고압 다이캐스트 알루미늄 합금의 열전도율 연구 동향

본 요약은 Metals, MDPI 에 게재된 논문 "[고압 다이캐스트 알루미늄 합금의 열전도율 연구 동향]"을 기반으로 작성되었습니다.

1. 개요:

  • 제목: 고압 다이캐스트 알루미늄 합금의 열전도율 연구 동향 (Research Progress on Thermal Conductivity of High-Pressure Die-Cast Aluminum Alloys)
  • 저자: 이시안 리우 (Yixian Liu), 쇼우메이 시옹 (Shoumei Xiong)
  • 발행 연도: 2024년
  • 발행 저널/학술 단체: Metals, MDPI
  • 키워드: 고압 다이캐스팅 (high-pressure die casting), 알루미늄 합금 (aluminum alloy), 열전도율 (thermal conductivity), 합금 개발 (alloy development)
Figure 1. Density and thermal conductivity of several pure metals, adapted from [9-11].
Figure 1. Density and thermal conductivity of several pure metals, adapted from [9-11].

2. 연구 배경:

  • 연구 주제의 사회적/학문적 맥락: 고압 다이캐스팅(HPDC)은 자동차, 전자, 통신 분야에서 알루미늄 합금 방열 부품 제조에 널리 사용됩니다. 경량화 및 친환경 소재에 대한 수요 증가, 특히 CO2 배출량 감소를 위한 자동차 산업에서 알루미늄 합금의 적용이 확대되었습니다. 알루미늄은 다른 금속에 비해 뛰어난 열전도율을 가지고 있어 방열 부품과 같은 열 관리 분야에서 매우 중요합니다. 전자 기기의 전력 밀도 증가와 전기 자동차의 배터리 용량 증가는 고열전도율 알루미늄 합금의 방열 응용 분야에 대한 필요성을 더욱 심화시키고 있습니다.
  • 기존 연구의 한계: 알루미늄 합금에 대한 광범위한 연구가 존재하지만, HPDC 알루미늄 합금의 열전도율에 초점을 맞춘 체계적인 리뷰는 부족합니다. 상용 다이캐스트 알루미늄 합금은 HPDC 공정의 고유한 급속 냉각 속도와 독특한 응고 미세 조직으로 인해 상대적으로 낮은 열전도율을 나타냅니다. 이러한 미세 조직은 일반적으로 중력 주조에 비해 더 높은 용질 농도, 더 작은 결정립 크기 및 증가된 기공률을 포함하며, 이는 열전도율에 영향을 미칩니다. 또한, 높은 열전도율을 가진 합금은 종종 낮은 항복 강도를 나타내어 물성 간의 상충 관계를 보여줍니다.
  • 연구의 필요성: 고효율 방열에 대한 수요 증가, 특히 전기 자동차의 기가캐스팅과 같은 첨단 응용 분야를 충족하기 위해 높은 열전도율을 가진 비열처리 HPDC 알루미늄 합금 개발이 매우 중요합니다. 합금 조성, 공정 변수 및 열처리 전략의 효과를 포함한 현재 연구 현황을 요약하여 새로운 고열전도율 다이캐스트 알루미늄 합금 개발을 안내하는 포괄적인 리뷰가 필요합니다.

3. 연구 목적 및 연구 질문:

  • 연구 목적: 본 리뷰는 고압 다이캐스트 알루미늄 합금의 열전도율에 대한 연구 동향에 대한 포괄적인 개요를 제공하는 것을 목표로 합니다. 주요 연구 결과 및 연구 방향을 요약하여 새로운 고열전도율 다이캐스트 알루미늄 합금 개발을 안내하고자 합니다.
  • 주요 연구 질문:
    • 알루미늄 합금의 기본적인 열 수송 메커니즘은 무엇이며, 이는 열전도율과 어떻게 관련됩니까?
    • 방열 부품에 사용되는 일반적인 다이캐스트 알루미늄 합금 시스템은 무엇이며, 열전도율을 위해 조성은 어떻게 최적화됩니까?
    • HPDC 공정 변수는 다이캐스트 알루미늄 합금의 열전도율에 어떤 영향을 미칩니까?
    • 다이캐스트 알루미늄 합금의 열전도율을 향상시키기 위한 열처리 전략은 무엇입니까?
    • 다이캐스트 알루미늄 합금의 열전도율을 계산하고 예측하는 데 사용되는 이론적 모델은 무엇입니까?
  • 연구 가설: 본 논문은 리뷰 논문으로 명시적인 연구 가설을 제시하지 않습니다. 그러나 암묵적으로 리뷰는 다음 이해를 기반으로 합니다.
    • HPDC 알루미늄 합금의 열전도율은 합금 조성, 공정 변수 및 열처리를 최적화하여 향상시킬 수 있습니다.
    • 이론적 모델은 이러한 합금의 열전도율을 이해하고 예측하는 데 도움이 될 수 있습니다.

4. 연구 방법론

  • 연구 설계: 본 연구는 포괄적인 문헌 검토입니다.
  • 자료 수집 방법: 저자들은 고압 다이캐스트 알루미늄 합금의 열전도율과 관련된 광범위한 출판 연구 논문, 저널 및 특허를 검토하여 자료를 수집했습니다.
  • 분석 방법: 저자들은 수집된 문헌에 대한 질적 분석을 수행하여 연구 결과를 요약하고 종합하여 구조화된 리뷰를 작성했습니다. 열 수송 메커니즘, 합금 시스템, 공정 변수, 열처리 및 이론적 모델과 같은 주요 측면을 기준으로 연구 동향을 분류했습니다.
  • 연구 대상 및 범위: 본 리뷰는 고압 다이캐스트 알루미늄 합금의 열전도율과 관련된 연구 동향에 초점을 맞춥니다. 범위는 다음을 포함합니다.
    • 알루미늄 합금의 열 수송 메커니즘
    • 일반적인 다이캐스트 알루미늄 합금 시스템 (Al-Si 및 실리콘 프리)
    • HPDC 공정 변수가 열전도율에 미치는 영향
    • 열전도율 향상을 위한 열처리 전략
    • 열전도율 계산을 위한 이론적 모델

5. 주요 연구 결과:

