Abstract
It has been well known that 6.5wt% Si steel sheets have excellent magnetic properties such as low core loss. high maximum permeability and low magnetostriction. In this work, we studied a method for producing 6.5wt% Si steel sheets using a chemical vapor deposition (CVD) method. The following is the procedure adopted in this work to produce 6.5wt% Si steel sheets; SiCl$_4$ gas is applied onto a low content-Si steel sheet placed in a tube furnace. Silicon atoms resulted from the decomposition of SiCl$_4$ are permeated through the surface of the steel sheet. Finally, by the diffusion process maintaining it under a high temperature the silicon atoms diffuse uniformly into the sheet. Through this process, 6.5wt% Si steel sheets can be obtained. The manufactured Fe-6.5wt% Si steel sheet with a thickness of 0.5mm exhibited a high frequency core loss (W$_{2}$1k/) of 8.92 W/kg. Its permeability increased from 37,100 to 53,300 at 1 tesular(T). The mechanical properties of the manufactured steel sheets were also estimated and the result showed that the workability was significantly improved by annealing in vacuum at 773k. Increased plastic deformation was also observed prior to fracture and the amount of grain boundary rupture was reduced.
6.5wt%Si강판을 낮은 철손실, 고투자율 그리고 자왜가 거의 0으로 우수한 자성재료로 잘 알려져 있다. 본 실험에서는 화학기상증착 (Chemical Vapor Deposition)으로 6.5wt%Si 강판을 만들었다 이 과정은 튜브 노내에서 실리콘의 함량이 낮은 Si강판에 SiCl$_4$가스를 반응시킨다. 이때 SiCl$_4$가스에서 분해된 Si의 원자들은 모재인 강판 표면에 증착되어 표면층에 Si가 풍부한 층을 형성한다. 마지막으로 고온에서 확산과정을 통하여 모재 내부로부터 실리콘의 함량이 균일한 강판을 얻을 수 있다. 0.5mm두께를 갖은 6.5wt%Si 강판의 철손실은 고주파수에서 약 8.92W/kg를 나타냈으며 투자율은 53,300으로 일반 실리콘강판, 즉 2.5wt%Si강판의 투자율 37,100보다 약 두배 가량 증가하였다. 또한 기계적인 특성을 평가하기 위해서 일반 0.5wt%Si강판과 773K의 온도에서 수시간 열처리한 강판을 인장실험 하였다. 따라서 수 시간 열처리한 시편에서 연신율이 증가함을 알 수 있었으며 파단면을 관찰한 결과 입 계파단면이 현저히 감소했음을 알았다
