通过高温激光共聚焦显微镜原位观察Fe-Al-Ti-O熔体中

多种氧化物夹杂物的团聚行为

大尺寸夹杂物团簇的形成会严重影响含钛钢的连铸工艺及产品质量。初步进行了热力学计算，以预测各种复合氧化物夹杂物的形成，即Al₂O₃、TiO_x和Al–Ti–O。在此基础上，进行了实验，以制备只含一种类型夹杂物的样品。随后，采用扫描电子显微镜-能量色散光谱仪进行定量表征。接着，通过高温激光共聚焦显微镜原位观察Fe-Al-Ti-O熔体中夹杂物的团聚行为。此外，基于牛顿第二定律中的引力以及Kralchevsky–Paunov模型描述的毛细力，定量分析了各种夹杂物的团聚特征。结果表明，Al₂O₃夹杂物的尺寸大于TiO_x和Al–Ti–O，但TiO_x的数密度最高。基于原位观察和理论计算，Al₂O₃、TiO_x和Al–Ti–O夹杂物均可团聚形成大尺寸团簇且无偏析现象，但Al₂O₃和TiO_x的团聚倾向性强于Al–Ti–O。Al₂O₃夹杂物对之间的吸引力最大，范围从2.26×10^-15到6.12×10^-14N，其次是TiO_x（7.13×10^-16至3.56×10^-14N）和Al–Ti–O（1.16×10^-17至3.77×10^-16N）。

图1、各种夹杂物的高温原位观察图像（a.TiO_x，b.Al–Ti–O，c.Al₂O₃）

参考文献：