  • 주요 연구 결과:
    • 열 수송 메커니즘: 알루미늄 합금의 열전도는 주로 전자 수송과 포논 수송을 통해 이루어지며, 전자 수송이 지배적입니다. 열전도율은 전자-전자, 전자-포논, 전자-불순물 산란을 포함한 전자 산란 메커니즘에 의해 영향을 받습니다. 전자-불순물 산란은 특히 합금에서 중요합니다.
    • 합금 시스템:
      • Al-Si 합금: 방열 부품에 흔히 사용되지만 공정 원소 및 공정 실리콘으로 인해 열전도율이 제한적입니다. 열전도율을 향상시키기 위한 전략에는 Si 함량 감소, 공정 입자 수정 (예: Sr 사용), 고용체 내 미량 원소 감소 (예: 붕소 처리) 등이 있습니다.
      • 실리콘 프리 합금 (Al-Ni, Al-Fe, Al-Fe-Ni): Al-Si 합금에 비해 낮은 공정점과 합금 원소의 유해한 영향 감소로 인해 더 높은 열전도율 잠재력을 제공합니다. Al-Fe 및 Al-Fe-Ni 합금은 매우 높은 열전도율을 달성할 가능성을 보여줍니다.
    • 공정 변수: 숏 속도, 가압력, 진공과 같은 HPDC 공정 변수는 기공률, 미세 조직 및 결과적으로 열전도율에 큰 영향을 미칩니다. 기공률 증가는 일반적으로 열전도율을 감소시킵니다. 레오로지컬 다이캐스팅 (ACSR Rheo-HPDC)은 미세 조직을 개선하고 용질 농도를 감소시켜 열전도율을 향상시킬 수 있습니다.
    • 열처리: 열처리, 특히 T7 열처리는 공정 실리콘을 구상화하고 고용체로부터 용질을 석출시켜 열전도율을 향상시킬 수 있습니다. 직접 시효 처리 또한 다이캐스팅에 효율적인 방법으로 연구되고 있습니다.
    • 이론적 모델: 마티센 규칙 및 복합 모델 (직렬, 병렬, 맥스웰-유켄, 유효 매질)을 포함한 다양한 이론적 모델이 알루미늄 합금의 열전도율을 예측하고 이해하는 데 사용됩니다. 그러나 다이캐스트 합금의 복잡한 미세 조직에 특화된 모델이 필요합니다.
  • 통계적/질적 분석 결과: 본 논문은 주로 연구 결과의 질적 종합을 제시합니다. 정량적 데이터 및 결과는 참조 논문에서 직접 인용되어 리뷰에 요약되어 있습니다. 예를 들어, 표 1은 상용 다이캐스트 알루미늄 합금의 열전도율 및 항복 강도를 보여주고, 표 2는 합금 원소가 전기 저항에 미치는 영향을 보여줍니다.
  • 데이터 해석: 리뷰는 다양한 연구의 데이터를 해석하여 HPDC 알루미늄 합금의 열전도율에 영향을 미치는 요인에 대한 추세를 파악하고 결론을 도출합니다. 강도와 열전도율 간의 상충 관계, 다양한 합금 시스템 및 공정 기술의 장단점, 열처리 및 이론적 모델링의 잠재력을 강조합니다.
  • 그림 목록:
    • 그림 1. 여러 순수 금속의 밀도 및 열전도율, [9-11]에서 발췌.
    • 그림 2. HPDC 공정: (a) 용탕 주입; (b) 저속 사출 충진; (c) 게이트에서의 용탕; (d) 고속 사출 충진; (e) 가압; (f) 금형 개방 (참고문헌 [16], Xiaobo Li, Tsinghua Univeristy, 2017에서 허가받아 재인쇄).
    • 그림 3. HPDC 방열 부품의 응용 분야.
    • 그림 4. 다이캐스팅의 응고 속도 (참고문헌 [22], 2022, Elsevier에서 허가받아 재인쇄).
    • 그림 5. 알루미늄 합금의 전자 산란 패턴.
    • 그림 6. 합금 원소가 (a) 전기 전도도 (참고문헌 [62], 2006, Elsevier에서 허가받아 재인쇄) 및 (b) 이론적 방법 (참고문헌 [58], 2023, Springer에서 허가받아 재인쇄) 및 (c) 알루미늄 합금의 실험적 방법 (참고문헌 [64], 2015, Springer에서 허가받아 재인쇄)을 사용한 열전도율에 미치는 영향.
    • 그림 7. 기존 Al-Si 다이캐스트 합금의 문제점.
    • 그림 8. 낮은 Si 함량을 가진 다양한 Al-Si 다이캐스트 합금의 미세 조직 및 특성: (a) Al-8Si (참고문헌 [74], 2018, Elsevier에서 허가받아 재인쇄), (b) Cu 및 Zn을 첨가한 Al-6Si (참고문헌 [75], 2016, Springer에서 허가받아 재인쇄), (c) Cu 또는 Mg를 첨가한 Al-(6~8)Si (참고문헌 [80], 2022, Elsevier에서 허가받아 재인쇄).
    • 그림 9. Al-Si-Ni 시스템의 삼원 공정점 (참고문헌 [84], 2015, Springer에서 허가받아 재인쇄).
    • 그림 10. (a) 다이캐스트 Al-Si 합금의 열전도율에 대한 Mn의 영향 (참고문헌 [61], 2013, Springer에서 허가받아 재인쇄). (b) 붕소 처리의 정제 공정 (참고문헌 [91], 2018, Elsevier에서 허가받아 재인쇄) 및 (c) ADC12 합금의 열전도율에 대한 붕소의 영향 (참고문헌 [95]에서 재인쇄).
    • 그림 11. (a,b) 공정 Si를 수정하여 열전도율을 향상시키는 메커니즘 (참고문헌 [24], 2020, Springer에서 허가받아 재인쇄).
    • 그림 12. (a) 공정 변수로 인한 기공률의 변화에 따른 열전도율 변화 (참고문헌 [123], 2017, Elsevier에서 허가받아 재인쇄). (b) 다양한 진공 수준에서 열전도율 및 해당 (c) 기공률 분포 (참고문헌 [124], 2020, Elsevier에서 허가받아 재인쇄). (d) ESC 분포 및 (e) 다양한 숏 슬리브에서 다이캐스트 합금의 열전도율 (참고문헌 [125], 2022, Elsevier에서 허가받아 재인쇄).
    • 그림 13. ACSR Rheo-HPDC 공정의 개략도 (참고문헌 [36], 2022, Elsevier에서 허가받아 재인쇄).
Figure 2. The process of HPDC: (a) pouring the melt; (b) slow-shot filling; (c) melt at the gate; (d) fast-shot filling; (e) pressure intensification; (f) opening the mold (reprinted with permission from ref. [16], Xiaobo Li, Tsinghua Univeristy, 2017).
Figure 2. The process of HPDC: (a) pouring the melt; (b) slow-shot filling; (c) melt at the gate; (d) fast-shot filling; (e) pressure intensification; (f) opening the mold (reprinted with permission from ref. [16], Xiaobo Li, Tsinghua Univeristy, 2017).
Figure 4. The solidification rate of die casting (reprinted with permission from ref. [22], 2022, Elsevier).
Figure 4. The solidification rate of die casting (reprinted with permission from ref. [22], 2022, Elsevier).
Figure 5. Electron scattering patterns in an aluminum alloy
Figure 5. Electron scattering patterns in an aluminum alloy
Figure 8. Microstructure and properties of different Al-Si die-cast alloys with low Si contents: (a) Al-8Si (reprinted with permission from ref. [74], 2018, Elsevier), (b) Al–6Si with Cu and Zn (reprinted with permission from ref. [75], 2016, Springer), (c) Al–(6~8)Si with Cu or Mg (reprinted with permission from ref. [80], 2022, Elsevier).
Figure 8. Microstructure and properties of different Al-Si die-cast alloys with low Si contents: (a) Al-8Si (reprinted with permission from ref. [74], 2018, Elsevier), (b) Al–6Si with Cu and Zn (reprinted with permission from ref. [75], 2016, Springer), (c) Al–(6~8)Si with Cu or Mg (reprinted with permission from ref. [80], 2022, Elsevier).
Figure 10. (a) Effect of Mn on thermal conductivity of the die-cast Al-Si alloy (reprinted with permission from ref. [61], 2013, Springer). (b) The purification process of boron treatment (reprinted with permission from ref. [91], 2018, Elsevier) and (c) the effect of boron on the thermal conductivity of ADC12 alloy (reprinted ref. [95]).
Figure 10. (a) Effect of Mn on thermal conductivity of the die-cast Al-Si alloy (reprinted with permission from ref. [61], 2013, Springer). (b) The purification process of boron treatment (reprinted with permission from ref. [91], 2018, Elsevier) and (c) the effect of boron on the thermal conductivity of ADC12 alloy (reprinted ref. [95]).
Figure 13. The schematic diagrams of the ACSR Rheo-HPDC process (reprinted with permission from ref. [36], 2022, Elsevier).
Figure 13. The schematic diagrams of the ACSR Rheo-HPDC process (reprinted with permission from ref. [36], 2022, Elsevier).

