Аморфизация в тонкой пленке системы Fe-Si-Cu-Mn-Mg-O
Аннотация
Данная работа посвящена установлению химического состава и условий формирования стабильной аморфной фазы, возникающей в системе Fe-Si-Cu-Mn-Mg-O в процессе высокотемпературного отжига.
В качестве материала для исследования использовались холоднокатаные полосы толщиной 0,70 мм сплава, содержащего (в % по массе): Si – 3,1, Сu – 0,5, Mn – 0,3, остальное железо и неизбежные примеси.
В качестве основных методов исследования использовались высокотемпературный рентгеновский фазовый анализ, сканирующая электронная микроскопия с электронно-зондовым (МРСА) анализами. Интегральный химический анализ слоев материала от поверхности вглубь образцов проводился с применением анализатора тлеющего разряда GDA-750.
При исследовании процессов, происходящих на поверхности сплава Fe-3%Si-0,5%Cu c термостойким покрытием MgO, при непрерывном отжиге в интервале температур 600…1060°C методом терморентгенографии обнаружено образование аморфной фазы в виде твердого раствора на основе Fe. Эффект наблюдался в слое, состоящем из α-Fe, оксидов (MgFe)2SiO4, (MgFe)O, SiO2, при нагреве в температурном интервале, соответствующем α→γ превращению: 920…960 °C. Аморфное состояние тонкого слоя сохраняется в процессе дальнейшего отжига, как при повышении температуры, так и при охлаждении до 20°C.
Ключевые слова: FE-3%SI, ЗОНА ВНУТРЕННЕГО ОКИСЛЕНИЯ, ОКСИДЫ, ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕНТГЕНОВСКИЙ ФАЗОВЫЙ АНАЛИЗ, ФАЗОВЫЙ ПЕРЕХОД, АМОРФИЗАЦИЯ
Abstract
This work is devoted to establishment of the chemical composition and conditions of formation and stability of the amorphous phase arising in the Fe-Si-Cu-Mn-Mg-O system in the course of high-temperature annealing.
The materials used for research cold rolled strips 0,70 mm of alloy thick, containing were used (in % on weight): Si – 3,1, Cu – 0,5, Mn – 0,3, other iron and inevitable impurity.
The main methods used of a research the high-temperature x-ray phase analysis, the scanning electronic microscopy with electron probe analyses.
Upon studying the processes occurring on the surface of an Fe-3%Si-0,5%Cu alloy sample with a heat resistant MgO coating during continuous annealing at a temperature range of 600…1060 °C, the formation of an amorphous phase in the form of an Fe-based solid solution was observed using the non-ambient XRD technique. This phenomenon was observed in a layer composed of α-Fe and (MgFe)2SiO4, (MgFe)O, SiO2 oxides upon heating in the temperature range corresponding to α→γ transformation, that is, 920…960 °C. The amorphous state of the thin film was preserved during the subsequent annealing, both during heating and during cooling to a temperature of 20 °C.
Key words: FE-3%SI, ZONE OF INTERNAL OXIDATION, OXIDES, HIGH-TEMPERATURE X-RAY PHASE ANALYSIS, PHASE TRANSITION, AMORPHISATION
В качестве материала для исследования использовались холоднокатаные полосы толщиной 0,70 мм сплава, содержащего (в % по массе): Si – 3,1, Сu – 0,5, Mn – 0,3, остальное железо и неизбежные примеси.
В качестве основных методов исследования использовались высокотемпературный рентгеновский фазовый анализ, сканирующая электронная микроскопия с электронно-зондовым (МРСА) анализами. Интегральный химический анализ слоев материала от поверхности вглубь образцов проводился с применением анализатора тлеющего разряда GDA-750.
При исследовании процессов, происходящих на поверхности сплава Fe-3%Si-0,5%Cu c термостойким покрытием MgO, при непрерывном отжиге в интервале температур 600…1060°C методом терморентгенографии обнаружено образование аморфной фазы в виде твердого раствора на основе Fe. Эффект наблюдался в слое, состоящем из α-Fe, оксидов (MgFe)2SiO4, (MgFe)O, SiO2, при нагреве в температурном интервале, соответствующем α→γ превращению: 920…960 °C. Аморфное состояние тонкого слоя сохраняется в процессе дальнейшего отжига, как при повышении температуры, так и при охлаждении до 20°C.
Ключевые слова: FE-3%SI, ЗОНА ВНУТРЕННЕГО ОКИСЛЕНИЯ, ОКСИДЫ, ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕНТГЕНОВСКИЙ ФАЗОВЫЙ АНАЛИЗ, ФАЗОВЫЙ ПЕРЕХОД, АМОРФИЗАЦИЯ
Abstract
This work is devoted to establishment of the chemical composition and conditions of formation and stability of the amorphous phase arising in the Fe-Si-Cu-Mn-Mg-O system in the course of high-temperature annealing.
The materials used for research cold rolled strips 0,70 mm of alloy thick, containing were used (in % on weight): Si – 3,1, Cu – 0,5, Mn – 0,3, other iron and inevitable impurity.
The main methods used of a research the high-temperature x-ray phase analysis, the scanning electronic microscopy with electron probe analyses.
Upon studying the processes occurring on the surface of an Fe-3%Si-0,5%Cu alloy sample with a heat resistant MgO coating during continuous annealing at a temperature range of 600…1060 °C, the formation of an amorphous phase in the form of an Fe-based solid solution was observed using the non-ambient XRD technique. This phenomenon was observed in a layer composed of α-Fe and (MgFe)2SiO4, (MgFe)O, SiO2 oxides upon heating in the temperature range corresponding to α→γ transformation, that is, 920…960 °C. The amorphous state of the thin film was preserved during the subsequent annealing, both during heating and during cooling to a temperature of 20 °C.
Key words: FE-3%SI, ZONE OF INTERNAL OXIDATION, OXIDES, HIGH-TEMPERATURE X-RAY PHASE ANALYSIS, PHASE TRANSITION, AMORPHISATION