Si-Sn合金精炼-定向凝固过程硅的分离和提纯

采用Sn-Si熔析体系,利用工业规模多晶硅铸锭炉通过控制温度梯度和热场上移速率进行定向凝固处理,研究硅锭的形貌特征、组织结构和提纯效果。结果表明:在定向凝固过程中析出了连续密实的硅晶,且晶体硅与金属熔析剂之间形成了平坦稳定的相界面,实现晶体硅与金属熔析剂的有效分离。晶体硅经过混酸酸洗后,总金属杂质含量由58.3×10-6降低为7.6×10-6,去除率可以达到87%;非金属P含量由50.12×10-6降低为8.48×10-6,去除率大于80%。因此,Si-Sn合金精炼与定向凝固过程复合,解决了硅与金属熔析剂的有效分离问题,同时也实现了杂质的高效去除。     

太阳能硅片切割技术的研究

简述了太阳能硅片常用的切割方法及特点,指出电火花线切割由于其适合大厚度、超薄切割等特点,将成为太阳能硅片切割的一个研究热点.但因半导体特殊的电特性,目前常规电火花线切割工艺还不能胜任太阳能硅的切割.研究了太阳能硅材料的放电加工模型,提出了电火花线切割太阳能硅片的思路和工艺方法,并采用改进的脉冲电源首次对电阻率为2.1 Ω*cm的P型太阳能硅进行了切割试验,切割效率大于100 mm2/min.     

铝硅熔体超重力凝固提纯硅(英文)

研究超重力场下铝硅过共晶熔体凝固精炼提纯冶金硅。实验结果表明:超重力作为一种强化分离手段,可以实现铝硅合金中初晶硅颗粒的富集分离。在超重力作用下,铝硅合金中精炼硅颗粒沿超重力方向富集在铝硅合金下部。用王水溶解其中的铝,得到初晶硅颗粒。通过分析初晶硅中杂质含量可知,与冶金硅原样相比,精炼后的硅纯度由99.59%提高到99.92%,硼和磷的质量分数分别由8.33×10-6和33.65×10-6降低到5.25×10-6和13.50×10-6,表明该提纯方法可行。     

SiO_2-CaO-MnO熔渣氧化精炼除硼提纯多晶硅的研究

熔渣精炼是制备太阳能级多晶硅过程中最为成熟和广泛应用的除硼手段。为了去除硼杂质,本文选用SiO_2-CaO-MnO熔渣进行熔渣精炼研究,并考察了熔渣的光学碱度与除硼效果的关系。结果表明,经精炼后,渣硅分界明显,精炼硅易于分离,精炼硅存在Si-Ca、Si-Mn金属间析出相,且析出相中富集B、P等杂质;随着熔渣中MnO含量的增加,硅中的B含量先降低后升高,当MnO含量为5%时,硅原料中B含量从23.91×10~(-6)wt降低到4.40×10~(-6)wt,去除效率达到81.60%。     

新型60Si40Al合金封装材料的喷射成形制备

利用喷射成形技术制备了60Si40Al合金新型电子封装材料.研究了各工艺参数对沉积坯件的影响,确定了较佳工艺参数.研究了材料的显微组织以及沉积态合金在加热保温过程中的组织转变规律,确定了热等静压温度,进行了热等静压致密化处理.研究结果表明:材料显微组织细小,一次硅相尺寸约为10μm,且均匀弥散分布,该材料的热膨胀系数为9×10-6～10×10-6/K,热导率约为110W/(m*K),是一种理想的电子封装材料.     

晶体硅表面制绒参数优化分析

目的研究酸(HF和HNO3)、碱(NaOH)腐蚀液对晶体硅制绒的影响。方法通过改变NaOH浓度、异丙醇浓度、腐蚀时间研究单晶硅片腐蚀,通过改变酸溶液浓度比研究多晶硅片腐蚀,通过分析微观形貌及表面反射率等考察制备晶体硅制绒工艺参数。结果单晶硅最佳的腐蚀液配比为:NaOH质量浓度15 g/L,热碱温度80℃,异丙醇体积分数15%~20%,腐蚀时间10 min。在最优化参数下,晶体硅绒表面金字塔大小均匀,高度约为5μm,相邻金字塔间彼此相连,硅表面反射率降低至15%。在V(HF)∶V(HNO3)∶V(CH3COOH)=10∶1∶10,腐蚀速率为2μm/min时,晶体硅绒表面呈现较好的沟壑状绒面结构。结论溶液酸碱性的强弱和异丙醇对晶体硅制绒有较大影响,并且直接影响晶体硅的表面反射率。     

低温净化冶金硅工艺(英文)

硼、磷杂质的去除在冶金净化法生产太阳能级多晶硅工艺中耗能最大。金属熔析净化法可以实现冶金硅在金属液中低温下熔化,而后再结晶净化,是一种可行的低能耗硼磷去除方法。对熔析体系的选择原则进行总结,筛选出铝、锡和铟金属作为合适的熔析介质。对于Sn-Si体系,1500K时硼的分凝系数为0.038,远小于纯硅熔点的对应值0.8。冶金硅二次熔析净化处理可使硼的质量分数由15×10-6降至0.1×10-6,而多数金属杂质可一次性去除至0.1×10-6以下。在熔析过程中,杂质和硅生成化合物是主要的杂质去除方式。提出一种以金属熔析法为基础的低温冶金硅净化工艺。     

