EB-PVD制备高硅钢箔及后处理工艺研究
发布时间：2021-05-23 11:37
高硅钢具有优异的软磁性能,如中高频铁损低,磁导率高,矫顽力小,磁滞伸缩接近于零等。而且,高硅钢的厚度对磁性能有非常大的影响,厚度越薄高频铁损就越低。高硅钢特别适合应用于高频高速电机、中高频变压器和电抗器等。但由于高硅硅钢的塑性加工性能很差,极大地限制了它的应用。高硅钢箔（一般指厚度为0.02～0.2mm的板材）的制备工艺方法已成为本领域的一个重要的研究热点。目前,高硅钢箔制备工艺研究领域关注的热点主要有快凝法、特殊轧制法和CVD法等,其中只有CVD法制备品的质量可以被接受,但由于CVD也存在设备维护及环境污染等难以解决的问题而严重制约其大范围应用。电子束物理气相沉积工艺具有沉积速率高、无污染且易于制备厚度从数十微米到数百微米箔的特点,可望能够成为一种制备高硅钢箔的理想工艺方法。本文就此开展了相关研究,并获得了令人鼓舞的研究结果。最终获得的高硅钢箔厚度为64μm,密度为7.5 g/cm3,饱和磁化强度为1.88T,矫顽力最小值为1.89Oe,铁损P1/10k最小值为8.2 W/kg,为0.1mm取向硅钢同条件下铁损的45.6%,P0.5/20k和最小值5.2 W/kg,为0.1mm取向硅...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 电子束物理气相沉积工艺研究现状
1.2.1 电子束物理气相沉积原理和特点
1.2.2 EB-PVD 的应用
1.3 高硅硅钢基础研究与应用概况
1.3.1 硅钢进展
1.3.2 高硅硅钢特点
1.3.3 高硅硅钢应用与前景
1.4 高硅硅钢制备工艺研究现状
1.4.1 快凝法
1.4.2 特殊轧制法
1.4.3 扩散渗硅法
1.4.4 喷射成型法
1.4.5 粉末压延法
1.4.6 等离子化学气相沉积法
1.4.7 电沉积——扩散法
1.5 本文主要研究内容
第2章 EB-PVD 设备、工艺过程及分析测试方法
2.1 设备及工艺过程
2.1.1 电子束物理气相沉积设备
2.1.2 制备过程
2.2 组织结构分析方法
2.2.1 金相显微镜(OM)观察
2.2.2 X 射线衍射(XRD)分析
2.2.3 扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)成分分析
2.2.4 织构表征
2.2.5 Mossbauer 分析
2.3 性能测试
2.3.1 密度测量
2.3.2 显微硬度测量
2.3.3 电阻率测量
2.3.4 软磁性能测量
第3章 EB-PVD 制备高硅钢箔工艺研究
3.1 引言
3.2 单源法
3.2.1 单源法原材料的制备
3.2.2 单源法工艺参数选择及实验设计
3.2.3 蒸发参数对硅含量的影响及硅损失原因分析
3.3 双源法
3.3.1 靶基距对硅含量的影响
3.3.2 静止基板下制备的高硅钢箔组织结构分析
3.3.3 原材料及工艺参数选择
3.3.4 旋转基板下制备的高硅钢箔组织结构分析
3.4 双源EB-PVD 工艺特点及硅钢箔生长机制分析
3.5 旋转基板下制备的高硅钢箔密度及电磁性能分析
3.6 本章小结
第4章 高硅钢箔致密化工艺研究
4.1 引言
4.2 致密化热处理工艺研究
4.2.1 热处理工艺设计
4.2.2 热处理工艺参数对组织结构的影响
4.2.3 热处理工艺参数对密度及电磁性能的影响
4.3 热压工艺研究
4.3.1 热压工艺设计
4.3.2 热压参数对组织结构的影响
4.3.3 热压参数对密度及性能的影响
4.4 本章小结
第5章 高硅钢箔真空退火工艺研究
5.1 引言
5.2 真空退火工艺设计
5.3 真空退火工艺参数对组织结构的影响
5.3.1 工艺参数对相组成的影响
5.3.2 工艺参数对晶粒大小的影响
5.4 真空退火工艺参数对高硅钢箔性能的影响
5.4.1 工艺参数对硬度的影响
5.4.2 工艺参数对电磁性能的影响
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ti/Ti-Al大尺寸微叠层材料的制备与性能研究（英文）[J]. 马李,孙跃,赫晓东. 稀有金属材料与工程. 2008(02)
[2]电子束物理气相沉积（EB-PVD）技术研究及应用进展[J]. 刘景顺,曾岗,李明伟,杨森,郭洪飞. 材料导报. 2007(S3)
[3]喷射成形70Si30Al电子封装材料致密化处理及组织性能研究[J]. 刘红伟,张永安,朱宝宏,王锋,魏衍广,熊柏青. 稀有金属. 2007(04)
[4]6.5wt%Si高硅钢冷轧薄板制备工艺、结构和性能[J]. 林均品,叶丰,陈国良,王艳丽,梁永锋,金吉男,刘艳. 前沿科学. 2007(02)
[5]粉末轧制法制备Fe-6.5%Si硅钢片的研究[J]. 员文杰,沈强,张联盟. 粉末冶金技术. 2007(01)
[6]Electron Beam-Physical Vapor Deposited TiAl-based Laminated Composite Sheet with Nb Layer Toughening[J]. ZHANG De-ming*,CHEN Gui-qing,HAN Jie-cai,MENG Song-he Center for Composite Materials,Harbin Institute of Technology,Harbin 150080,China. Chinese Journal of Aeronautics. 2006(S1)
[7]Microstructures variation of spray formed Si-30%Al alloy during densification process[J]. 魏衍广,熊柏青,张永安,刘红伟,王锋,朱宝宏. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2006(S3)
[8]电子束物理气相沉积工艺制备超薄高温结构材料的研究[J]. 马李,孙跃,赫晓东,李垚. 材料导报. 2006(11)