6. 결론 및 논의:

  • 주요 결과 요약: 본 리뷰는 고열전도율 다이캐스트 알루미늄 합금 개발에 상당한 진전이 있었지만 여전히 과제가 남아 있다고 결론 내립니다. Al-Si 합금은 여전히 지배적이지만 열전도율을 향상시키기 위한 수정이 필요합니다. Al-Ni 및 Al-Fe와 같은 실리콘 프리 합금은 Al-Si 합금에 비해 낮은 공정점과 합금 원소의 유해한 영향 감소로 인해 큰 잠재력을 보여줍니다. 그러나 특히 다이캐스팅 조건에서 미세 조직과 기계적 물성을 열전도율과 함께 최적화하기 위한 추가 연구가 필요합니다. 공정 변수 및 열처리는 합금 특성을 조정하는 데 중요한 도구입니다. 이론적 모델은 발전하고 있지만 다이캐스트 합금의 복잡한 미세 조직에 맞게 개선되어야 합니다.
  • 연구의 학문적 의의: 본 리뷰는 다이캐스팅 및 알루미늄 합금 분야의 연구자 및 엔지니어에게 귀중한 자료를 제공합니다. 현재 지식 상태를 체계적으로 요약하고, 연구 격차를 식별하며, 향후 연구를 위한 유망한 방향을 강조합니다. 합금의 포논 열전도율과 다이캐스트 조건에서의 미세 조직-열전도율 관계에 대한 더 깊은 이해의 필요성을 강조합니다.
  • 실용적 의미: 본 연구 결과는 다이캐스팅 산업에 중요한 실용적 의미를 갖습니다. 본 리뷰는 방열 응용 분야를 위한 향상된 열전도율을 가진 새로운 알루미늄 합금 개발을 안내합니다. 고성능 다이캐스트 부품을 달성하기 위해 합금 조성, 공정 변수 (진공 및 레오로지컬 다이캐스팅 포함) 및 열처리 전략을 최적화하는 것의 중요성을 강조합니다. 실리콘 프리 합금에 대한 통찰력은 차세대 고전도성 재료 개발을 위한 길을 제시합니다.
  • 연구의 한계: 본 리뷰는 주로 출판된 문헌에 초점을 맞춥니다. 저자들은 공정 변수가 미세 조직 및 열전도율에 미치는 영향에 대한 이해가 여전히 불완전함을 인정합니다. 또한, 리뷰는 다이캐스트 합금에 대한 연구가 중력 주조 합금에 비해 덜 광범위하며, 이는 다이캐스트 재료에 대한 더 집중적인 연구의 필요성을 나타냅니다. 다이캐스팅 중 미세 조직 형성의 복잡성과 다이캐스트 합금을 위한 포괄적인 이론적 모델의 부족 또한 한계입니다.

7. 향후 후속 연구:

  • 후속 연구 방향:
    • 알루미늄 합금의 포논 열전도율과 합금 조성 간의 관계에 대한 추가 심층 연구.
    • 다이캐스팅 조건에서 실리콘 프리 HPDC 알루미늄 합금 (Al-Ni, Al-Fe, Al-Fe-Ni)에 대한 추가 연구, 특히 미세 조직 제어 및 기계적 물성 최적화에 중점.
    • 용질 함량, 공정 수정 및 기공률을 포함하여 HPDC 공정 변수와 열전도율 간의 명확한 영향 관계에 대한 체계적인 조사.
    • 다이캐스트 합금의 포괄적인 특성을 효율적으로 개선하기 위한 직접 시효 처리 탐색.
    • 다이캐스트 합금의 복잡한 미세 조직을 위해 특별히 설계된 새로운 열전도율 계산 모델 개발.
  • 추가 탐구가 필요한 영역:
    • 고급 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 고열전도율 다이캐스트 합금을 위한 공정 변수 최적화.
    • 산업 응용 분야 요구 사항을 충족하기 위해 고열전도율 다이캐스트 알루미늄 합금의 기계적 물성 (강도, 주조성) 개선.
    • 실제 응용 분야에서 새로운 고열전도율 다이캐스트 알루미늄 합금의 장기 성능 및 신뢰성 조사.

8. 참고 문헌:

