多相CaO–Al2O3夹杂物的三维离子发光成像技术：用于理解铝灭活钢中的钙处理机制

《Materials Characterization》：Three-dimensional ionoluminescence imaging of multiphase CaO–Al2O3 inclusions for understanding calcium treatment in Al-killed steels

　　

Susumu Imashuku

高级材料共创研究所，岛根大学，日本岛根县松江市西川津町1060-690-8504

摘要

在铝镇静钢的连铸过程中，识别并观察CaO–Al?O?夹杂物中的各个相及其三维形态对于理解钙处理行为及其与喷嘴堵塞和塞棒降解之间的关系至关重要。本研究通过离子发光（IL）成像技术实现了多相CaO–Al?O?夹杂物的三维可视化和相鉴定。CaO·Al?O?（CA）、CaO·2Al?O?（CA?）和CaO·6Al?O?（CA?）相在IL图像中展现出不同的发光特性：CA发出绿色荧光，CA?发出紫色或黄色荧光，而CA?发出强烈的绿色荧光。通过将发光光谱中的发射峰与特定相的电子跃迁相关联，阐明了这些荧光颜色的成因。通过叠加在Ar离子轰击过程中获取的二维IL图像，成功重建了由不同CaO–Al?O?相组成的夹杂物的三维形态（其中单个夹杂物的重建仅需8.5小时）。重建的图像揭示了传统的二维分析无法准确识别的包裹结构，例如被CA?包围的CA夹杂物以及被CA?包围的CA?夹杂物。这些观察结果为钙处理过程中的相变机制及其对铸造行为的影响提供了深入的理解。所提出的IL成像方法为实验室尺度上研究夹杂物成分和内部形态提供了一种实用的方法。