Si在純Fe及低硅鋼中擴散行為

鐵、硅硅合金的質(zhì)量分數為6.5%時(shí),這種合金將達到最大磁導率、磁致伸縮系數接近于零、低鐵損失價(jià)值的優(yōu)異的軟磁性能,因此被廣泛用于制造各種各樣的變壓器和電動(dòng)機鐵芯。然而,硅的質(zhì)量分數超過(guò)5%將導致合金脆性高,難以采用傳統的熱軋和冷軋技術(shù)實(shí)現大規模工業(yè)化生產(chǎn),嚴重影響其在行業(yè)中的應用。為了突破技術(shù)瓶頸,專(zhuān)家和技術(shù)人員在國內外各種研究嘗試,隨著(zhù)泥沙擴散法的發(fā)展和成熟。沉積擴散法工藝路線(xiàn)包括兩個(gè)階段:(1)硅沉積到襯底表面沉積階段,根據不同的沉積方法,分為如心血管疾病、周?chē)匝芗膊『蜔峤?2)鋼板的表面豐富的硅層沿厚度方向均勻化的硅元素擴散退火過(guò)程。

北京航空航天大學(xué)學(xué)者使用磁控濺射方法,分別在純鐵沉積和低硅鋼基質(zhì)豐富的硅膜,并進(jìn)行真空擴散熱處理。Si研究通過(guò)能譜分析和x射線(xiàn)衍射(XRD)在純鐵和低硅鋼襯底的擴散特點(diǎn),建立了擴散模型應用DICTRA軟件。研究發(fā)現,Si擴散發(fā)生在純鐵襯底伽馬Fe(Si)和α鐵(Si)相變、擴散率控制的相界面遷移。梯度沿橫截面時(shí),硅含量不足以驅動(dòng)階段界面向前,延長(cháng)時(shí)間返回的界面擴散階段發(fā)生,最終趨于均化擴散過(guò)程在一個(gè)階段。低硅的擴散硅襯底第二菲克擴散定律。