  1. Sun, Y. The Use of Aluminum Alloys in Structures: Review and Outlook. Structures 2023, 57, 105290. [CrossRef]
  2. You, X.; Xing, Z.; Jiang, S.; Zhu, Y.; Lin, Y.; Qiu, H.; Nie, R.; Yang, J.; Hui, D.; Chen, W.; et al. A Review of Research on Aluminum Alloy Materials in Structural Engineering. Dev. Built Environ. 2024, 17, 100319. [CrossRef]
  3. Mondolfo, L.F. Aluminium Alloys: Structure and Properties, 2nd ed.; Butterworths: London, UK, 1979; ISBN 978-0-408-70932-3.
  4. Aluminium Applications—Construction. Available online: https://aluminiumleader.com/application/construction/ (accessed on 7 January 2024).
  5. Yaroshevsky, A.A. Abundances of Chemical Elements in the Earth’s Crust. Geochem. Int. 2006, 44, 48–55. [CrossRef]
  6. Bhagtani, P.; Bichler, L.; Bardelcik, A.; Elsayed, A. Modeling Thermal Conductivity of Al-Ni, Al-Fe, and Al-Co Spark Plasma Sintered Alloys. J. Mater. Eng. Perform. 2023, 32, 6821–6832. [CrossRef]
  7. Hirsch, J. Recent Development in Aluminium for Automotive Applications. Trans. Nonferrous Met. Soc. China 2014, 24, 1995–2002. [CrossRef]
  8. Markaustin Aluminium—The Green Metal. Available online: https://www.hazlemerecommercial.co.uk/blog/aluminium-the-green-metal/2012/04/ (accessed on 7 January 2024).
  9. Mills, K.C. Recommended Values of Thermophysical Properties for Selected Commercial Alloys; Woodhead: Cambridge, UK, 2002; ISBN 978-1-85573-569-9.
  10. Klemens, P.G. Thermal Conductivity of Pure Metals and Alloys; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 1991.
  11. Haynes, W.M. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 96th ed.; CRC Press: Boca Raton, FL, USA, 2015.
  12. Jiao, X.Y.; Wang, P.Y.; Liu, Y.X.; Wang, J.; Liu, W.N.; Wan, A.X.; Shi, L.J.; Wang, C.G.; Xiong, S.M. Fracture Behavior of a High Pressure Die Casting AlSi10MnMg Alloy with Varied Porosity Levels. J. Mater. Res. Technol. 2023, 25, 1129–1140. [CrossRef]
  13. Chen, Z.W. Formation and Progression of Die Soldering during High Pressure Die Casting. Mater. Sci. Eng. A 2005, 397, 356–369. [CrossRef]
  14. Hu, L.; Chen, S.; Miao, Y.; Meng, Q. Die-Casting Effect on Surface Characteristics of Thin-Walled AZ91D Magnesium Components. Appl. Surf. Sci. 2012, 261, 851–856. [CrossRef]
  15. Kang, C.G.; Lee, S.M.; Kim, B.-M. A Study of Die Design of Semi-Solid Die Casting According to Gate Shape and Solid Fraction. J. Mater. Process. Technol. 2008, 204, 8–21. [CrossRef]
  16. Li, X. Study on Externally Solidified Crystals and Their Relationship with the Defects and Mechanical Properties of High Pressure Die Cast Magnesium Alloys. Ph.D. Thesis, Tsinghua University, Beijing, China, 2017.
  17. Liu, W.; Zhang, W.; Wang, P.; Liu, Y.; Jiao, X.; Wan, A.; Wang, C.; Tong, G.; Xiong, S. Effect of Slow Shot Speed on Externally Solidified Crystal, Porosity and Tensile Property in a Newly Developed High-Pressure Die-Cast Al-Si Alloy. China Foundry 2023, 21, 11–19. [CrossRef]
  18. Jiao, X.Y.; Wang, J.; Liu, C.; Guo, Z.; Wang, J.; Wang, Z.; Gao, J.; Xiong, S.M. Influence of Slow-Shot Speed on PSPs and Porosity of AlSi17Cu2.5 Alloy during High Pressure Die Casting. J. Mater. Process. Technol. 2019, 268, 63–69. [CrossRef]
  19. Jiao, X.Y.; Liu, C.F.; Guo, Z.P.; Nishat, H.; Tong, G.D.; Ma, S.L.; Bi, Y.; Zhang, Y.F.; Wiesner, S.; Xiong, S.M. On the Characterization of Primary Iron-Rich Phase in a High-Pressure Die-Cast Hypoeutectic Al-Si Alloy. J. Alloys Compd. 2021, 862, 158580. [CrossRef]
  20. Li, X.-B.; Xiong, S.-M.; Guo, Z.-P. Characterization of the Grain Structures in Vacuum-Assist High-Pressure Die Casting AM60B Alloy. Acta Metall. Sin. Engl. Lett. 2016, 29, 619–628. [CrossRef]
  21. Guo, Z.-P.; Xiong, S.-M.; Liu, B.-C.; Li, M.; Allison, J. Effect of Process Parameters, Casting Thickness, and Alloys on the Interfacial Heat-Transfer Coefficient in the High-Pressure Die-Casting Process. Metall. Mater. Trans. A 2008, 39, 2896–2905. [CrossRef]
  22. Luo, A.A.; Sachdev, A.K.; Apelian, D. Alloy Development and Process Innovations for Light Metals Casting. J. Mater. Process. Technol. 2022, 306, 117606. [CrossRef]
  23. Li, X.; Xiong, S.M.; Guo, Z. Improved Mechanical Properties in Vacuum-Assist High-Pressure Die Casting of AZ91D Alloy. J. Mater. Process. Technol. 2016, 231, 1–7. [CrossRef]
  24. Gan, J.; Huang, Y.; Wen, C.; Du, J. Effect of Sr Modification on Microstructure and Thermal Conductivity of Hypoeutectic Al–Si Alloys. Trans. Nonferrous Met. Soc. China 2020, 30, 2879–2890. [CrossRef]
  25. Families of Alloys—RHEINFELDEN ALLOYS. Available online: https://rheinfelden-alloys.eu/en/alloys/ (accessed on 7 January 2024).
  26. Wang, Y.; Kang, H.; Guo, Y.; Chen, H.; Hu, M.; Ji, Z. Design and Preparation of Aluminum Alloy with High Thermal Conductivity Based on CALPHAD and First-Principles Calculation. China Foundry 2022, 19, 225–237. [CrossRef]
  27. Li, T.; Song, J.; Zhang, A.; You, G.; Yang, Y.; Jiang, B.; Qin, X.; Xu, C.; Pan, F. Progress and Prospects in Mg-Alloy Super-Sized High Pressure Die Casting for Automotive Structural Components. J. Magnes. Alloys 2023, 11, 4166–4180. [CrossRef]
  28. Li, Y.; Chen, J.; Agrawal, P.; Feng, Z. Microstructure and Mechanical Properties of Ultrasonic Spot Welding of AA7075-T6 and A380 Casting Aluminum Alloy. J. Manuf. Process. 2024, 110, 126–133. [CrossRef]
  29. Liu, W.; Zhao, C.; Kishita, Y.; Wan, A.; Peng, T.; Umeda, Y. Scenario Analysis on Carbon Peaking Pathways for China’s Aluminum Casting Industry. J. Clean. Prod. 2023, 422, 138571. [CrossRef]
  30. Technology—Mega-Casting—AMS January-March 2022. Available online: https://automotivemanufacturingsolutions.h5mag.com/ams_january-march_2022/technology_mega-casting (accessed on 9 January 2024).
  31. Toyota Showcases Its Own Giga Casting in a Bid to Lower EV Costs. Available online: https://insideevs.com/news/671943/toyota-giga-casting/ (accessed on 9 January 2024).
  32. VW’s Project Trinity to Use Giga-Casting & Automation to Compete with Tesla. Available online: https://insideevs.com/news/577128/volkwagen-compete-tesla-gigapress-robots/ (accessed on 9 January 2024).
  33. Sharma, A.; Morisada, Y.; Fujii, H. Influence of Aluminium-Rich Intermetallics on Microstructure Evolution and Mechanical Properties of Friction Stir Alloyed Al Fe Alloy System. J. Manuf. Process. 2021, 68, 668–682. [CrossRef]
  34. Li, Y.; Hu, A.; Fu, Y.; Liu, S.; Shen, W.; Hu, H.; Nie, X. Al Alloys and Casting Processes for Induction Motor Applications in Battery-Powered Electric Vehicles: A Review. Metals 2022, 12, 216. [CrossRef]
