Siliciação de aço silício.

Abstract

Os aços silício são excelentes materiais magnéticos macios. Entretanto, quando o teor do silício é aumentado, acima de 3,5% em peso, o material é fragilizado, dificultando a produção de chapas finas pelo processo de laminação convencional. O presente trabalho envolve a deposição de silício sobre chapas de aço silício seguindo-se um tratamento térmico para sua difusão, de forma a elevar seu teor para até 6,5% em peso ao longo das chapas. Os processos de deposição física de vapor (PVD) por evaporação a vácuo e de aspersão térmica a plasma (ATP) foram avaliados para a produção dos recobrimentos sobre chapas de aço silício contendo inicialmente 2% em peso de silício. Posteriormente, para a difusão do silício, as amostras foram tratadas a temperaturas entre 800 e 1200°C sob fluxo de Hidrogênio a 1L/min. Os recobrimentos e as amostras obtidos foram caracterizados por Microscopia Eletrônica de Varredura, Microscopia Ótica e Difração de raios X e as perdas magnéticas foram medidas pelo método de “Single Sheet”. Filmes de silício foram produzidos com o processo de PVD, mas não foi possível detectar o enriquecimento de silício na chapa. Já com o processo de ATP, obtiveram-se, a partir dos recobrimentos produzidos, chapas de aço silício com um perfil de concentração de silício após o tratamento térmico. Os coeficientes de difusão aparente do silício nas chapas de aço silício foram estimados e valores na ordem de 10-11m/s2 foram obtidos. As perdas magnéticas totais a freqüências de 50 e 60 Hz tiveram uma diminuição de aproximadamente 10% e para os ensaios feitos a 400 Hz, as perdas magnéticas totais tiveram uma redução, a partir de 1100ºC, decorrente do enriquecimento de silício nas chapas.