三是分布均匀的、采用净化处理也难以除去的弥散于铝中的微片状杂(<10µm)，这类杂不仅是恶化合金性能的主角，也将成为遗传的主体，直接影响到后序合金的质量,这一点常被人所忽视。
②AL2O3的结构
固态铝在室温下表面形成的氧化膜是非晶态的、致密的，其厚度为2~10nm；随着温度升高逐渐形成不均匀的、不连续的氧化膜，厚度增加，当接近熔点时，会增厚到200nm。弥散于铝液内部的AL2O3空间结构如图2。图2(a)表示在铝晶格上铺出一个单元氧化物晶胞，形成六角形棱柱体，其内部棱边的铝原子，由于周围存在着很近的氧原子(是强烈的电子受体，具有剩余的负电荷)，因此与基体中的铝原子相比将带有更多的正电荷；此时，在Al—AL2O3界面上出现了附加的空心体积AA"A"，呈三角棱形，分布在三个铝的面心立方之间(简称“窗”)，因棱柱顶上的铝原子比A—A多一个连结点，据化学键学说，将发生电子云的浮散而增大了正电性。
可见，铝晶格在AL2O3周围的重新组合和电子密度的重新分配，将在Al—AL2O3界面上形成双电子层，
使铝液中的AL2O3；具有高的稳定性，阻碍了AL2O3上浮或下沉；同时，形成“窗”的铝原子带有正电荷，将是电子的受体，在其上面会出现氢电子密度的重新分配，成为吸附氢的活性中心，可称为“吸附窗”，将为氢气泡的形核提供基底。
当紧密结构的AL2O3尺寸增大时，棱柱体(AL2O3晶胞)将长大，但此时的“吸附窗”数目并不增加，见图2(b)。显然“窗”的数目与杂的大小无关。因此可以认为，含杂量相同时，尺寸细小弥散的夹杂数目较尺寸大的夹杂明显增多，因而“吸附窗”数目也就明显增多，吸氢倾向就越大。
1.2．2 AL2O3与氢在铝液凝固过程中的行为分析
铝液中的氢主要是以原子状态存在的。在凝固过程中，由于溶质再分配规律，一部分氢以固溶体形式存在于结晶的固相中，其余因溶解度所限而富余的氢将被迫析出，而在凝固前沿发生氢的偏析，出现氢的富集区，即在固／液相间形成氢的浓度梯度。在其形成的同时还可能有以下行为：①由于与周围铝液间存在溶质氢的浓度差，将发生氢原子的扩散，浓度差愈大，扩散过程愈激烈；②随凝固过程的进行，富集区内氢原子浓度增加，当达过饱和状态时，将析出氢分子，进而形成氢气泡.
但从热力学的角度看，氢气泡形成前还必须先形成气核，只有当气核大于其临界尺寸时它才可稳定存在；同时还要克服铝液表面张力引起的附加压力，若在纯净的铝液中要形成气核(半径r=0.1mm)，需克服的附加压力可达1800N／m2，通过J．Campbell的计算电表明，气孔在液态金属中的均质(自发)形核需要约3080MPa的气体分压。故实际上气核自生是困难的，然而通过非自发生核则是可能的。文献[17]利用减压试验测得的数据表明，形成第一个气泡只需很小的过饱和压力，通常为0．1kPa左右(减压室真空度为1—20kPa)。这说明了铝合金中的气孔形成实际上是异质形核。实践表明铝液中不可避免地会存在着一定含量的AL2O3等氧化物，它们可以作为气孔形核的有效基底。因为氧化夹杂与铝熔体的润显性较差，据文献[17]的测定，润湿角随温度的不同在115o~167 o之间变化，同时氧化物含有大量微孔和裂纹，这对气孔形核非常有利。
此外，通过对铝液中AL2O3结构特性的分析，可以认为铝液中的氢除了以原子态存在外，还将与AL2O3结成一体，也可成为形核基底，促使气核形成。目前关于夹杂在气孔非自发形核中的作用机制问题仍在研究中。Mohanty等认为，只有那些为移动的液／固界面所推移的夹杂才可以成为气孔的异质形核基底，而那些被液／固界面捕获的夹杂则对气孔形成没有影响.夹杂成为异质核心的热力学可能性由净界面能Δσ0=σps -σpl(σps,σpl分别为夹杂与固相、液相间的界面能)所决定。相同的夹杂在不同条件下可表现出完全不同的行为，使夹杂在气孔等疏松类缺陷中的行为表现出“不确定性”。
