鋁在凝固過程中晶粒結構會細化，形成較小、較均勻的晶粒。初始鑄造 鋁 晶粒結構粗大，呈樹枝狀。這是由於熔融鋁冷卻過程中晶粒形核緩慢、生長迅速所造成的。這種晶粒結構會導致強度、延展性降低，並容易開裂。較大的晶粒在微觀偏析的存在下會導致力學性能各向異性和應力集中，使材料更容易發生載荷失效。

細晶組織能夠提升鋁合金的機械性質。根據霍爾-佩奇關係，細晶粒（幾微米）可以提高屈服強度和抗拉強度，同時抑制位錯運動。細晶粒透過增加晶界面積來提高延展性，晶界能夠吸收並重新分配應力，從而降低裂縫的萌生和擴展。此外，細晶粒還能使材料性能更加各向同性，從而確保性能的一致性。細晶組織對於航空航太和汽車零件至關重要，因為這些零件對重量和強度要求很高。細晶粒使材料更加均勻和可預測，從而提高加工性能和表面光潔度。.

鈦硼化物（TiB）在熔融鋁中作為晶粒細化劑的作用

鈦硼（TiB）影響凝固形核，進而細化熔融鋁晶粒。它為細小等軸晶結構的形成提供形核位點。 TiAl₃顆粒和硼化物化合物（如TiB₂）在晶體學上與鋁相似，它們作為強核劑發揮作用。它們降低形核能壘，使晶粒更容易形成，並抑制枝晶結構的生長。因此，凝固過程中主要由許多均勻分散的小晶粒組成，而不是少數大晶粒。.

在凝固過程中，TiB 與鋁熔體發生化學反應。鈦鋁熔體反應會生成 TiAl₃ 顆粒。儘管這些顆粒在高溫下不穩定，但它們會與硼結合生成 TiB₂，並成為形核劑。 TiB₂ 具有穩定的六方晶系結構，且與鋁的晶格匹配度高，因此能夠促進異質形核。在凝固前緣生成硼化物顆粒有助於形成細小且數量眾多的晶粒。 TiB₂ 顆粒迅速成為鋁原子的形核點，引導鋁原子在其周圍凝固，從而形成細化的微觀結構。.

TiB 使用面臨的挑戰

經濟和環境問題

包括二硼化鈦（TiB₂）在內的TiB的高成本會影響鋁精煉的生產成本。鈦本身就是一種昂貴的金屬，這使得TiB合金價格高昂。原料成本高以及生產製程高能耗，使得用於鋁精煉的TiB₂生產成為一項成本高昂的業務。對於利潤空間受限的產業或原料供應有限的地區而言，這尤其困難。例如，鈦市場狀況可能會影響TiB的價格，從而導致製造成本波動。與價格較低的AlTiB中間合金相比，這種波動性可能會使鋁製品的價格難以保持穩定。.