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Si在纯Fe及低硅钢中扩散行为

【作者】
温钰;
田广科;
毕晓昉;

【Author】
WEN Yu1),TIAN Guang-ke2),BI Xiao-fang1) 1) School of Materials Science and Engineering,Beihang University,Beijing 100191,China 2) National Engineering Research Centre for Technology and Equipment of Green Coating,Lanzhou Jiaotong University,Lanzhou 730070,China

【机构】
北京航空航天大学材料科学与工程学院;
兰州交通大学国家绿色镀膜工程中心;

【摘要】 采用磁控溅射方法,分别在纯Fe以及低硅钢基片上沉积富Si膜,并对其进行真空扩散热处理.通过能谱分析及X射线衍射研究了Si在纯Fe与低硅钢基体中的扩散特征,运用DICTRA软件建立了扩散模型.研究发现Si在纯Fe基体中扩散时发生γ-Fe(Si)→α-Fe(Si)相转变,扩散速率受控于相界面的迁移.当沿截面Si含量梯度不足以驱动相界面正向迁移时,延长扩散时间会发生相界面回迁现象,最终趋于单一相内均匀化扩散过程.Si在低硅钢基体中的扩散符合Fick扩散第二定律. 

【Abstract】 Si-rich films were deposited on pure iron and low-Si steel substrates by direct current magnetron sputtering,and then were subjected to vacuum annealing.The distribution characteristics of Si across Fe and low-Si steel substrates were studied by energy spectrum analysis(EDS) and X-ray diffraction(XRD).DICTRA software was used to simulate the diffusion models.It is found that the diffusion behavior of Si in the Fe substrate is from γ-Fe(Si) phase to α-Fe(Si) phase and the rate of diffusion is con… 

【关键词】 铁合金;
硅合金;
磁控溅射;
扩散;
计算机模拟;

【Key words】 iron alloys;
silicon alloys;
magnetron sputtering;
diffusion;
computer simulation;

原文发表于《北京科技大学学报》2012年第10期

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