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过程工程学报 2020年第11期20卷 1321-1328页

作者：吴朝阳先琛贾吉祥樊希安廖相巍张明亚安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243002 鞍钢集团公司钢铁研究院辽宁鞍山114021 武汉科技大学材料与冶金学院湖北武汉430081

以正硅酸乙酯为SiO2绝缘介质前驱体,FeSi5Cr5.5合金球形粉末为基体,研究了流态化气相沉积中FeSi5Cr5.5/SiO2核壳结构的形成时间及演化过程。利用X射线衍射仪、场发射扫描电镜和X射线光电子能谱仪对不同沉积时间下制备粉末样品的显微特... 详细信息

以正硅酸乙酯为SiO2绝缘介质前驱体,FeSi5Cr5.5合金球形粉末为基体,研究了流态化气相沉积中FeSi5Cr5.5/SiO2核壳结构的形成时间及演化过程。利用X射线衍射仪、场发射扫描电镜和X射线光电子能谱仪对不同沉积时间下制备粉末样品的显微特征进行了分析,利用振动样品磁强计和四探针电阻率测试仪表征了粉末样品在室温下的磁滞回线和电阻率。结果表明,在流态化气相沉积过程中,从原料FeSi5Cr5.5合金粉末到完全转换成FeSi5Cr5.5/SiO2核壳结构粉末至少需要30 min,且转换过程符合三维岛状形核生长模型。在FeSi5Cr5.5/SiO2核壳结构中分别存在5种氧元素结构和4种硅元素结构,形成FeSi5Cr5.5/SiO2核壳结构后粉末电阻率提高了3~4个数量级,但饱和磁感应强度降低了约9.6%。

关键词：演化过程流态化气相沉积沉积时间核壳结构 FeSi5Cr5.5

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流态化气相沉积过程中稀释气体流量对颗粒表面SiO_(2)沉积的影响

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过程工程学报 2021年第8期21卷 959-968页

作者：吴朝阳高子涵孔辉先琛贾吉祥廖相巍安徽工业大学特殊服役环境的智能装备制造国际科技合作基地安徽马鞍山243002 鞍钢集团公司钢铁研究院辽宁鞍山114021

利用Fe(Si)合金球形粉末为沉积基底,正硅酸乙酯为SiO_(2)气相介质前驱体,采用引入流化环节的化学气相沉积工艺合成了Fe(Si)/SiO_(2)复合粉末。考察了沉积过程中Ar稀释气体流量对Fe(Si)基底粉末表面SiO_(2)绝缘介质沉积过程的影响规律及... 详细信息

利用Fe(Si)合金球形粉末为沉积基底,正硅酸乙酯为SiO_(2)气相介质前驱体,采用引入流化环节的化学气相沉积工艺合成了Fe(Si)/SiO_(2)复合粉末。考察了沉积过程中Ar稀释气体流量对Fe(Si)基底粉末表面SiO_(2)绝缘介质沉积过程的影响规律及形成完整核壳异质结构的稀释气体流量范围。实验结果表明,随着流态化气相沉积过程中Ar稀释气体流量的逐渐增大,SiO_(2)绝缘介质在Fe(Si)粉末基底表面的微观形貌从亚微米级团簇转变为完整薄膜再向多孔薄膜转变,沉积速率先减小后增大再降低,在250 sccm时SiO_(2)绝缘介质均匀性最好,沉积速率为0.069 nm/s。此外,形成完整Fe(Si)/SiO_(2)核壳异质结构的Ar稀释气体流量范围为200~300 sccm。

关键词：流态化气相沉积稀释气体流量核壳异质结构铁硅合金结构演化

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流态化气相沉积温度对FeNi50/SiO2复合粉末形成过程及性能影响

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粉末冶金工业 2020年第5期30卷 16-22页

作者：先琛刘国钊孔辉刘莉方钊吴朝阳安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243000 马鞍山市申马机械制造有限公司安徽马鞍山243000

为探明流态化气相沉积过程中核壳结构的形成温度,在正硅酸乙酯热分解的热力学基础上,通过设置不同反应温度,在FeNi50合金粉末表面包覆SiO2绝缘层,采用XRD、FTIR、SEM以及VSM等测试分析仪器对粉末形貌、成分和性能进行了表征。结果表明:... 详细信息