  35. Jiao, X.Y.; Wang, J.; Liu, C.F.; Guo, Z.P.; Tong, G.D.; Ma, S.L.; Bi, Y.; Zhang, Y.F.; Xiong, S.M. Characterization of High-Pressure Die-Cast Hypereutectic Al-Si Alloys Based on Microstructural Distribution and Fracture Morphology. J. Mater. Sci. Technol. 2019, 35, 1099–1107. [CrossRef]
  36. Qi, M.; Kang, Y.; Xu, Y.; Wulabieke, Z.; Li, J. A Novel Rheological High Pressure Die-Casting Process for Preparing Large Thin-Walled Al-Si-Fe-Mg-Sr Alloy with High Heat Conductivity, High Plasticity and Medium Strength. Mater. Sci. Eng. A 2020, 776, 139040. [CrossRef]
  37. ADC12 Aluminum A383 | Equivalent Materials & Metal Specifications. Available online: https://redstonemanufacturing.com/adc12-aluminum/ (accessed on 9 January 2024).
  38. Aluminium Alloy A380 properties | OEFORM. Available online: https://oeform.com/die-cast-aluminium-alloy-a380-properties/ (accessed on 9 January 2024).
  39. A360 Aluminum Properties | Die Cast Materials. Available online: https://www.dynacast.com/en/knowledge-center/material-information/aluminum-die-casting-metals/a360 (accessed on 9 January 2024).
  40. 384.0 (384.0-F, SC114A, A03840) Cast Aluminum: MakeItFrom.Com. Available online: https://www.makeitfrom.com/material-properties/384.0-384.0-F-SC114A-A03840-Cast-Aluminum (accessed on 9 January 2024).
  41. Aluminum Alloy 413 Properties | Aluminum Die Casting. Available online: https://www.dynacast.com/en/knowledge-center/material-information/aluminum-die-casting-metals/413 (accessed on 9 January 2024).
  42. Etxandi-Santolaya, M.; Canals Casals, L.; Corchero, C. Estimation of Electric Vehicle Battery Capacity Requirements Based on Synthetic Cycles. Transp. Res. Part Transp. Environ. 2023, 114, 103545. [CrossRef]
  43. Ma, S.; Jiang, M.; Tao, P.; Song, C.; Wu, J.; Wang, J.; Deng, T.; Shang, W. Temperature Effect and Thermal Impact in Lithium-Ion Batteries: A Review. Prog. Nat. Sci. Mater. Int. 2018, 28, 653–666. [CrossRef]
  44. Hardesty, L. 5G Base Stations Use a Lot More Energy than 4G Base Stations: MTN | Fierce Wireless. Available online: https://www.fiercewireless.com/tech/5g-base-stations-use-a-lot-more-energy-than-4g-base-stations-says-mtn (accessed on 10 January 2024).
  45. Solkin, M. Electromagnetic Interference Hazards in Flight and the 5G Mobile Phone: Review of Critical Issues in Aviation Security. Transp. Res. Procedia 2021, 59, 310–318. [CrossRef]
  46. Chou, D. Infrastructure. In Practical Guide to Clinical Computing Systems; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, 2015; pp. 39–70. ISBN 978-0-12-420217-7.
  47. Yuan, Z.; Guo, Z.; Xiong, S. Microstructure Evolution of Modified Die-Cast AlSi10MnMg Alloy during Solution Treatment and Its Effect on Mechanical Properties. Trans. Nonferrous Met. Soc. China 2019, 29, 919–930. [CrossRef]
  48. Yuan, Z.; Guo, Z.; Xiong, S.M. Effect of As-Cast Microstructure Heterogeneity on Aging Behavior of a High-Pressure Die-Cast A380 Alloy. Mater. Charact. 2018, 135, 278–286. [CrossRef]
  49. Li, S.; Yang, X.; Hou, J.; Du, W. A Review on Thermal Conductivity of Magnesium and Its Alloys. J. Magnes. Alloys 2020, 8, 78–90. [CrossRef]
  50. Tritt, T.M. Thermal Conductivity: Theory, Properties, and Applications; Physics of solids and liquids; Springer: New York, NY, USA, 2004; ISBN 978-0-306-48327-1.
  51. Wen, C.; Gan, J.; Li, C.; Huang, Y.; Du, J. Comparative Study on Relationship between Modification of Si Phase and Thermal Conductivity of Al-7Si Alloy Modified by Sr/RE/B/Sb Elements. Int. J. Met. 2021, 15, 194–205. [CrossRef]
  52. Huang, Y.Y.; Hu, Z.L.; Wang, J.J. Research Progress on the Aluminum Alloy with High Thermal Conductivity. Appl. Mech. Mater. 2014, 574, 396–400. [CrossRef]
  53. Stojanovic, N.; Maithripala, D.H.S.; Berg, J.M.; Holtz, M. Thermal Conductivity in Metallic Nanostructures at High Temperature: Electrons, Phonons, and the Wiedemann-Franz Law. Phys. Rev. B 2010, 82, 075418. [CrossRef]
  54. Han, S.; Dai, S.; Ma, J.; Ren, Q.; Hu, C.; Gao, Z.; Duc Le, M.; Sheptyakov, D.; Miao, P.; Torii, S.; et al. Strong Phonon Softening and Avoided Crossing in Aliovalence-Doped Heavy-Band Thermoelectrics. Nat. Phys. 2023, 19, 1649–1657. [CrossRef]
  55. Luckyanova, M.N.; Mendoza, J.; Lu, H.; Song, B.; Huang, S.; Zhou, J.; Li, M.; Dong, Y.; Zhou, H.; Garlow, J.; et al. Phonon Localization in Heat Conduction. Sci. Adv. 2018, 4, eaat9460. [CrossRef] [PubMed]
  56. Cook, J.G.; Moore, J.P.; Matsumura, T.; Van Der Meer, M.P. The Thermal and Electrical Conductivity of Aluminum. In Thermal Conductivity 14; Klemens, P.G., Chu, T.K., Eds.; Springer: Boston, MA, USA, 1976; pp. 65–71. ISBN 978-1-4899-3753-7.
  57. Klemens, P.G.; Williams, R.K. Thermal Conductivity of Metals and Alloys. Int. Met. Rev. 1986, 31, 197–215. [CrossRef]
  58. Zhang, A.; Li, Y. Effect of Alloying Elements on Thermal Conductivity of Aluminum. J. Mater. Res. 2023, 38, 2049–2058. [CrossRef]
  59. Lumley, R.N. Fundamentals of Aluminium Metallurgy; Woodhead Publishing: Cambridge, UK, 2018; ISBN 978-0-08-102063-0.
  60. Olafsson, P.; Sandstrom, R.; Karlsson, Å. Comparison of Experimental, Calculated and Observed Values for Electrical and Thermal Conductivity of Aluminium Alloys. J. Mater. Sci. 1997, 32, 4383–4390. [CrossRef]
  61. Lumley, R.N.; Deeva, N.; Larsen, R.; Gembarovic, J.; Freeman, J. The Role of Alloy Composition and T7 Heat Treatment in Enhancing Thermal Conductivity of Aluminum High Pressure Diecastings. Metall. Mater. Trans. A 2013, 44, 1074–1086. [CrossRef]
  62. Karabay, S. Modification of AA-6201 Alloy for Manufacturing of High Conductivity and Extra High Conductivity Wires with Property of High Tensile Stress after Artificial Aging Heat Treatment for All-Aluminium Alloy Conductors. Mater. Des. 2006, 27, 821–832. [CrossRef]
  63. Jing, L.; Cheng, W.; Gan, J. Influencing Mechanisms of Alloying Elements on the Electrical Conductivity of Pure Aluminum. Mater. Rep. 2021, 35, 24101–24106. [CrossRef]
  64. Chen, J.K.; Hung, H.Y.; Wang, C.F.; Tang, N.K. Thermal and Electrical Conductivity in Al–Si/Cu/Fe/Mg Binary and Ternary Al Alloys. J. Mater. Sci. 2015, 50, 5630–5639. [CrossRef]
  65. Ashiri, R.; Karimzadeh, F.; Niroumand, B. On Effect of Squeezing Pressure on Microstructural Characteristics, Heat Treatment Response and Electrical Conductivity of an Al-Si-Mg-Ni-Cu Alloy. Mater. Sci. Technol. 2014, 30, 1162–1169. [CrossRef]
  66. Jiao, X.Y.; Liu, Y.X.; Wang, J.; Liu, W.N.; Wan, A.X.; Wiesner, S.; Xiong, S.M. The Microstructure Characteristics and Fracture Behavior of the Polyhedral Primary Iron-Rich Phase and Plate-Shaped Eutectic Iron-Rich Phase in a High-Pressure Die-Cast AlSi10MnMg Alloy. J. Mater. Sci. Technol. 2023, 140, 201–209. [CrossRef]