[9]Fe3Si基合金的温挤压工艺[J]. 牛长胜,黄新发,王艳丽,林均品. 北京科技大学学报. 2006(07)
[10]快速退火对PZT铁电薄膜结构的影响[J]. 李振豪,王忠华,李琳,普朝光,杨培志. 人工晶体学报. 2006(02)
博士论文
[1]EB-PVD Ni-Cr薄板沉积的多尺度模拟[D]. 单英春.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3202451
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 电子束物理气相沉积工艺研究现状
1.2.1 电子束物理气相沉积原理和特点
1.2.2 EB-PVD 的应用
1.3 高硅硅钢基础研究与应用概况
1.3.1 硅钢进展
1.3.2 高硅硅钢特点
1.3.3 高硅硅钢应用与前景
1.4 高硅硅钢制备工艺研究现状
1.4.1 快凝法
1.4.2 特殊轧制法
1.4.3 扩散渗硅法
1.4.4 喷射成型法
1.4.5 粉末压延法
1.4.6 等离子化学气相沉积法
1.4.7 电沉积——扩散法
1.5 本文主要研究内容
第2章 EB-PVD 设备、工艺过程及分析测试方法
2.1 设备及工艺过程
2.1.1 电子束物理气相沉积设备
2.1.2 制备过程
2.2 组织结构分析方法
2.2.1 金相显微镜(OM)观察
2.2.2 X 射线衍射(XRD)分析
2.2.3 扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)成分分析
2.2.4 织构表征
2.2.5 Mossbauer 分析
2.3 性能测试
2.3.1 密度测量
2.3.2 显微硬度测量
2.3.3 电阻率测量
2.3.4 软磁性能测量
第3章 EB-PVD 制备高硅钢箔工艺研究
3.1 引言
3.2 单源法
3.2.1 单源法原材料的制备
3.2.2 单源法工艺参数选择及实验设计
3.2.3 蒸发参数对硅含量的影响及硅损失原因分析
3.3 双源法
3.3.1 靶基距对硅含量的影响
3.3.2 静止基板下制备的高硅钢箔组织结构分析
3.3.3 原材料及工艺参数选择
3.3.4 旋转基板下制备的高硅钢箔组织结构分析
3.4 双源EB-PVD 工艺特点及硅钢箔生长机制分析
3.5 旋转基板下制备的高硅钢箔密度及电磁性能分析
3.6 本章小结
第4章 高硅钢箔致密化工艺研究
4.1 引言
4.2 致密化热处理工艺研究
4.2.1 热处理工艺设计
4.2.2 热处理工艺参数对组织结构的影响
4.2.3 热处理工艺参数对密度及电磁性能的影响
4.3 热压工艺研究
4.3.1 热压工艺设计
4.3.2 热压参数对组织结构的影响
4.3.3 热压参数对密度及性能的影响
4.4 本章小结
第5章 高硅钢箔真空退火工艺研究
5.1 引言
5.2 真空退火工艺设计
5.3 真空退火工艺参数对组织结构的影响
5.3.1 工艺参数对相组成的影响
5.3.2 工艺参数对晶粒大小的影响
5.4 真空退火工艺参数对高硅钢箔性能的影响
5.4.1 工艺参数对硬度的影响
5.4.2 工艺参数对电磁性能的影响
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ti/Ti-Al大尺寸微叠层材料的制备与性能研究（英文）[J]. 马李,孙跃,赫晓东. 稀有金属材料与工程. 2008(02)
[2]电子束物理气相沉积（EB-PVD）技术研究及应用进展[J]. 刘景顺,曾岗,李明伟,杨森,郭洪飞. 材料导报. 2007(S3)
[3]喷射成形70Si30Al电子封装材料致密化处理及组织性能研究[J]. 刘红伟,张永安,朱宝宏,王锋,魏衍广,熊柏青. 稀有金属. 2007(04)
[4]6.5wt%Si高硅钢冷轧薄板制备工艺、结构和性能[J]. 林均品,叶丰,陈国良,王艳丽,梁永锋,金吉男,刘艳. 前沿科学. 2007(02)
[5]粉末轧制法制备Fe-6.5%Si硅钢片的研究[J]. 员文杰,沈强,张联盟. 粉末冶金技术. 2007(01)
[6]Electron Beam-Physical Vapor Deposited TiAl-based Laminated Composite Sheet with Nb Layer Toughening[J]. ZHANG De-ming*,CHEN Gui-qing,HAN Jie-cai,MENG Song-he Center for Composite Materials,Harbin Institute of Technology,Harbin 150080,China. Chinese Journal of Aeronautics. 2006(S1)
[7]Microstructures variation of spray formed Si-30%Al alloy during densification process[J]. 魏衍广,熊柏青,张永安,刘红伟,王锋,朱宝宏. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2006(S3)
[8]电子束物理气相沉积工艺制备超薄高温结构材料的研究[J]. 马李,孙跃,赫晓东,李垚. 材料导报. 2006(11)
[9]Fe3Si基合金的温挤压工艺[J]. 牛长胜,黄新发,王艳丽,林均品. 北京科技大学学报. 2006(07)
[10]快速退火对PZT铁电薄膜结构的影响[J]. 李振豪,王忠华,李琳,普朝光,杨培志. 人工晶体学报. 2006(02)
博士论文
[1]EB-PVD Ni-Cr薄板沉积的多尺度模拟[D]. 单英春.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3202451
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