[发明专利]用于形成绝缘涂层的溶液及晶粒取向电工钢片

说明书

一种用于形成晶粒取向电工钢片的绝缘涂层的溶液，包括通过将磷酸盐溶液和胶体二氧化硅混合制备而成的水溶液。该水溶液中不添加铬。所述胶体二氧化硅包括经铝酸盐表面改性的二氧化硅颗粒，或者其是通过向诸如常规胶体二氧化硅之类的胶体二氧化硅中加入铝酸盐制备而成的。

技术领域

本发明涉及用于形成晶粒取向电工钢片的绝缘涂层的溶液，以

及具有使用该溶液所形成的绝缘涂层的晶粒取向电工钢片。

背景技术

晶粒取向电工钢片是一种条状的铁磁性铁材料，通常其厚度为0.15至0.50mm。在晶粒取向电工钢片表面形成有绝缘涂层。所述晶粒取向电工钢片作为铁芯(core)材料用在诸如变压器和发动机之类的电气设备中。

晶粒取向电工钢片的磁性能是通过形成特殊织构(称为高斯织构)达到的，因此容易磁化的方向大体上是轧制方向。通过冷轧和退火步骤获得所述织构。

除了所述织构，磁畴结构对磁性能也有影响。也就是说，以如下方式通过物理效应来改善所述磁性能，所述方式为：使得磁化逆转所导致的能量损耗(铁芯损耗)最小化。因此，在磁畴控制法中，用聚焦激光束基本上沿着晶粒取向电工钢片的宽度方向扫描绝缘涂层，以改善磁畴结构。

此外，如非专利文献1公开的那样，例如，赋予晶粒取向电工钢片基底材料的高张力会引起改善的铁芯损耗和磁致伸缩。通过在高的温度下，在基底材料表面使用热膨胀系数比钢片小的材料来形成绝缘涂层，使得所述绝缘涂层赋予基底材料(钢片)张力，从而改善铁芯损耗。

所形成的绝缘膜具有以下三个功能：(1)钢片的电绝缘性，(2)赋予钢片张应力(张力)，并且(3)导致耐化学性和耐热性。

例如，专利文献1公开了一种溶液，包括：磷酸盐、胶体二氧化硅、水和三氧化铬或铬酸，作为形成所述绝缘涂层的溶液。将所述溶液施加到钢片表面且将所述溶液在例如840℃至920℃的温度范围内烘烤，由此在钢片表面形成了绝缘涂层(磷酸盐/二氧化硅层)。

就所形成的绝缘涂层来说，诸如三氧化铬和铬酸之类的Cr(VI)化合物具有如下优点：(i)抗腐蚀性改善，(ii)化学耐水性提高；并且(iii)在绝缘涂层形成过程中避免有气泡。因此，Cr(VI)化合物改善了所述绝缘涂层的性质。

然而，因为Cr(VI)化合物有毒且致癌，所以近来对Cr(VI)化合物的使用限制得更加严格。另一方面，如果简单地在溶液中省去Cr(VI)化合物，那么在形成绝缘涂层时会形成很多孔隙，因此不能获得具有足够性能的绝缘涂层。

文献

专利文献

【专利文献1】美国专利No.3856568

非专利文献

【非专利文献1】P.Anderson，“Measurement of the stress sensitivity ofmagnetostriction in electrical steels under distorted waveform conditions(在失真波形条件下，钢片磁致伸缩的应力敏感性测量)”，Journal of Magnetism andMagnetic Materials(磁学与磁性材料杂志)，320(2008)，第583-588页。

发明内容

本发明要解决的问题

因此，需要一种不用向溶液中添加Cr(VI)化合物就能形成致密的绝缘涂层的溶液。

解决上述问题的方法

基于实验进行研究，结果本发明人已经发现：通过使用包括经铝酸盐表面改性的二氧化硅颗粒的胶体二氧化硅或加入了铝酸盐的胶体二氧化硅代替常规的胶体二氧化硅，获得了致密的绝缘涂层。本发明基于这一发现。