铁捕集富集料中铂族金属的深度富集技术

铁捕集法从二次资源中回收铂族金属的工艺已经得到了工业化应用,捕集过程在电炉或等离子炉中进行。等离子炉熔炼富集物硅含量高,导致其结构致密、惰性、耐腐蚀,需要先除硅才能获得高的溶解率,除硅技术主要有碱融溶-浸出法、氧化分离法等;电炉熔炼富集物硬度极高、难以破碎,工艺上采用高压雾化-酸溶、碎化-酸溶、电解等工艺进行深度富集。本文综述了含铂族金属铁合金深度富集技术的研究现状,并对主要技术存在的优缺点进行了评述。随着各行业对铂族金属需求量的增加,对铂族金属回收率的要求将越来越高,因此,还需进一步完善铂族金属回收技术,提高铂族金属回收率。     

钛及钛合金板抛丸-喷淋酸洗工艺

文章介绍了钛及钛合金抛丸-喷淋酸洗去除钛板表面氧化皮工艺的特点、喷淋式酸洗的优点和宝钛集团宽厚板材料公司钛及钛合金单张板卧式抛丸-喷淋酸洗生产线的工艺流程。根据抛丸-喷淋酸洗的主要工艺参数制定工艺试验方案,通过试验采集酸洗液配比、酸洗温度、作业速度、抛丸钢丸粒度等主要工艺参数对酸洗后钛板表面粗糙度、氧化皮残留度及表面H、Fe元素含量、机械和工艺性能影响的数据。对所得数据进行统计分析,根据数据分析结果确定酸洗线酸洗钛及钛合金板材的最佳工艺参数。     

硅晶体线切割液的研究进展与发展趋势

多线切割适用于切割大而薄的硅片,被广泛应用于硅晶体的工业生产中,而切割液对加工过程有着重要的影响。首先,阐述了切割液的作用机理;其次,对切割液的组成及工艺参数对切割液影响的研究现状分别进行了综述,指出了当前硅晶体切割液存在的一些问题,并指出了今后的发展趋势。     

CaO-SiO_2熔渣精炼去除冶金级硅中杂质硼(英文)

利用CaO-SiO2熔渣去除冶金级硅(MG-Si)中的杂质硼。热力学分析和实验结果表明:纯SiO2基本上不能去除冶金级硅中的杂质硼。通过建立硼的分配系数与熔渣中SiO2和CaO活度之间的关系,从热力学上对CaO-SiO2熔渣的除硼能力进行表征。结果表明:随着渣中CaO配比的升高,硼的分配系数和去除效率大大提高。当熔渣组成为60%CaO-40%SiO2(质量分数)时,硼的分配系数达到最大值1.57。当渣硅比为2.5,精炼温度为1600°C以及精炼时间为3 h时,利用60%CaO-40%SiO2熔渣可以将冶金级硅中的硼含量从18×10-6降低至1.8×10-6,去除效率达到90%。     

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 本文采用小角转动法（Small-Angle Magnetization Rotation）对（Co(77-x)FexSi8B15（x=4,5,7））钴基玻璃包覆非晶丝的磁致伸缩系数进行了测量,研究了拉应力（σ）对不同成分的钴基玻璃包覆非晶丝磁致伸缩系数的影响。实验结果表明：三种成分玻璃包覆非晶丝的磁致伸缩系数均随着外应力的增加逐渐减小;Co72Fe5Si8B15玻璃包覆非晶丝的磁致伸缩系数随着外应力的增加从+1.1×10-7 (σ=0MPa) 变为-3.3×10-7 (σ=1880MPa),存在一个由正变负的过程。     

冶金级硅吹Ar-H2O混合气精炼除

通过吹高纯氩气和水蒸汽混合气体的方法除去冶金级硅中的杂质磷。采用自行设计的吹气精炼装置,研究喷嘴类型、精炼时间、精炼温度、精炼气温度、精炼气流速等因素对除磷效果的影响。研究表明：使用侧壁和底部多孔型喷嘴,精炼时间3 h,精炼温度1793 K,精炼气温度373 K,精炼气流速2 L/min作为最优吹气精炼条件时,冶金级硅熔体中的磷元素质量分数由94×10-6降低到11×10-6。表明吹气精炼是一种有效的去除冶金级硅中磷的方法。     

电场激活合成Mg2Si的热电性能研究

用Mg粉和Si粉通过电场激活加压辅助法（Field-activated and Pressure-assisted Synthesis,FAPAS）,在1073 K、50 MPa条件下快速实现了Mg2Si块体热电材料的一步法合成与致密化;合成过程反应物反应完全,产物的XRD曲线的Mg2Si峰型尖锐,占产物含量的99.5%。合成样品的Seebeck系数、电导率、功率因子分别在562K、773 K、600 K时达到最大值,分别为445μVK-1、54.4 Scm^-1、4.35 W/cmK^2。通过对比多种方法合成的Mg2Si热电材料的热电性能发现,FAPASA样品的功率因子比其它方法具有明显的优势。     

