لماذا يستخدم السيليكون الصلب في الآلات الكهربائية؟

السيليكون الصلب هو مادة مغناطيسية ناعمة تستخدم في الكهرباءمحولات الكهرباءوالمحركات والمولدات. يحتوي على نسبة عالية من السيليكون تصل إلى حوالي 3.2% من الكتلة، مما يزيد من المقاومة الكهربائية للحديد، وبالتالي يقلل من خسائر التيار الدوامي. يتميز فولاذ السيليكون الموجه نحو الحبوب والذي يستخدم في التطبيقات غير الدوارة، أي المحولات، بالاتجاه البلوري المفضل القوي. أسهل اتجاهات المغنطة في الحديد هي<001>اتجاهات الكريستال في فولاذ السيليكون الموجه نحو الحبوب، يكون اتجاه Goss، أي {110}<001>يتم تحقيق الاتجاه تقنيًا لتقليل الفقد المغناطيسي في المحولات الكهربائية.

التحكم في الملمس والبنية الدقيقة في الفولاذ الكهربائي

فولاذ السيليكون الموجه للحبوب(الحديد-سي الصلب؛الصلب المحولات; الصلب الكهربائية) عبارة عن سبيكة معدنية متعددة البلورات مغناطيسية ناعمة تستخدم كمادة أساسية في قلوب المحولات الكهربائية والمحركات الكهربائية.

In the power industry electrical voltage is almost always AC and has a rather low frequency, namely, 50-60 Hz. At these frequencies electrical eddy currents are generated in the transformer core. Alloying the Fe with Si has a large marked effect on the electric resistivity of the material, with an increase of a factor of 4 for 3wt%Si. Silicon also has the effect of reducing the magnetostriction (i.e. length change on magnetisation) and the magnetocrystalline anisotropy. In addition, the material is used in the form of laminations, typically 0.3 to 0.7mm thick. The addition of too much silicon makes the material extremely brittle and difficult to produce, giving a practical limitation of 4wt% to the amount of Si that can be added. Recently, a technique has been developed to produce laminations with >6% بالوزن Si، عن طريق معالجة ترسيب البخار الكيميائي SiCl4 لإثراء الصفائح بـ Si بعد تشكيل الصفائح. عادةً ما تحتوي معظم أنواع الفولاذ الكهربائية المتوفرة تجاريًا على ما بين 3 و4% بالوزن من Si.



التحكم في الملمس والبنية الدقيقة لتطبيقات المحولات الكهربائية

بالنسبة لتطبيقات المحولات، يكمن التدفق في الغالب في طول الصفائح، وبالتالي فمن المرغوب فيه تعزيز النفاذية في هذا الاتجاه. يتم تحقيق ذلك من خلال مراحل الدرفلة الساخنة والباردة المختلفة لإنتاج صفائح مزخرفة، تُعرف باسم الفولاذ السيليكوني الموجه نحو الحبيبات، مع الاتجاه [001] على طول التصفيح. ال<001>الاتجاهات البلورية من النوع هي الاتجاهات السهلة للمغنطة وبالتالي تكون النفاذية أكبر. لذلك يتميز الفولاذ الكهربائي بملمس غوس واضح أي (110)<001>الاتجاه البلوري المفضل.

ملاءمة نسيج جوس للفولاذ الكهربائي في حالة تطبيقات المحولات

منذ<001>الاتجاهات البلورية هي تلك التي لديها أسهل اتجاهات المغنطة وبالتالي أكبر نفاذية. يتميز الفولاذ الكهربائي المناسب لتطبيقات المحولات بنسيج غوس واضح، أي (110)<001>الاتجاه البلوري المفضل بالنسبة لاتجاه التصميم المغناطيسي الرئيسي للمحول.

الموجه السيليكون الصلب

الفولاذ الكهربائي الموجه

الحبوب الموجهة السيليكون الصلب