1．2．3 AL2O3—氢相互作用机制分析
通过以上分析可见，铝熔体中杂与气之间存在着相互依存和相互作用的关系，夹杂对气孔的形成起着关键的作用。目前对于氢依附于夹杂上生核的问题主要是从热力学(润湿性、附加压力等)方面考虑的。对于凝固前(高温下)杂气之间的行为及关系，有必要从夹杂的结构特性等方面进一步分析，并阐明杂气关系。同时，对于AL2O3界面是气体生核源的理论分析已较深入，但直接验证还不多见，也有必要进一步探讨。
在铝液降温过程中，气泡的形成同样要经过新相气核的产生和长大两个过程。因此笔者认为：在微片状杂的表面或周围，由于氢的浓度等起伏的存在，引发出现了非平衡状态的不稳定的微观富氢区，其中某些氢的富集小区会借助于杂—氢之间形成的综合聚集力场(诸如接触电势场、静电力场、吸附力场、化学能和物理能等)的作用下，直接或间接地(即经迁移后)在杂的表面，以“吸附窗”为基底，不断地富集到一定几何尺寸，最后寄生于杂上形核。形核后：①使铝—杂—氢系统的自由能降低，整个过程的进行是自发的；②造成周围空间出现氢的浓度梯度(见图3)，由于氢的平衡扩散的结果，促使寄生于杂上的气核不断长大，当超过临界生核尺寸时便形成气泡。微细又带气的夹杂，由于综合密度接近铝液，很难在合金凝固前逸出液面。因此，在凝固过程中，若残留下来将被推至凝固界面前沿而成为氢气孔形核的基底，但此时在凝固界面前沿由于溶质再分配，也同时形成了氢富集区，由于氢平衡扩散的结果，使得氢原子将不断扩散进入带杂的气泡中，促使氢气泡进一步长大，最后在铸件中形成了微气孔(针孔)，或称杂气孔。
这种氢在夹杂上的形核长大过程称之为“寄生机制”，概括如下：在铝—杂—氢系统中的氢，由于浓度等起伏的存在，形成许多微观富氢区，某些小区会借助于杂—氢间的综合聚集力场的作用，直接或经迁移间接地借助夹杂表面的“吸附窗”为基底寄生形核；形核后造成周围空间氢的浓度梯度，因平衡扩散的结果，促使气核长成气泡。
据此可以认为，铝液中气寄生于杂，杂吸附着气，从而造成排杂除气的动力学条件恶化。因此可以说，杂的存在是铝中气体难以除净的关键限制因素，排杂是除气的基础。
为了验证以上分析，并弄清夹杂物对气孔形成的重要影响，笔者已进行了一系列试验，初步获得了气孔在夹杂上形核的证据，证明了夹杂与气体相互作用的“寄生机制”推理的可信性。只有首先着眼于提高对铝中夹杂的净化程度，才可从根本上消除氢净化动力学的主要障碍及铝液增氢的主要根源。净化铝’液时，排杂是主要的，是除气的基础，是提高铝材冶金质量的关键。实践也已完全证实了这一观点。
2 铝熔体净化处理技术的发展现状
由于氢和夹杂物的存在结铝及其合金的性能带来直接或间接的危害，因此提高铝熔体纯净度水平已成为生产高质量铝材的关键。
铝熔体的净化方法(工艺)很多，按其净化机理可分为三类：吸附净化、物理净化（非吸附净化)、过滤净化。对于每种净化工艺，其除氢和排杂作用往往兼而有之，但又各有侧重。铝熔体的净化处理技术主要是指除氢技术和排杂技术。以下分除氢净化、排杂净化及复合净化进行讨论。
2，1 除氢净化技术
若从气泡浮游法除氢的角度分析，根据Fick定律可推导出铝液除氢速度的数学表达式为：
根据有效边界层理论及表面更新理论可得出
在铝液熔炼工艺条件一定的情况下，除氢净化的热力学条件即已确定，为获得最佳的除氢效率，必须从改善其除氢的动力学条件人手。因此，据以上公式可得出提高除氢速度和效率的三大主要途径：
①尽可能增加净化气泡数目，以增加铝液与气泡两相间的有效接触的比表面积，即增大(A／V)值；
