Fe-Si-B合金中非金属夹杂物的热力学分析

Fe-Si-B非晶合金是20世纪80年代末出现的一类新型软磁材料，它兼备了多种传统软磁材料的优点，如高饱和磁感应强度、高磁导率和低损耗等，满足了电力电子设备向高效节能、微型化、集成化方面发展的需求。Fe-Si-B合金主要用于生产制造变压器铁心用的非晶薄带，薄带厚度约25~30μm，由于产品外观尺寸、用途及其生产工艺的特殊性，Fe-Si-B合金必须具有非常高的纯净度。非金属夹杂物会破坏产品的连续性和致密性，还会显著阻碍磁畴运动，进而劣化产品质量及性能。

中国钢研科技集团的学者利用扫描电镜及能谱仪对Fe-Si-B合金中非金属夹杂物组成进行了分析，并研究了氧化物及硫化物夹杂在熔炼过程中的演变规律及其形成条件。研究结果表明：Fe-Si-B合金中夹杂物主要有Al、Si的氧化物，以及少量Ti、Mn的硫化物。经热力学计算，在1623K下，熔炼初期主要为Al的氧化过程，当熔体中[Al]的质量分数降低至0.0022％后才发生Si的氧化；Ti及Mn的硫化物在1623K下不能形成，需熔体分别冷却至1550和1310K下才可形成。