低温取向硅钢渗氮工艺对表面氧化层的影响

作者：肖水方; 戴方钦^*; 郭悦; 曾曦灿

来源：热加工工艺, 2019, 48(22): 137-142.

DOI：10.14158/j.cnki.1001-3814.2019.22.033

• 低温取向硅钢
• 渗氮
• 氧化层
• GD-OES
• XPS
• SEM

采用场发射电子扫描显微镜(SEM)分析渗氮前后取向硅钢试样表层形貌,采用辉光放电光谱仪(GD-OES)分析表层元素分布。在GD-OES中用Ar+离子溅射试样表面,通过控制溅射时间、溅射深度使试样达到表面不同深度位置。并利用光电子能谱(XPS)分析渗氮前后不同深度元素组成及价态,采用SEM观察渗氮后不同深度形貌特征,探究渗氮过程反应机理。结果表明:渗氮前,试样表面形成约3μm厚的氧化层,外表面由FeO和Fe2SiO4组成,中间层为球状SiO2,靠近基体一侧为带状SiO2,氧化层中还残留有少量的单质硅。渗氮过程中,NH3分解产生的H2会将钢带表层部分FeO和Fe2Si O4还原成单质Fe和SiO2。[N]进入钢带表面,并在浓度梯度的作用下在钢带中发生扩散,与钢带中合金元素Si等结合以Si3N4形式析出,Si3N4在整个氧化层中及靠近氧化层/基体界面的铁基中都有析出,即渗氮层厚度大于氧化层厚度。

• 单位
  武汉科技大学