Fe-Si-B合金中非金屬夾雜物的熱力學分析

  Fe-Si-B非晶合金是20世紀80年代末出現的一類新型軟磁材料,它兼備了多種傳統軟磁材料的優點,如高飽和磁感應強度、高磁導率和低損耗等,滿足了電力電子設備向高效節能、微型化、集成化方面發展的需求。Fe-Si-B合金主要用于生產制造變壓器鐵心用的非晶薄帶,薄帶厚度約25~30μm,由于產品外觀尺寸、用途及其生產工藝的特殊性,Fe-Si-B合金必須具有非常高的純凈度。非金屬夾雜物會破壞產品的連續性和致密性,還會顯著阻礙磁疇運動,進而劣化產品質量及性能。

  科研人員利用掃描電鏡及能譜儀對Fe-Si-B合金中非金屬夾雜物組成進行了分析,并研究了氧化物及硫化物夾雜在熔煉過程中的演變規律及其形成條件。研究結果表明:Fe-Si-B合金中夾雜物主要有Al、Si的氧化物,以及少量Ti、Mn的硫化物。

  經熱力學計算,在1623K下,熔煉初期主要為Al的氧化過程,當熔體中[Al]的質量分數降低至0.0022%后才發生Si的氧化;Ti及Mn的硫化物在1623K下不能形成,需熔體分別冷卻至1550和1310K下才可形成。