  67. Jiao, X.Y.; Zhang, W.; Liu, Y.X.; Wang, J.; Liu, W.N.; Wan, A.X.; Hu, Y.Y.; Tong, G.D.; Xiong, S.M. The Characterization of Porosity and Its Relationship with Externally Solidified Crystal in a High-Pressure Die-Cast AlSi10MnMg Alloy via a Laboratory CT Technique. Mater. Lett. 2023, 335, 133807. [CrossRef]
  68. Cingi, C.; Rauta, V.; Suikkanen, E.; Orkas, J. Effect of Heat Treatment on Thermal Conductivity of Aluminum Die Casting Alloys. Adv. Mater. Res. 2012, 538–541, 2047–2052. [CrossRef]
  69. Jiao, X.Y.; Zhang, Y.F.; Wang, J.; Nishat, H.; Liu, Y.X.; Liu, W.N.; Chen, H.X.; Xiong, S.M. Characterization of Externally Solidified Crystals in a High-Pressure Die-Cast AlSi10MnMg Alloy and Their Effect on Porosities and Mechanical Properties. J. Mater. Process. Technol. 2021, 298, 117299. [CrossRef]
  70. Lin, S.; Dang, J.; Wang, Z.; Sun, Y.; Xiang, Y. Enhanced Strength and Toughness in Al-Mg-Si Alloys with Addition of Cr, Mn, and Cu Elements. J. Mater. Eng. Perform. 2023, 32, 1039–1050. [CrossRef]
  71. Cui, X. Research on the Influence Mechanisms of Melt Complex Boron Treatment and Second Phases Morphological Evolution on Electrical Conductively of Aluminum Alloys. Ph.D. Thesis, Shandong University, Jinan, China, 2016.
  72. Qin, Y.; Yan, Z.; Wu, Q.; Jiang, A.; Li, Y.; Ma, S.; Lü, S.; Li, J. Development of a Novel High Strength Al-Si-Cu-Ni Alloy by Combining Micro-Alloying and Squeeze Casting. J. Alloys Compd. 2023, 967, 171780. [CrossRef]
  73. Zhai, W.; Sun, H.; Sun, L.; Zhao, Q.; Liu, Y.; Wang, Y.; Pu, B.; Zhang, B.; Wang, S. Influence of Cu Content on Mechanical and Tribological Properties of Al-7Si-Cu Alloy. J. Mater. Res. Technol. 2023, 26, 4848–4859. [CrossRef]
  74. Qi, M.; Kang, Y.; Qiu, Q.; Tang, W.; Li, J.; Li, B. Microstructures, Mechanical Properties, and Corrosion Behavior of Novel High-Thermal-Conductivity Hypoeutectic Al-Si Alloys Prepared by Rheological High Pressure Die-Casting and High Pressure Die-Casting. J. Alloys Compd. 2018, 749, 487–502. [CrossRef]
  75. Payandeh, M.; Sjölander, E.; Jarfors, A.E.W.; Wessén, M. Influence of Microstructure and Heat Treatment on Thermal Conductivity of Rheocast and Liquid Die Cast Al-6Si-2Cu-Zn Alloy. Int. J. Cast Met. Res. 2016, 29, 202–213. [CrossRef]
  76. Jang, J.-C.; Shin, K.S. Effects of Ni and Cu Addition on Tensile Properties and Thermal Conductivity of High Pressure Die-cast Al-6Si Alloys. Korean J. Met. Mater. 2020, 58, 217–226. [CrossRef]
  77. Samuel, A.M.; Gauthier, J.; Samuel, F.H. Microstructural Aspects of the Dissolution and Melting of Al2Cu Phase in Al-Si Alloys during Solution Heat Treatment. Metall. Mater. Trans. A 1996, 27, 1785–1798. [CrossRef]
  78. Choi, S.W.; Cho, H.S.; Kumai, S. Effect of the Precipitation of Secondary Phases on the Thermal Diffusivity and Thermal Conductivity of Al-4.5Cu Alloy. J. Alloys Compd. 2016, 688, 897–902. [CrossRef]
  79. Vandersluis, E.; Ravindran, C. Effects of Solution Heat Treatment Time on the As-Quenched Microstructure, Hardness and Electrical Conductivity of B319 Aluminum Alloy. J. Alloys Compd. 2020, 838, 155577. [CrossRef]
  80. Kumar, L.; Jang, J.C.; Yu, H.; Shin, K.S. Effect of Secondary Phase on Mechanical and Thermal Conductivity of Al-Si-xFe-Mg-yCu-Mn Die Casting Alloys. Mater. Lett. 2022, 314, 131889. [CrossRef]
  81. Kumar, L.; Jang, J.C.; Yu, H.; Shin, K.S. Effects of Cr and Ti Addition on Mechanical Properties and Thermal Conductivity of Al-7Si-3Mg Die-Casting Alloys. Met. Mater. Int. 2023, 29, 204–214. [CrossRef]
  82. Kim, C.W.; Cho, J.I.; Choi, S.W.; Kim, Y.C. The Effect of Alloying Elements on Thermal Conductivity of Aluminum Alloys in High Pressure Die Casting. Adv. Mater. Res. 2013, 813, 175–178. [CrossRef]
  83. Kim, C.-W.; Kim, Y.-C.; Kim, J.-H.; Cho, J.-I.; Oh, M.-S. Effect of Alloying Elements on the Thermal Conductivity and Casting Characteristics of Aluminum Alloys in High Pressure Die Casting. Korean J. Met. Mater. 2018, 56, 805–812. [CrossRef]
  84. Cho, Y.H.; Kim, H.W.; Lee, J.M.; Kim, M.S. A New Approach to the Design of a Low Si-Added Al-Si Casting Alloy for Optimising Thermal Conductivity and Fluidity. J. Mater. Sci. 2015, 50, 7271–7281. [CrossRef]
  85. Becker, H.; Bergh, T.; Vullum, P.E.; Leineweber, A.; Li, Y. β- and δ-Al-Fe-Si Intermetallic Phase, Their Intergrowth and Polytype Formation. J. Alloys Compd. 2019, 780, 917–929. [CrossRef]
  86. Becker, H.; Bergh, T.; Vullum, P.E.; Leineweber, A.; Li, Y. Effect of Mn and Cooling Rates on α-, β- and δ-Al–Fe–Si Intermetallic Phase Formation in a Secondary Al-Si Alloy. Materialia 2019, 5, 100198. [CrossRef]
  87. Zhao, J.; Guo, Y.; Xu, B.; Gu, C.; Wang, Y.; Tang, Q. Effect of Microstructure Evolution of Iron-Rich Intermetallic Compounds on Mechanical Property of Al-7Si-0.3Mg Casting Alloy with Low Iron Content. Metall. Mater. Trans. B 2022, 53, 548–560. [CrossRef]
  88. Wang, M.; Hu, K.; Liu, G.; Liu, X. Synchronous Improvement of Electrical and Mechanical Performance of A356 Alloy Reinforced by Boron Coupling Nano-AlNp. J. Alloys Compd. 2020, 814, 152217. [CrossRef]
  89. Ye, H.; Cui, X.; Cui, H.; Li, X.; Zhu, Z.; Pan, Y.; Feng, R. Study about Improving Mechanism of Electrical Conductivity of AA1070Al Treated by a Novel Composite Boron Treatment with Trace Ti. J. Alloys Compd. 2021, 870, 159416. [CrossRef]
  90. Xu, X.; Feng, Y.; Yang, P.; Zhang, B.; Wang, Y.; Wang, Q.; Fan, X.; Ding, H. The Influence of Trace Elements on the Microstructures and Properties of the Aluminum Conductors. Results Phys. 2018, 11, 1058–1063. [CrossRef]
  91. Cui, X.; Wu, Y.; Cui, H.; Zhang, G.; Zhou, B.; Liu, X. The Improvement of Boron Treatment Efficiency and Electrical Conductivity of AA1070Al Achieved by Trace Ti Assistant. J. Alloys Compd. 2018, 735, 62–67. [CrossRef]
  92. Khaliq, A.; Rhamdhani, M.A.; Brooks, G.A.; Grandfield, J.F. Removal of Vanadium from Molten Aluminum—Part I. Analysis of VB2 Formation. Metall. Mater. Trans. B 2014, 45, 752–768. [CrossRef]
  93. Khaliq, A.; Rhamdhani, M.A.; Brooks, G.A.; Grandfield, J.F. Removal of Vanadium from Molten Aluminum—Part II. Kinetic Analysis and Mechanism of VB2 Formation. Metall. Mater. Trans. B 2014, 45, 769–783. [CrossRef]
  94. Khaliq, A.; Akbar Rhamdhani, M.; Brooks, G.A.; Grandfield, J. Removal of Vanadium from Molten Aluminum—Part III. Analysis of Industrial Boron Treatment Practice. Metall. Mater. Trans. B 2014, 45, 784–794. [CrossRef]
