目的改善涂層張應力狀態(tài),進而提升取向硅鋼的電磁性能。方法用掃描電鏡、輝光光譜儀分析了添加磷酸鹽的膠體二氧化硅絕緣涂層的厚度和微觀結構,采用靜態(tài)拉伸試驗得到了取向硅鋼沿不同位向的力學特性。在此基礎上,根據(jù)取向硅鋼各向異性的特點和絕緣涂層的實際狀態(tài),用Stoney公式對取向硅鋼涂層應力的適用性進行了討論。結果取向硅鋼的各向異性不滿足Stoney公式的適用條件,實際測試的取向硅鋼的力學性能結果表明,取向硅鋼符合正交對稱各向異性材料的一般規(guī)律,據(jù)此給出了涂層對取向硅鋼產(chǎn)生的張應力的計算公式,利用該公式對不同涂覆工藝條件下的膠體二氧化硅絕緣涂層的張應力進行了計算,涂層厚度在1～2μm范圍內(nèi),雙面張應力的計算值為4～11 MPa。結論文中張應力的計算公式不僅適用于取向硅鋼,同樣適用于其他基體為各向異性的類似情況。通過張應力的計算可知,涂層厚度與張應力呈正相關,張應力的增大將會促使取向硅鋼的鐵損降低。因此,開發(fā)大張力的絕緣涂層,是進一步改善取向硅鋼磁性能的有效途徑之一。

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【部分圖文】：

圖1成品取向硅鋼的元素分布分析數(shù)據(jù)

3）利用輝光光譜儀測量絕緣涂層的厚度，其分析區(qū)域大小是直徑為3mm的圓，相對于微觀方法更具代表性。由于取向硅鋼還存在硅酸鎂底層，涂層狀態(tài)較為復雜，以成品取向硅鋼的分析結果為例（見圖1）對分析方法進行說明：在距離表面1.3μm處，Mg元素和Si元素含量發(fā)生明顯變化，絕緣涂層中的其....

圖2涂層對取向硅鋼應力作用的局部示意圖

一般認為，涂層的殘余應力起源于基體和涂層的熱膨脹失配作用，作用原理如圖2所示。一般情況下，樣品上下同時存在相近厚度的涂層，由于受力平衡因而在宏觀上表現(xiàn)為平整的外觀。但當樣品僅有一側存在應力涂層時，樣品就會發(fā)生彎曲，如圖3所示。圖3僅有單面涂層情況下取向硅鋼的彎曲情況示意圖

圖3僅有單面涂層情況下取向硅鋼的彎曲情況示意圖

圖2涂層對取向硅鋼應力作用的局部示意圖Stoney[17]于1909年提出了計算薄膜殘余應力的公式，見式(1)。該公式利用彎曲形變的曲率半徑“r”來表征薄膜的殘余應力大小，通過基體和薄膜之間力的關系建立等式。考慮到薄膜應力的不均勻性（見圖2），實際上Stoney公式計算得到的是....

圖4硅酸鎂底層的截面形貌

采用掃描電鏡分析取向硅鋼涂層的典型結構。實際上，取向硅鋼的絕緣涂層下方還存在一層硅酸鎂底層，因此對涂覆前后樣品的狀態(tài)分別進行分析。圖4為取向硅鋼為涂覆絕緣涂層前截面的微觀狀態(tài)，可以看到硅酸鎂底層的顆粒緊密地附著在基體上，厚度大約為1μm，平整度較差。圖5展示取向硅鋼成品絕緣涂層的....

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