CVD法制备6.5%Si硅钢过程中的微观结构对硅扩散的影响研究

目的研究渗硅过程中的晶界占比对渗硅质量的影响,从而探究出制备6.5%Si硅钢的合理工艺。方法通过CVD法,利用真空管式炉制备6.5%Si硅钢。通过高温金相实验探究温度对晶粒尺寸的影响,利用高温与常温下的金相实验、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)分别统计平均晶粒尺寸、平均晶界宽度和扩散方向上晶粒内部与晶界上的硅含量,再利用MATLAB和Abaqus软件求解扩散系数和模拟分析微观渗硅。结果1200℃下反应60 s,再扩散至140 s时,平均晶粒尺寸为140.45μm,平均晶界宽度为76.31 nm,由实验数据计算得到的晶粒内部扩散系数为9.026×10^(–6)mm^(2)/s,晶界扩散系数为2.924×10^(–3)mm^(2)/s,晶界占比为0.163%。结论晶界会影响渗硅扩散的速率与时间,晶界占总体积的比例越高,硅扩散越快,但相同时间内扩散越不均匀,导致硅钢片塑性下降。