PVD法制备高硅钢过程硅铝共渗交互作用机制研究
发布时间：2021-08-18 05:43
硅钢片是目前电工、电子行业中应用最为广泛的一种铁芯材料。因受材料本征属性限制,硅钢片等铁芯材料在工作过程中会不可避免的产生能量损失。目前通用的硅钢片含Si量一般都在3.5%（质量百分比,下同）以下,当硅钢基体中的含Si量达到6.5%Si时,合金的交流铁损值最低、矫顽力最小、磁滞伸缩几乎为零,所以6.5%Si高硅钢被认为是最为理想的铁芯材料。但是由于硅钢中的含Si量超过4%时,合金的硬度与脆性急剧增大,使其难以采用传统的轧制工艺批量化生产,严重限制了该合金在工程实践中的应用。开展6.5%Si高硅钢新型的制备工艺研究,对我国乃至全世界节能降耗具有重大的经济效益和深远的社会意义。PVD法制备6.5%Si高硅钢被证明是一种节能环保、行之有效的工艺方法。采用PVD法制成的6.5%Si高硅钢仍然存在室温脆性的问题,造成后续冲裁加工困难。研究结果表明,在6.5%Si高硅钢中添加适当Al元素可改善其塑韧性。为此本文基于PVD法制备6.5%Si高硅钢工艺路线开展硅铝共渗工艺研究,即首先在低硅钢薄板的表面沉积富Si（Al）膜,然后进行高温真空扩散处理,使Si、Al原子同时渗入低硅钢基体,以期获得含有一定浓...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
急冷制带法装置图
图 1.1 急冷制带法装置图[19]法的原理是先将合金高温熔融成液态使其流到激冷辊上，在辊上的作用下形成液态薄膜，接着对激冷辊急速冷却，使辊上的液态膜冷艺制备的高硅钢有着许多缺点。产品的内外质量差异表较大，同时不均匀易产生裂纹等缺陷。以此为基础，科研人员在结构和性能上开发出双辊法。双辊法在结构上做出大胆的改变，使用两辊同时对观结构上促进了晶粒细化，在宏观上对产品厚度和结构有所改善。喷射成型法 年，Swansea 首先提出喷射成型的原理和装置原型[20]，其装置如图
PVD 法制备高硅钢过程硅铝共渗交互作用机制研究积的膜层分离出来得到了 64 μm 厚的高硅钢箔。制得的薄板在饱和磁感强度和各频率铁损都有着良好的性能。潘兴刚[32]采用 EB-PVD 技术在硅片上沉积了厚度分别为 1.5 2.0 μm 的 SiC 薄膜，沉积时间为 40 分钟和 60 分钟，同时优化了制备工艺参数。采用 EB-PVD 法制备 Fe-6.5%Si 高硅钢在控制膜层厚度和避免膜层氧化方面具有明的优势。该方法在制备过程中可重复操作且对周围环境不产生污染，但是所用设备却格昂贵且制备成本高，在大规模实际生产中受到了很大的限制。（3）电泳沉积法(EPD)电泳沉积法(EPD 法)是指溶液中分散的带电粒子在电场的作用下向电极方向移动并积的方法。张少红[33]在以无取向低硅钢片作为阴极材料的无水溶液中加入高纯微粉颗粒、氢氟酸和催化剂，硅粉颗粒在电泳作用下沉积到低硅钢片表面。通入还原气体气 1200℃下高温扩散然制得 6.5%Si 高硅钢。所用实验装置如图 1.3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]无取向硅钢RH精炼过程中夹杂物行为研究[J]. 陈天颖,刘静,程朝阳,骆忠汉,毕云杰. 武汉科技大学学报. 2019(01)
[2]PVD法渗Si制备6.5%Si高硅钢过程组织结构与性能演化研究[J]. 田广科,孙勇,孔令刚,毕晓昉. 功能材料. 2015(01)
[3]电子束物理气相沉积技术研究进展[J]. 张传鑫,宋广平,孙跃,赵轶杰,赫晓东. 材料导报. 2012(S2)
[4]沉积扩散法制备高硅钢[J]. 杨海丽,何宁,李运刚,唐国章,张玉柱. 材料导报. 2009(23)
[5]6．5%Si硅钢片制备技术的进展[J]. 李慧,李运刚,梁精龙. 特殊钢. 2008(06)
[6]硼元素对Fe-6.5%（质量分数）Si合金力学性能影响的试验研究[J]. 潘丽梅,金吉男,林均品,王建国,王艳丽,林志,陈国良. 功能材料. 2004(06)
[7]喷射成形技术的发展概况及展望[J]. 王文明,潘复生,Lu Yun,曾苏民. 重庆大学学报(自然科学版). 2004(01)
[8]高硅电工钢的特性及应用[J]. 王东. 电工材料. 2001(03)
[9]Fe-6.5％Si快速凝固极薄带[J]. 刘海明,彭长平,李玉国. 钢铁. 1993(07)
