Si, Al 함량이 무방향성 전기강판의 자기적 특성에 미치는 영향

Abstract

Si 및 Al 함량이 무방향성 전기강판의 자기적 특성에 미치는 영향을 연구하였다. Fe-Si-Al 전기강판에서 {100} 결정립의 자구는 광 자기 커 현미경으로 관찰되었다. 자구의 특성 및 자벽의 이동은 Fe-Al 이원계 합금의 히스테리시스 손실 및 이상 손실과 상관 관계가 있었다. 또한, Si, Al 함량이 무방향성 전기강판의 재결정 집합조직에 미치는 영향을 in-situ heating SEM 을 사용하여 분석하였다. Fe-Al 에서 자구 구조에 주요한 영향을 미친 요인은 자벽 에너지의 감소였다. 따라서, Al 함량이 증가함에 따라 자구 크기가 감소하고 자벽의 영역이 증가하였다. 반면, Fe-Si-Al 에서 Si 함량이 증가함에 따라 정자기 에너지 또한 감소하여, 자벽 에너지의 감소를 상쇄하였다. 이로 인해, Si 함량이 증가함에 따라 자구의 크기가 증가하고 자벽의 영역이 감소하였다. 또한, Fe-Al 에서 히스테리시스 손실, 이상 손실 등과 같은 자기적 특성과 자구와의 상관 관계를 분석하였다. Al 이 6.54 wt.%인 강에서는 90° 자구 벽이 형성되어 자구 구조가 더 복잡하게 변화하였다. 따라서, Al 을 첨가하면 강판의 히스테리시스 손실이 증가하였다. Fe-Al 전기강판의 높은 비저항과 작은 자구 크기에도 불구하고, 이상 손실은 Al 4.68 wt.%까지 감소한 후 포화되었다. 이러한 자기적 특성의 변화는 자화 과정 중에 90° 자벽에 의해 고정되어 발생한 것으로 보인다. 무방향성 전기강판에서 우수한 자기적 특성을 가진 {001}<130> 집합조직은 Fe-2 %Si-1 %Al 에서 가장 잘 발달되었으며, Fe-3 %Si 에서 두 번째로 높은 분율을 나타냈다. Fe-Si-Al 에서 {001}<130> 재결정 집합조직의 발달은 냉간 압연 집합조직과 {001}<130>의 초기 결정립 크기가 주요한 원인인 것으로 분석된다.

Influence of Si, Al contents on the magnetic properties of non-oriented electrical steel was investigated. Magnetic domains of {100} grains in Fe-Si-Al electrical steels were observed by magneto optic Kerr microscopy. It is known that the domain size is determined by the energy balance between domain wall energy and magnetostatic energy. As Al contents increased in Fe-Al, domain size decreased because reduced domain wall energy was the dominant factor. As Si contents increased, domain size increased because the reduced magnetostatic energy compensated for the reduction in domain wall energy. The characteristics and motion of magnetic domains are correlated with hysteresis loss and anomalous loss. In electrical steels with Al 6.54 wt%, we observed 90° walls which increases the complexity of domain structures. It was also found that addition of Al caused increase in hysteresis loss. In contrast, anomalous loss decreased until Al 4.68 wt%, then saturated, despite high resistivity and small domain size. These changes of magnetic properties may be caused by pinning of 90° walls during magnetization. Influence of Si, Al contents on the recrystallization texture of non-oriented electrical steel was investigated by in-situ heating SEM. The recrystallization texture was dominated by desirable {001}<130> with weak γ-fiber in Fe-2% Si-1% Al. It was shown that the formation of {001}<130> recrystallization texture could be attributed to the coldrolled texture and the initial grain size of {001}<130>.