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      取向硅鋼絕緣涂層對鐵芯損耗的影響實驗研究

      作者:威博特鐵芯   發布時間:2019-03-30 15:01:21 瀏覽次數:
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          取向硅鋼被稱為鋼中的藝術品 ,是一種具有高磁通密度的軟磁合金 ,主要用于制作電機和變壓器的鐵芯目前在取向硅鋼的生產工藝中 ,為了防止退火過程中鋼板黏接 ,高溫退火前需要在鋼板表面涂敷氧化鎂 (MgO) ,在退火過程中 MgO 與鋼板基體表層形成的氧化物反應生成硅酸鎂底層 ,然后在外表面涂敷磷酸鹽張力涂層 ,即形成硅酸鎂底層和磷酸鹽涂層的雙層結構. 由于熱膨脹系數不同 ,高溫冷卻后磷酸鹽涂層會對基體產生張力作用 ,因此該涂層又被稱為張力涂層. 硅酸鎂底層的熱膨脹系數介于鋼板和磷酸鹽涂層之間 ,有利于磷酸鹽涂層的附著及其張力作用的發揮. 研究和生產實踐已經證明 ,硅酸鎂底層對產品的性能具有顯著的影響 ,同時兩層的協同作用可獲得以下兩項使用性能 : 
          (1) 提供絕緣性能 ,以減少鐵芯使用過程中的渦流損耗 ; 
          (2) 提供表面張力 ,減少鐵芯使用過程由于磁致伸縮和疇壁移動而產生的噪聲和損耗. 
          值得注意的是 ,雖然人們對于取向硅鋼鐵芯表面上述涂層的結構及其作用已經形成共識 ,但對于該結構特征及其對性能影響規律的系統研究卻未見報道. 武鋼的生產實踐表明 ,揭示取向硅鋼表面涂層結構的特征對于穩定生產以及新產品開發是至關重要的. 與此同時 ,基于表面陶瓷張力涂層的新技術正逐漸成為取向硅鋼發展的重要方向. 因此 ,本文重點研究了取向硅鋼涂層的結構特征及其與性能之間的關系.

      實驗研究
      試樣為武鋼生產的取向硅鋼成品板 ,產品厚度為 0122 mm ,鋼板的成分如表 1 所示.

      實驗用取向硅鋼板材的成分
          采用掃描電鏡 (Quanta 400) 、場發射電子探針(J EM8500F) 和透射電鏡 (J EM2100F) 對取向硅鋼絕緣涂層進行微觀結構分析. 采用 X 射線衍射儀(D/ MAX- 2500PC ,用 Mo Kα 采集數據) 分析了涂層的物相組成.
          為了研究涂層結構對鋼板磁性能的影響 ,首先將上述的鋼板機加工為 30 mm ×300 mm 試樣 ,在750 ℃下 75 % N2 + 25 % H2 氣氛中消除應力退火 ,然后進行磁性測量 ,獲得絕緣涂層樣品的磁學性能 ,測量裝置為磁性測量儀 (型號 MPG- 100D ,精度為±01001 W·kg- 1) . 由于武鋼的產品已經涂覆磷酸鹽絕緣涂層 ,為了對比磷酸鹽涂層對磁性的影響 ,將已經測試磁性的樣品浸入熔融的 NaOH 中處理12 min ,然后水洗、干燥 ,進行磁性測量 ,獲得帶硅酸鎂底層的取向硅鋼的磁學性能. 在此基礎上 ,再用3 % HF + 97 % H2O2 去掉硅酸鎂底層并得到光亮表面,測試光亮基體的磁學性能.

       




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