②尽可能减小净化气泡直径(db)，并在不导致铝液面飞溅的前提下设法增大净化气泡在铝液内的运动速度(Ub)，即增大搅动强度，强化气液表面更新，提高其传质能力，即增大k值；
③尽可能延长净化气泡在铝液中浮游的路程，以增力口气泡在铝液中的停留时间，即增加气泡处理铝液的时间t，从而提高除氢效率。
在以往的除氢净化技术的研究和开发中，实际上都是围绕着以上三条途径进行的。在改善传统的炉内除气净化方法的同时，还开发出一些较先进的炉外在线式除氢净化新技术.尤其是在净化气泡引入方式上，已从原始的单管喷吹到多孔吹头，发展到目前的旋转喷头，被认为是目前最先进和有效的气体导人方法。所采用的装置可使净化用气体在净化容器内的熔体中形成均匀、细密的气泡，并使通过容器的熔体尽可能多地受到净化气体的吹洗，从而明显提高除氢净化效率和生产率。
70年代以来，采用旋转喷头吹气处理方法已成为国外先进的铝液净化技术的主要发展趋势。如美国联合碳化物公司研制的SNIF法，法国Pechney公司的Alpur法，都是典型的旋转喷头净化铝液的新工艺技术，已获得推广应用，且近年已引进我国。国外先进的除气净化装置，还有英国Foseco公司的RDU快速除气装置及美国Hitchcock公司的RID法(旋转叶轮法)，据称除氢效率是传统的单管喷吹法的3倍。
除氢净化的方法还有很多，如真空处理法、超声波处理法、直流电法、压力结晶法、化合脱气法等等，尤其是化合脱气法(化学固氢方法)近来已受到人们的普遍重视。值得指出的是，稀土具有明显的化合脱氢作用，可望发展成一类新型除气剂。目前已开发出了稀土—惰性气体(氩)联合除气方法。最近还开发出了多功能新型稀土熔剂JDN—I，称是一种绿色环保型熔剂，对A356合金的除气净化效果显著，并具有一定的变质细化作用。
由于铝液中夹杂与氢的相伴而生、相互作用，因此以除氢净化为主的各种方法也有不同程度的排杂作用。但实践表明，这种排杂作用很有限，要想有效地排杂，还必须采用以排杂为主的净化方法。
目前以排杂为主的净化方法并不多，不如除氢净化的研究深入，主要有熔剂法、电熔剂法和过滤法三种。
熔剂法净化的实质，是以熔剂净化铝液时，由于接触相之间润湿性的差异，夹杂将自发地由熔体迁入熔剂中。其排杂效果，与熔剂本身的物理·、化学特性直接相关，同时在很大程序上还取决于净化工艺条件，如熔剂用量、熔剂与熔体的接触条件、温度等。过去的熔剂处理常以经验积累为主，很少专门系统地研究其排杂净化的热力学与动力学条件以及熔剂组成、处理工艺等的合理设计，因此难以充分发挥熔剂应有的作用，使熔剂排杂方法难以得到推广应用。为此，笔者近些年进行了较系统的分析研究，得到了熔剂排杂净化热力学与动力学的数学表达式，可用以指导熔剂组成的设计及处理工艺的选择，并已研究开发出多种高效排杂熔剂，在实践中得到了成功应用，有效地发挥了熔剂排杂净化作用。
电熔剂法是70年代以来前苏联开发的一种净化方法，其实质是熔融熔剂在直流或交流电场的作用下
对铝液进行连续排杂净化，在前苏联已．获得工业应用。
过滤法净化主要是使铝液流经某种介质后，由介质按某种机理捕获夹杂物，同时截除吸附在杂上的氢而达到净化目的，是排除夹杂物的有效方法之一。目前按过滤器形式可分为三类：网形过滤器、颗粒状过滤器、多孔陶瓷过滤器，其中多孔陶瓷过滤器又分为刚质陶瓷(微孔）和泡沫陶瓷；若按过滤机理可分为滤饼过滤机制和深过滤机制，多孔陶瓷属深过滤。
2．3 复合净化技术