  95. Yang, Z.; He, X.; Li, B.; Atrens, A.; Yang, X.; Cheng, H. Influence of Si, Cu, B, and Trace Alloying Elements on the Conductivity of the Al-Si-Cu Alloy. Materials 2022, 15, 426. [CrossRef] [PubMed]
  96. Rauta, V.; Cingi, C.; Orkas, J. Effect of Annealing and Metallurgical Treatments on Thermal Conductivity of Aluminium Alloys. Int. J. Met. 2016, 10, 157–171. [CrossRef]
  97. Timpel, M.; Wanderka, N.; Schlesiger, R.; Yamamoto, T.; Lazarev, N.; Isheim, D.; Schmitz, G.; Matsumura, S.; Banhart, J. The Role of Strontium in Modifying Aluminium–Silicon Alloys. Acta Mater. 2012, 60, 3920–3928. [CrossRef]
  98. Moniri, S.; Shahani, A.J. Chemical Modification of Degenerate Eutectics: A Review of Recent Advances and Current Issues. J. Mater. Res. 2019, 34, 20–34. [CrossRef]
  99. Lu, S.-Z.; Hellawell, A. The Mechanism of Silicon Modification in Aluminum-Silicon Alloys: Impurity Induced Twinning. Metall. Trans. A 1987, 18, 1721–1733. [CrossRef]
  100. Hamilton, D.R.; Seidensticker, R.G. Propagation Mechanism of Germanium Dendrites. J. Appl. Phys. 1960, 31, 1165–1168. [CrossRef]
  101. Nagaumi, H.; Wu, Y.F.; Zhu, G.L.; Xu, Y. A Novel High Thermal Conductivity Al-Si Casting Alloy and Application; Canadian Institute of Mining, Metallurgy and Petroleum: Montreal, QC, Canada, 2015.
  102. Liu, W.; Li, Y.; Song, Z.; Luo, X.; Yang, H.; Bi, G. Effect of Trace Sr+Ce Compound Modification on Microstructure, Thermal Conductivity and Mechanical Properties of AlSi10MnMg Alloy. Chin. J. Nonferrous Met. 2022, 32, 332–342. [CrossRef]
  103. Liu, W.; Li, Y.; Song, Z.; Bi, G.; Yang, H.; Cao, Y. Effect of Sr+Er Composite Modification on Microstructure, Thermal Conductivity and Mechanical Properties of AlSi10MnMg Alloy. Mater. Rep. 2023, 37, 131–137.
  104. Zhang, Y.; Wei, F.; Mao, J.; Niu, G. The Difference of La and Ce as Additives of Electrical Conductivity Aluminum Alloys. Mater. Charact. 2019, 158, 109963. [CrossRef]
  105. Choi, S.W.; Kim, Y.M.; Lee, K.M.; Cho, H.S.; Hong, S.K.; Kim, Y.C.; Kang, C.S.; Kumai, S. The Effects of Cooling Rate and Heat Treatment on Mechanical and Thermal Characteristics of Al-Si-Cu-Mg Foundry Alloys. J. Alloys Compd. 2014, 617, 654–659. [CrossRef]
  106. Ravi, K.R.; Pillai, R.M.; Amaranathan, K.R.; Pai, B.C.; Chakraborty, M. Fluidity of Aluminum Alloys and Composites: A Review. J. Alloys Compd. 2008, 456, 201–210. [CrossRef]
  107. Rohatgi, P.K.; Prabhakar, K.V. Wrought Aluminum-Nickel Alloys for High Strength-High Conductivity Applications. Metall. Trans. A 1974, 6, 1003–1008. [CrossRef]
  108. Sankanit, P.; Uthaisangsuk, V.; Pandee, P. Tensile Properties of Hypoeutectic Al-Ni Alloys: Experiments and FE Simulations. J. Alloys Compd. 2021, 889, 161664. [CrossRef]
  109. Palanivel, S.; Kuehmann, C.; Stucki, J.R.; Filip, E.; Edwards, P. Aluminum Alloys for Die. Casting. Patent WO2020028730A1, 11 October 2019.
  110. Wang, K.; Hu, S.; Zhong, Y.; Jin, S.; Zhou, Z.; Wang, Z.; Chen, J.; Wan, B.; Li, W. Effects of Trace Ytterbium Addition on Microstructure, Mechanical and Thermal Properties of Hypoeutectic Al–5Ni Alloy. J. Rare Earths 2022, 40, 1305–1315. [CrossRef]
  111. Developed Alloys | Products and Services | Nikkei MC Aluminium Co., Ltd. Available online: https://www.nmca.jp/en/product/development-alloy.html (accessed on 7 January 2024).
  112. Liu, C.; Jiao, X.; Nishat, H.; Akhtar, S.; Wiesner, S.; Guo, Z.; Xiong, S. Characteristics of Fe-Rich Intermetallics Compounds and Their Influence on the Cracking Behavior of a Newly Developed High-Pressure Die Cast Al-4Mg-2Fe Alloy. J. Alloys Compd. 2021, 854, 157121. [CrossRef]
  113. Okamoto, H.; Schlesinger, M.E.; Mueller, E.M. ASM Handbook Volume 3 Alloy Phase Diagrams, 10th ed.; ASM International: Materials Park, OH, USA, 1990; ISBN 978-0-87170-377-4.
  114. Kim, K.T.; Lim, Y.S.; Shin, J.S.; Ko, S.H.; Kim, J.M. Effects of Zn and Mg Amounts on the Properties of High Thermal Conductivity Al-Zn-Mg-Fe Alloys for Die Casting. J. Korea Foundry Soc. 2013, 33, 113–121. [CrossRef]
  115. Jiang, H.; Li, S.; Zheng, Q.; Zhang, L.; He, J.; Song, Y.; Deng, C.; Zhao, J. Effect of Minor Lanthanum on the Microstructures, Tensile and Electrical Properties of Al-Fe Alloys. Mater. Des. 2020, 195, 108991. [CrossRef]
  116. Luo, G.; Zhou, X.; Li, C.; Du, J.; Huang, Z. Design and Preparation of Al-Fe-Ce Ternary Aluminum Alloys with High Thermal Conductivity. Trans. Nonferrous Met. Soc. China 2022, 32, 1781–1794. [CrossRef]
  117. Luo, G.; Huang, Y.; Li, C.; Huang, Z.; Du, J. Microstructures and Mechanical Properties of Al-2Fe-xCo Ternary Alloys with High Thermal Conductivity. Materials 2020, 13, 3728. [CrossRef]
  118. Bian, Z.; Liu, Y.; Dai, S.; Chen, Z.; Wang, M.; Chen, D.; Wang, H. Regulating Microstructures and Mechanical Properties of Al-Fe-Ni Alloys. Prog. Nat. Sci. Mater. Int. 2020, 30, 54–62. [CrossRef]
  119. Bian, Z.; Xiao, Y.; Hu, L.; Liu, Y.; Chen, Z.; Wang, M.; Chen, D.; Wang, H. Stimulated Heterogeneous Distribution of Sc Element and Its Correlated Local Hardening Effect in Al-Fe-Ni-Sc Alloy. Mater. Sci. Eng. A 2020, 771, 138650. [CrossRef]
  120. Koutsoukis, T.; Makhlouf, M.M. Alternatives to the Al–Si Eutectic System in Aluminum Casting Alloys. Int. J. Met. 2016, 10, 342–347. [CrossRef]
  121. Jiang, M.; Mo, L.; Zhou, X.; Liu, X.; Zhan, M.; Du, J. Microstructure Evolution and Thermophysical Properties of Hypereutectic Al-Fe-Ni Alloys. Int. J. Met. 2023, 17, 2780–2793. [CrossRef]
  122. Luo, G. Study on Microstructure Regulation and Performance of Al-Fe Based Alloys with High Thermal Conductivity. Master’s Thesis, South China University of Technology, Guangzhou, China, 2021.
  123. Chen, J.K.; Hung, H.Y.; Wang, C.F.; Tang, N.K. Effects of Casting and Heat Treatment Processes on the Thermal Conductivity of an Al-Si-Cu-Fe-Zn Alloy. Int. J. Heat Mass Transf. 2017, 105, 189–195. [CrossRef]
  124. Hu, C.; Zhao, H.; Wang, X.; Fu, J. Microstructure and Properties of AlSi12Fe Alloy High Pressure Die-Castings under Different Vacuum Levels. Vacuum 2020, 180, 109561. [CrossRef]
  125. Liu, Y.; Zhang, Y.; Liu, W.; Jiao, X.; Nishat, H.; Ajavavarakula, D.; Chen, H.; Xiong, S. Enhanced Mechanical Properties and Thermal Conductivity of High-Pressure Die-Cast AlMg6Si2MnZr Alloy by Controlling the Externally Solidified Crystals. J. Mater. Process. Technol. 2022, 306, 117645. [CrossRef]
  126. Hitchcock, M.; Wang, Y.; Fan, Z. Secondary Solidification Behaviour of the Al-Si-Mg Alloy Prepared by the Rheo-Diecasting Process. Acta Mater. 2007, 55, 1589–1598. [CrossRef]