基于正交试验的螺母冲裁成形模具磨损分析及参数优化

以某车用螺母冷镦冲裁模具为研究对象,基于Archard磨损理论采用有限元分析软件DEFORM-3D,对上冲头磨损进行模拟分析,结果表明:上冲头的磨损主要发生在受力较大的刃口区域。为使模具寿命尽可能地延长,设计了正交试验,以降低上冲头磨损量为目标,选取冲裁间隙、冲裁速度、上冲头表面硬度、摩擦系数作为因素,并采用极差和方差对结果进行分析,得出各因素对上冲头磨损量的影响程度依次为:冲裁速度>冲裁间隙>上冲头表面硬度>摩擦系数,并得出最优参数组合为:冲裁间隙为8%t、冲压速度为5 mm·s^-1、模具表面硬度为53 HRC、摩擦系数为0.14。上冲头最大磨损量由13.1×10^-6 mm减小为3.66×10^-6 mm,能够很好地指导企业的生产。     

城市垃圾焚烧飞灰中的重金属在盐酸中的浸出行为

系统研究城市生活垃圾焚烧飞灰中的重金属湿法冶金浸出行为,主要包括两个过程：水洗和酸浸。研究发现,在最佳条件下,水洗可以提取出飞灰中86%Na、70%K和12%Ca,水洗飞灰在盐酸浸出时约有86%Pb、98%Zn、82%Fe、96%Cd、62%Cu和80%Al可被一次性提取出来。浸渣的主要成分为Ca2PbO4、CaSi2O5、Pb5SiO7、Ca3Al2Si3O12、SiO2。     

一种具有较低烧结温度的超细钴粉的制备及表征

目前国内金刚石工具及钴粉生产,采用碳酸氢铵为沉淀剂,通过沉淀-热分解-还原工艺制备超细钴粉。研究了沉淀过程中温度、pH值等工艺参数的影响,制备得到Fsss粒度0．5～1μm的超细钴粉。采用SEM对超细钴粉进行了形貌观察,通过热压烧结制备了40mm×8mm×3．2mm样片,对样片的硬度及抗弯强度进行了表征。与传统草酸沉淀还原生产钴粉相比,本工艺制备的钴粉具有细晶球形的形貌,活性更高。此种超细钴粉的热压烧结样片在较低温度即可获得较高的硬度,在不同的温度范围内其抗弯强度表现出了良好的稳定性,并且降低了生产成本。     

应变速率对IC10合金1100℃低周疲劳性能的影响

研究了不同应变速率（1×10^-2s^-1,1×10^-3s^-1,1.6×10^-4s^-1）下IC10合金1100℃下的低周疲劳性能、弹性模量、屈服强度和循环应力响应行为。研究结果表明：随应变速率的增加,材料的弹性模量没有变化,而材料的屈服强度明显增大,材料的屈服强度与应变速率的对数符合线性关系;材料在3种应变速率下都表现为明显的循环软化,随着应变水平的降低,该材料的循环软化行为逐渐地变弱。应变速率对低周疲劳寿命的影响规律与应变水平的大小有关：当总应变范围大于1.2%时,应变速率为1.6×10^-4s^-1的低周疲劳寿命最长,应变速率为1×10^-3s^-1的疲劳寿命最短,而应变速率为1×10^-2s^-1的疲劳寿命界于二者之间;当总应变范围为0.8%时,随着应变速率的减小,疲劳寿命明显缩短。     

高压酸浸镍钼矿提取钼和镍

研究一项针对镍钼矿用高压酸浸的方法回收镍和钼的全湿法工艺。采用该工艺避免了传统上艺焙烧镍钼矿（15％～25％s）带来的人量S02和As2O3排放,减小了对环境的污染;与现有的湿法碱浸回收钼工艺相比,本工艺存酸浸过程中回收了儿乎全部的镍和人部分的钼。在氧压环境下,几乎全部的镍和大部分的钼都进入溶液,少部分的钼留在酸浸渣中,睃浸渣进一步用碱（NaOH）浸出。在最佳的实验条件下,97％的镍和96％的钼分别被浸出。     

铝硅熔体中富集初晶硅提纯硅

采用电磁搅拌结合定向凝固技术将过共晶铝硅合金中的初晶硅和铝硅合金分离,并研究不同的杂质元素在铝硅体系中的分布特点。结果表明：杂质元素主要分布在铝硅合金以及铝硅合金和初晶硅的晶界中。同时,根据初晶硅富集区域不同位置硅含量的不同,初晶硅的形貌由鱼骨状变成板状和球状,并且随着样品中不同位置硅含量的增多,初晶硅中的杂质含量降低。样品底部杂质的含量约为10×10^-6,与原料冶金级硅中的杂质含量1248.47×10^-6相比,杂质的去除效果很好。