实践表明，除氢和排杂这两个过程有联系，也有区别。各种净化方法都有一种主要作用，但又兼有另一种作用。尽管如此，仅采用一种工艺，要同时有效排杂和除气是困难的。因此，国外的主要发展趋势是从单一净化向复合净化发展，从传统的炉内净化向炉外净化发展，尤其在变形铝合金加工中，在作业线上进行复合净化处理已成为铝液净化工艺的发展方向，同时也尽量减少或避免了铝熔体的二次污染。例如，美国铝业公司(Alcoa)研制的469法，将过滤与除气相结合；英国铝业公司的FILD法，在作业线上无烟连续除气和净化处理，它把氧化铝球床式过滤、惰性气体净化、熔剂净化和覆盖等各种方法融为一体，提高了装置的排杂除气综合能力；美国联合铝公司的MINT法，采用喷射惰性细小气泡以除氢，并结合陶瓷泡沫板过滤夹杂。另外，一种除气、熔剂排杂净化兼优的方法，即喷射熔剂法(Flux Injection Process，简称FIP法)于80年代初出现，并很快引起人们的关注，据称是未来很有发展前途的先进净化技术。目前，在FIP法和RID法(旋转叶轮法)基础上，国外又出现了旋转喷射熔剂法，我国大连理工大学和英国Hepworth公司等已开展了该法的研究。1993年首次获得工业应用的一种移动式高效熔剂旋转喷射搅拌处理系统(Heproject Mobile Rotary Flux Feeder)，简称Heproject铝熔体处理法，是当前铝熔体处理的最先进工艺，是近些年工业发达国家广为使用的净化铝熔体的先进技术，它集净化处理(除气、杂、钙等)、钠变质处理、磷晶粒细化处理等于一体，且对环境无不利影响，成本费用适中。
以上讨论的先进净化方法，在工艺上均是较先进合理的，也注意到环境保护等要求，与传统的炉内净化工艺相比，减少或避免了熔体的二次污染，净化效果好，效率高，不污染环境，可在线连续净化，为熔体生产自动化创造了条件。
3 提高铝熔体净化效果的主要途径
从目前铝熔体净化处理技术的现状看，已做了大量的工作，开发了一些较先进的净化方法与装置，对熔体净化技术的发展起了推动作用。但是在这些方法中，大多数是从除氢净化角度出发进行设计的(即以除氢净化为主)，其除氢效率虽较明显，但对一些纯净度水平要求很高的高技术制品，若要进一步提高除氢效率，则受到一定程度的限制。据报道，目前国内除气的先进水平仅能达到0．12-0．15ml／100gAl(一般在0．15—0．21ml／100gAl)，国外则可达0．08-0．10ml／100gAl。究其原因，虽与目前除氢技术存在的净化气体、除气装置等方面的不足有关，但笔者认为主要在于对除氢机理的认识不足，尤其是忽视了铝熔体中夹杂物(AL2O3)与氢的相互作用及对净化效果的重要影响，难以从根本上消除影响除氢净化效果的主要障碍。这还可从式(1)和(2)中进一步看出，即氢在铝熔体中的扩散速度因夹杂物的作用而受到制约，从而影响到除氢速度的提高，使夹杂物成为除氢的主要障碍，在一定程度上制约了各种先进除氢技术作用的充分发挥，因此限制了当今一些内在质量要求很高的高性能铝合金产品的研究开发。
根据对铝熔体中夹杂物与氢的相互作用关系的分析研究结果，可以认为，目前应突破传统的以除氢为主的净化思路，采取“排杂是除气的基础，排杂为主、除气为辅”的净化原则，并要避免片面追求低氢含量的倾向，才有利于开发研制更为有效的铝液净化新技术。
笔者认为，净化技术好坏的评价标准应包括：对夹杂、气体等的净化效果如何；对环境的污染程度如何；处理的工艺、设备是否简便和易于推广；处理的成本是否适宜。
在以除杂为主的净化方法中，过滤法一般是在除气后及浇注前进行的(如过滤网安放在浇口或流槽等处)，其除杂机理主要是机械和物理的作用，对悬浮在熔体中微细夹杂的排除作用并不显著，并且难以实现先排杂后除气的原则；而熔剂法对排杂有良好作用，但其排杂效果很大程度上取决于熔剂本身特性及净化工艺条件，传统的处理法是压人法或覆盖法，净化工艺条件差，易造成“死角”，难以发挥熔剂的作用。尽管目前已出现喷射熔剂法，明显改善了净化工艺条件，但是需专用设备，增加了成本，实际生产中的工艺控制也不稳定。