  127. Fan, Z. Semisolid Metal Processing. Int. Mater. Rev. 2002, 47, 49–85. [CrossRef]
  128. Kirkwood, D.H. Semisolid Metal Processing. Int. Mater. Rev. 1994, 39, 173–189. [CrossRef]
  129. Qi, M.; Kang, Y.; Zhu, G. Microstructure and Properties of Rheo-HPDC Al-8Si Alloy Prepared by Air-Cooled Stirring Rod Process. Trans. Nonferrous Met. Soc. China 2017, 27, 1939–1946. [CrossRef]
  130. Lordan, E.; Zhang, Y.; Dou, K.; Jacot, A.; Tzileroglou, C.; Wang, S.; Wang, Y.; Patel, J.; Lazaro-Nebreda, J.; Zhou, X.; et al. High-Pressure Die Casting: A Review of Progress from the EPSRC Future LiME Hub. Metals 2022, 12, 1575. [CrossRef]
  131. Arunkumar, K.; Bakshi, S.; Phanikumar, G.; Rao, T.V.L.N. Study of Flow and Heat Transfer in High Pressure Die Casting Cooling Channel. Metall. Mater. Trans. B 2023, 54, 1665–1674. [CrossRef]
  132. Koru, M.; Serçe, O. Experimental and Theoretical Investigation of Heat Transfer in Vacuum Assisted High Pressure Die Casting (HPDC) Process. Int. J. Met. 2023. [CrossRef]
  133. Gautam, S.K.; Roy, H.; Lohar, A.K.; Samanta, S.K. Studies on Mold Filling Behavior of Al–10.5Si–1.7Cu Al Alloy During Rheo Pressure Die Casting System. Int. J. Met. 2023, 17, 2868–2877. [CrossRef]
  134. Trometer, N.; Godlewski, L.A.; Prabhu, E.; Schopen, M.; Luo, A.A. Effect of Vacuum on Die Filling in High Pressure Die Casting: Water Analog, Process Simulation and Casting Validation. Int. J. Met. 2024, 18, 69–85. [CrossRef]
  135. Dou, K.; Lordan, E.; Zhang, Y.; Jacot, A.; Fan, Z. A Novel Approach to Optimize Mechanical Properties for Aluminium Alloy in High Pressure Die Casting (HPDC) Process Combining Experiment and Modelling. J. Mater. Process. Technol. 2021, 296, 117193. [CrossRef]
  136. Niu, Z.; Liu, G.; Li, T.; Ji, S. Effect of High Pressure Die Casting on the Castability, Defects and Mechanical Properties of Aluminium Alloys in Extra-Large Thin-Wall Castings. J. Mater. Process. Technol. 2022, 303, 117525. [CrossRef]
  137. Cai, Q.; Mendis, C.L.; Wang, S.; Chang, I.T.H.; Fan, Z. Effect of Heat Treatment on Microstructure and Tensile Properties of Die-Cast Al-Cu-Si-Mg Alloys. J. Alloys Compd. 2021, 881, 160559. [CrossRef]
  138. Tao, C.; Cheng, X.-N.; Li, Z.-Q.; Liu, G.-L.; Xu, F.-H.; Xie, S.-K.; Kuang, Z.-H.; Guo, Y.; Liu, H.-X. Mechanism of Cryogenic, Solid Solution and Aging Compound Heat Treatment of Die-Cast Al Alloys Considering Microstructure Variation. Rare Met. 2023, 42, 3130–3138. [CrossRef]
  139. Zhang, J.; Cinkilic, E.; Huang, X.; Wang, G.G.; Liu, Y.; Weiler, J.P.; Luo, A.A. Optimization of T5 Heat Treatment in High Pressure Die Casting of Al-Si-Mg-Mn Alloys by Using an Improved Kampmann-Wagner Numerical (KWN) Model. Mater. Sci. Eng. A 2023, 865, 144604. [CrossRef]
  140. Zhang, A.; Li, Y. Thermal Conductivity of Aluminum Alloys—A Review. Materials 2023, 16, 2972. [CrossRef]
  141. Yuan, Z. Effect of Heat Treatment on Microstructure, Defects and Mechanical Properties of High Pressure Die Castings of Aluminum Alloys. Ph.D. Thesis, Tsinghua University, Beijing, China, 2019.
  142. Han, Y.; Shao, D.; Chen, B.A.; Peng, Z.; Zhu, Z.X.; Zhang, Q.; Chen, X.; Liu, G.; Li, X.M. Effect of Mg/Si Ratio on the Microstructure and Hardness-Conductivity Relationship of Ultrafine-Grained Al-Mg-Si Alloys. J. Mater. Sci. 2017, 52, 4445–4459. [CrossRef]
  143. Li, K.; Zhang, J.; Chen, X.; Yin, Y.; He, Y.; Zhou, Z.; Guan, R. Microstructure Evolution of Eutectic Si in Al-7Si Binary Alloy by Heat Treatment and Its Effect on Enhancing Thermal Conductivity. J. Mater. Res. Technol. 2020, 9, 8780–8786. [CrossRef]
  144. Kim, Y.-M.; Choi, S.-W.; Kim, Y.-C.; Kang, C.-S. Influences of Heat Treatment on the Thermal Diffusivity and Corrosion Characterization of Al-Mg-Si alloy. Korean J. Met. Mater. 2021, 59, 582–588. [CrossRef]
  145. Zhong, L.; Wang, Y.; Gong, M.; Zheng, X.; Peng, J. Effects of Precipitates and Its Interface on Thermal Conductivity of Mg-12Gd Alloy during Aging Treatment. Mater. Charact. 2018, 138, 284–288. [CrossRef]
  146. Lumley, R.N.; Polmear, I.J.; Groot, H.; Ferrier, J. Thermal Characteristics of Heat-Treated Aluminum High-Pressure Die-Castings. Scr. Mater. 2008, 58, 1006–1009. [CrossRef]
  147. Pauzon, C.; Buttard, M.; Després, A.; Charlot, F.; Fivel, M.; Chehab, B.; Blandin, J.-J.; Martin, G. Direct Ageing of LPBF Al-1Fe-1Zr for High Conductivity and Mechanical Performance. Acta Mater. 2023, 258, 119199. [CrossRef]
  148. Algendy, A.Y.; Javidani, M.; Khangholi, S.N.; Pan, L.; Chen, X.-G. Enhanced Mechanical Strength and Electrical Conductivity of Al-Ni-Based Conductor Cast Alloys Containing Mg and Si. Adv. Eng. Mater. 2024, 26, 2301241. [CrossRef]
  149. Wang, J.; Carson, J.K.; North, M.F.; Cleland, D.J. A New Approach to Modelling the Effective Thermal Conductivity of Heterogeneous Materials. Int. J. Heat Mass Transf. 2006, 49, 3075–3083. [CrossRef]
  150. Helsing, J.; Grimvall, G. Thermal Conductivity of Cast Iron: Models and Analysis of Experiments. J. Appl. Phys. 1991, 70, 1198–1206. [CrossRef]
  151. Su, C. Thermal Mechanism of Magnesium Alloys Based on Solute Atom and Second Phase. Ph.D. Thesis, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, China, 2019.
  152. Hamilton, R.L.; Crosser, O.K. Thermal Conductivity of Heterogeneous Two-Component Systems. Ind. Eng. Chem. Fundam. 1962, 1, 187–191. [CrossRef]
  153. Vaney, J.-B.; Piarristeguy, A.; Ohorodniichuck, V.; Ferry, O.; Pradel, A.; Alleno, E.; Monnier, J.; Lopes, E.B.; Gonçalves, A.P.; Delaizir, G.; et al. Effective Medium Theory Based Modeling of the Thermoelectric Properties of Composites: Comparison between Predictions and Experiments in the Glass-Crystal Composite System Si10As15Te75-Bi0.4Sb1.6 Te3. J. Mater. Chem. C 2015, 3, 11090–11098. [CrossRef]
  154. Jiao, X.Y.; Wang, P.Y.; Liu, Y.X.; Jiang, J.J.; Liu, W.N.; Wan, A.X.; Shi, L.J.; Wang, C.G.; Xiong, S.M. Effect of Shot Speeds on the Microstructural Framework and Abnormal Eutectic Bands in a High Pressure Die Casting Hypoeutectic AlSi10MnMg Alloy. J. Mater. Process. Technol. 2024, 326, 118312. [CrossRef]

9. 저작권:

본 자료는 이시안 리우 (Yixian Liu) 및 쇼우메이 시옹 (Shoumei Xiong)의 논문: "[고압 다이캐스트 알루미늄 합금의 열전도율 연구 동향]"을 기반으로 합니다.
논문 출처: https://doi.org/10.3390/met14040370

본 자료는 위 논문을 기반으로 요약되었으며, 상업적 목적으로 무단 사용하는 것을 금지합니다.
Copyright © 2025 CASTMAN. All rights reserved.

PDF View
Tags: Al-Si alloy; ,Alloying elements; ,aluminum alloy; ,aluminum alloys; ,Aluminum Casting; ,Aluminum Die casting; ,CAD; ,Die casting; ,High pressure die casting; ,High pressure die casting (HPDC); ,Mechanical Property; ,Microstructure; ,Rheo-HPDC; ,금형; ,자동차 산업