高硅硅钢的sps制备及其性能研究

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1、武汉理l：人学硕十学位论文摘要高硅硅钢片是一类性能优异的软磁合金，相比于传统硅钢片材料，它具有高磁导率、低磁致伸缩和低铁损等更优异的软磁性能及高频特性，因此它更适合应用于发电机、变压器及各种电机、电器等。但是，随Si含量的增加，硅钢片的质地变脆，其机械加工性能变差，难以用传统方法轧制成型，因而严重制约了其生产和应用。本论文以Fe粉和FeSi合会粉术为原料，利用放电等离子(SPS)烧结技术来制备Fe．6．5wt．％Si高硅硅钢片，研究了原料粒度、烧结温度，压力等对烧结过程和产物特性的影响。综合利用X

2、RD，SEM，EDS等测试手段分析，结果表明：SPS烧结可以大幅度降低烧结温度，在短时间内实现铁硅合金的致密化。原料的粒度对Fe和FeSi颗粒之间的扩散反应有影响，从而影响最终产物的物相显微结构。在粗FeSi颗粒时，10500C时Fe与FeSi之问的反应仍不明显，随粒径的减小，Fe与FeSi之间的扩散反应开始温度降低。细FeSi粉末原料在9500C就实现Fe与FeSi颗粒反应。此外加大压力有利于Fe与FeSi的反应，从而降低开始反应的温度并影响产物相组成。烧结试样的MSP试验表明：原料粒度对最终材

3、料的延展性和破坏行为影响很大。粗颗粒的原料在烧结温度范围内有具有良好的延展性，表现为延性断裂；而随粒度的减小，烧结温度的升高，烧结试样延展性变差逐渐变成脆性断裂。这些结果表明通过原料粒度和烧结温度可以制备出致密具有良好延展性的硅钢锭。其适宜的工艺条件为粗FeSi颗粒在烧结温度11000C，烧结压力50MPa。经轧制减薄和退火后样品的磁性能为：饱和磁化强度为177．4emu／g，矫顽力为3．670e。其饱和磁化强度与由Fe和Si混合压延法制备的硅钢相当，但矫顽力约降低9倍。关键词：高硅硅钢，放电等离

4、子烧结，小型冲压试验，磁性能，轧制武汉理I：人学硕仁学位论文AbstractThehighsiliconsteelshaveapotentialapplicationinmagneticdevicessuchastransformers，high—speedmotorsandpowergeneratorsathighfrequencyduetotheirhighpermeability,nearzeromagnetostrictionandverylowcorelosscomparedwithco

5、nventionalsiliconsteels．However’withtheSicontentincrease．thesteelsbecomebrittleanditisdifficulttoproductusingtraditionalmethodsofrolling，whichhasseriouslyrestricteditsapplication．Inthispaper，SparkPlasmaSintering(SPS)technologywasemployedtofabricateFe-

6、6．5wt．％SisteelusingFeSiandFepowderasrawmaterials．theparticlesizeofrawmaterials，sinteringtemperature，thepressureonthesinteringprocessandthespecimensofcharacteristicswerestudied．ComprehensiveuseofXRD，SEM，EDSandothermeansofanalysisoftestresultsshowedthat

7、：SPSsinteringcouldgreatlyreducethesinteringtemperature，inashortperiodoftimetoachievethedenseironsiliconalloy．ThesizeofrawmaterialsinfluencedthereactionprocessbetweenFeandFeSi，thusaffectingthefinalphaseandmicrostructure．Whenthetemperaturereached1050。C，

8、thereactionWasnotobviousbetweenFeandFeSiparticlesincoarsenFeSiparticles，withthesizeoftheparticledecrease，thereactivetemperaturedecreased，andthenthediffusionreactionoccuredat950。CinfineFeSiparticles，Inadditiontoincreasethepressureinfavorofthere