为探明流态化气相沉积过程中核壳结构的形成温度,在正硅酸乙酯热分解的热力学基础上,通过设置不同反应温度,在FeNi50合金粉末表面包覆SiO2绝缘层,采用XRD、FTIR、SEM以及VSM等测试分析仪器对粉末形貌、成分和性能进行了表征。结果表明:正硅酸乙酯的热分解温度为612.70℃,合成具有FeNi50/SiO2核壳结构的软磁复合粉末的最低温度为630℃,软磁复合粉末SiO2绝缘包覆层的厚度为0.520μm;随着沉积温度的升高,SiO2绝缘层厚度也随之增加,FeNi50/SiO2复合粉末的饱和磁感应强度逐渐降低,矫顽力几乎无变化,电阻率呈增加趋势,相对于原料FeNi50合金粉末,具有FeNi50/SiO2核壳结构的软磁复合粉末的电阻率提高了近两个数量级。

关键词：软磁复合粉末流态化气相沉积热力学势函数静磁性能

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流态化气相沉积过程中Fe-6.5wt.%Si/SiO2核壳异质结构生长机理研究

流态化气相沉积过程中Fe-6.5wt.%Si/SiO2核壳异质结构生长机理研究

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作者：先琛安徽工业大学

学位级别：硕士

铁硅软磁粉芯具有优异的软磁性能,是高频电机铁芯的理想材料。大功率、高频率新能源器件的发展对于铁硅软磁粉芯的需求量急剧增大,但我国在该体系上缺乏自有技术,研发遭遇瓶颈,特别是高频应用领域下的涡流损耗难题,“卡脖子”问题日益突... 详细信息

铁硅软磁粉芯具有优异的软磁性能,是高频电机铁芯的理想材料。大功率、高频率新能源器件的发展对于铁硅软磁粉芯的需求量急剧增大,但我国在该体系上缺乏自有技术,研发遭遇瓶颈,特别是高频应用领域下的涡流损耗难题,“卡脖子”问题日益突出,无法形成系列产品与国外企业竞争。针对上述问题,论文采用流态化气相原位沉积构建“三维外延形核”系统新理念,采用正硅酸乙酯为SiO绝缘介质前驱体对Fe-6.5wt.%Si合金颗粒进行表面绝缘包覆,成功制备出性能可控的Fe-6.5wt.%Si/SiO复合颗粒,利用XRD、XPS、SEM、FTIR等物相表征分析手段以及四探针电阻率测试仪和振动样品磁强计等仪器研究了不同沉积温度、沉积时间、TEOS前驱体浓度以及稀释气体流量对于SiO绝缘包覆层微观形貌、物化性质和软磁性能的影响,揭示了形成Fe-6.5wt.%Si/SiO核壳结构的物理化学条件和SiO绝缘包覆层生长机理,确定了达到Fe-6.5wt.%Si/SiO核壳结构完整均匀性的关键工艺参数。研究发现,通过流态化气相沉积,Fe-6.5wt.%Si合金颗粒表面可以形成一层均匀致密的SiO绝缘包覆层,选择合适的工艺参数是获得完整Fe-6.5wt.%Si/SiO核壳结构颗粒的关键:最佳包覆工艺参数为沉积温度为920～960 K,沉积时间为960 s,TEOS浓度为3.0 vol%,稀释气体流量为200～300 sccm;正硅酸乙酯分解生成的SiO层中存在四种不同聚合程度的硅基团和与之对应的四种氧基团,另外存在与Fe-6.5wt.%Si合金颗粒表面相互作用的氧元素基团;Fe-6.5wt.%Si/SiO核壳结构的形成过程符合三维岛状形核模型;完整Fe-6.5wt.%Si/SiO核壳结构复合颗粒的电阻率较原始Fe-6.5wt.%Si合金颗粒增加了三个数量级,饱和磁感应强度略微低于原始Fe-6.5wt.%Si合金颗粒,但均表现出典型的软磁性能,矫顽力几乎不改变。

关键词：磁粉芯流态化气相沉积 Fe-6.5wt.%Si/SiO2核壳结构 SiO2绝缘包覆层生长机理静磁性能

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