因此，如何利用价廉易得的熔剂高效净化铝熔体，并使工艺简化、易于推广就显得十分重要。经多年的研究与实践，我们已获得了一种新的净化方法，即高效活性熔剂过滤净化方法。它将铝的熔化—熔剂排杂—熔剂过滤结合起来，实现于熔化的全过程中，无需专用设备，工艺简单，操作方便且成本低，净化效果显著，除杂率可达80％左右，针孔率明显降低，若再辅以除气，则效果更为显著。已在废铝再生技术、高性能材料(制罐料)的国产化、用料低品化等系列研究中获得了实际应用，是一种先进有效的铝液净化方法，开发出的高效排杂熔剂的环境污染程度也小。最近，我们又相继研究开发出适于工业纯铝、6063铝型材、易拉罐用铝材、压铸铝合金等用的高效排杂熔剂及喷射熔剂，生产现场的应用已初见成效。但仍有一些问题需要进一步研究解决，如对适于各种铝合金的高效排杂熔剂组成及处理工艺的合理设计与优化，熔剂过滤净化机理的完善等，值得深入探讨。同时，目前喷射熔剂普遍采用的仍是以除气为主的各种精炼剂，急需研究高效排杂喷射熔剂。熔剂过滤净化方法及其高效排杂系列熔剂的研究开发将是今后的发展方向之一。
值得指出的是，净化处理仅是铝熔体处理的一重要方面，铝熔体处理还包括变质处理及晶粒细化处理等。对于一些高性能铝材，仅通过净化处理提高铝液纯净度水平显然已满足不了要求，铝材中杂质元素及粗大结晶组织等的影响已显得尤为突出。因此提高变质及晶粒细化处理的效果也是铝熔体处理的研究重点。最近笔者对此进行了较系统的探讨，研究开发出高效变质添加剂及晶粒细化剂；同时对净化、变质及晶粒细化三种处理之间的内在联系与规律也进行了探讨分析，并首次提出了“净化是铝熔体处理的关键，是变质和细化的基础”的熔体处理原则，据此还获得了高效铝熔体综合处理技术，显著提高了铝材的冶金质量和性能。
4 结论
①铝熔体受AL2O3夹杂和氢气的污染是严重的、不可避免的，且AL2O3和氢之间存在着相互依存和作用关系。影响铝中气孔形成的主导因素是AL2O3夹杂。弄清杂气的行为及其相互关系的实质，对于铝液净化工艺的合理设计极为重要，是改善和提高铝液净化效果的理论基础。
②铝熔体中AL2O3与氢相互作用的实质必须以铝—杂—气为体系、以AL2O3的结构特性及液态金属的特点为基础进行考察和分析。由此提出了AL2O3与氢相互作用的“寄生机制”观点：在铝—氢系统中的氢，由于浓度等起伏的存在，形成许多微观富氢区，某些小区会借助于杂—氢间的综合聚集力场的作用，直接或经迁移间接地借助夹杂物表面的“吸附窗”为基底寄生形核；形核后造成周围空间氢的浓度梯度，因平衡扩散的结果，促使气核长成气泡。
③分析讨论了国内外铝熔体净化处理技术的发展现状，并针对目前的净化方法主要是从除气角度进行设计，忽视了从AL2O3与氢的相互关系及对净化效果的影响作用，制约了各种先进除氢技术作用的充分发挥等现状，在对AL2O3与氢的“寄生机制”分析的基础上，突破传统净化思路的束缚，首次明确提出了“排杂是除气的基础，排杂为主、除气为辅”的净化工艺设计原则。据此研究开发出了熔剂过滤净化方法及相应的高效排杂净化熔剂，对于废铝再生、罐用铝材等具有显著的净化效果。该方法及其高效排杂系列溶液的研发将是提高熔体净化效果的主要途径和发展方向之一
摘 要：本文全面介绍了铝熔体净化处理的理论基础、技术发展现状及提高净化效果的主要途径。作者在分析铝熔体中夹杂物与氢的行为及其相互作用关系的基础上，提出了AL2O3与氢相互作用的“寄生机制”观点及“排杂是除气的基础”的铝液净化原则，据此研究开发出了新的熔剂过滤净化方法及相应的高效排杂净化熔剂，获得了显著的实际净化效果。
关键词：铝熔体；净化处理技术；理论基础；发展现状；寄生机制；熔剂过滤净化法