博士论文
[1]EB-PVD制备高硅钢箔及后处理工艺研究[D]. 李晓.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]PVD法制备Fe-6.5%（Si+Al）软磁合金及其性能研究[D]. 马天国.兰州交通大学 2016
[2]电子束物理气相沉积法制备SiC薄膜及性能研究[D]. 潘训刚.合肥工业大学 2012
[3]熔盐电沉积法制备Fe-6.5wt%Si薄板研究[D]. 蔡宗英.河北理工学院 2003
本文编号：3349311
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
急冷制带法装置图
图 1.1 急冷制带法装置图[19]法的原理是先将合金高温熔融成液态使其流到激冷辊上，在辊上的作用下形成液态薄膜，接着对激冷辊急速冷却，使辊上的液态膜冷艺制备的高硅钢有着许多缺点。产品的内外质量差异表较大，同时不均匀易产生裂纹等缺陷。以此为基础，科研人员在结构和性能上开发出双辊法。双辊法在结构上做出大胆的改变，使用两辊同时对观结构上促进了晶粒细化，在宏观上对产品厚度和结构有所改善。喷射成型法 年，Swansea 首先提出喷射成型的原理和装置原型[20]，其装置如图
PVD 法制备高硅钢过程硅铝共渗交互作用机制研究积的膜层分离出来得到了 64 μm 厚的高硅钢箔。制得的薄板在饱和磁感强度和各频率铁损都有着良好的性能。潘兴刚[32]采用 EB-PVD 技术在硅片上沉积了厚度分别为 1.5 2.0 μm 的 SiC 薄膜，沉积时间为 40 分钟和 60 分钟，同时优化了制备工艺参数。采用 EB-PVD 法制备 Fe-6.5%Si 高硅钢在控制膜层厚度和避免膜层氧化方面具有明的优势。该方法在制备过程中可重复操作且对周围环境不产生污染，但是所用设备却格昂贵且制备成本高，在大规模实际生产中受到了很大的限制。（3）电泳沉积法(EPD)电泳沉积法(EPD 法)是指溶液中分散的带电粒子在电场的作用下向电极方向移动并积的方法。张少红[33]在以无取向低硅钢片作为阴极材料的无水溶液中加入高纯微粉颗粒、氢氟酸和催化剂，硅粉颗粒在电泳作用下沉积到低硅钢片表面。通入还原气体气 1200℃下高温扩散然制得 6.5%Si 高硅钢。所用实验装置如图 1.3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]无取向硅钢RH精炼过程中夹杂物行为研究[J]. 陈天颖,刘静,程朝阳,骆忠汉,毕云杰. 武汉科技大学学报. 2019(01)
[2]PVD法渗Si制备6.5%Si高硅钢过程组织结构与性能演化研究[J]. 田广科,孙勇,孔令刚,毕晓昉. 功能材料. 2015(01)
[3]电子束物理气相沉积技术研究进展[J]. 张传鑫,宋广平,孙跃,赵轶杰,赫晓东. 材料导报. 2012(S2)
[4]沉积扩散法制备高硅钢[J]. 杨海丽,何宁,李运刚,唐国章,张玉柱. 材料导报. 2009(23)
[5]6．5%Si硅钢片制备技术的进展[J]. 李慧,李运刚,梁精龙. 特殊钢. 2008(06)
[6]硼元素对Fe-6.5%（质量分数）Si合金力学性能影响的试验研究[J]. 潘丽梅,金吉男,林均品,王建国,王艳丽,林志,陈国良. 功能材料. 2004(06)
[7]喷射成形技术的发展概况及展望[J]. 王文明,潘复生,Lu Yun,曾苏民. 重庆大学学报(自然科学版). 2004(01)
[8]高硅电工钢的特性及应用[J]. 王东. 电工材料. 2001(03)
[9]Fe-6.5％Si快速凝固极薄带[J]. 刘海明,彭长平,李玉国. 钢铁. 1993(07)
博士论文
[1]EB-PVD制备高硅钢箔及后处理工艺研究[D]. 李晓.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]PVD法制备Fe-6.5%（Si+Al）软磁合金及其性能研究[D]. 马天国.兰州交通大学 2016
[2]电子束物理气相沉积法制备SiC薄膜及性能研究[D]. 潘训刚.合肥工业大学 2012
[3]熔盐电沉积法制备Fe-6.5wt%Si薄板研究[D]. 蔡宗英.河北理工学院 2003
本文编号：3349311
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