凝胶注模法制备微多孔氮化硅陶瓷及性能（英文）

通过提高凝胶注模工艺中有机单体含量,制备孔中径约为0.6008μm的微多孔氮化硅陶瓷。研究单体含量、烧结温度和固含量对微多孔Si3N4瓷烧结体性能的影响,并获得了高气孔率、高强度的多孔氮化硅陶瓷。结果表明,随单体含量的增加(25%~55%),多孔氮化硅的气孔率增加(51.2%~61.6%),强度为234.2~54.5 MPa;烧结温度对孔Si_3N_4陶瓷的气孔率和比表面积有一定的影响:通过降低高气孔率多孔Si_3N_4陶瓷的孔尺寸可改善多孔Si_3N_4陶瓷的强度。     

氮化硅多孔陶瓷的制备及微波介电性能研究

通过添加成孔剂,采用反应烧结工艺制备出具有不同气孔率的氮化硅多孔陶瓷.采用阿基米德法、三点弯曲法测试了材料的密度、气孔率及抗弯强度.用XRD及扫描电镜对相组成和显微结构进行了研究,用谐振腔法测试了该氮化硅陶瓷在9360 MHz频率的微波介电特性.结果表明,随着试样中气孔率的增加,试样的介电常数下降;在Si粉中添加α-Si3N4粉后,虽能提高氮化率,改善组织结构,但外加Si3N4和基体生产的Si3N4存在活性差异,两者结合不紧密,使强度降低;加入α-Si3N4粉使晶相组成中Si2ON2的含量降低,能够改善试样的介电性能.     

氮化硅多孔陶瓷的制备及微波介电性能研究

通过添加成孔剂,采用反应烧结工艺制备出具有不同气孔率的氮化硅多孔陶瓷.采用阿基米德法、三点弯曲法测试了材料的密度、气孔率及抗弯强度.用XRD及扫描电镜对相组成和显微结构进行了研究,用谐振腔法测试了该氮化硅陶瓷在9360 MHz频率的微波介电特性.结果表明,随着试样中气孔率的增加,试样的介电常数下降;在Si粉中添加α-Si3N4粉后,虽能提高氮化率,改善组织结构,但外加Si3N4和基体生产的Si3N4存在活性差异,两者结合不紧密,使强度降低;加入α-Si3N4粉使晶相组成中Si2ON2的含量降低,能够改善试样的介电性能.     

部分热压法制备氮化硅多孔陶瓷研究

采用部分热压法,以Y2O3,MgO和CaO为添加剂,制备了气孔率在0.009～0.236的氮化硅多孔陶瓷.结果表明:制备的氮化硅多孔陶瓷是由众多长柱状的β-Si3N4晶粒及部分残余的α-Si3N4构成,气孔由长柱状的β-Si3N4搭接形成,其形状不规则.同时分析了氮化硅多孔陶瓷的力学性能与气孔率的关系,得出了气孔率与抗弯强度及断裂韧性的关系.     

氮化硅/碳化硅纳米复合材料在1350℃的断裂韧性

在过去 10年里 ,氮化硅 ( Si3N4 )陶瓷被广泛地研究 ,以改善其室温和高温性能。通过微观结构设计 ,已使这种陶瓷的室温破断抗力提高到 10 MPa· m1/ 2 以上 ,断裂强度大于 1GPa。目前 ,Si3N4 陶瓷研究的最新趋势之一是纳米颗粒弥散强化。最近 ,已将多种技术应用于制备氮化硅 /碳化硅 ( Si3N4 / Si C)纳米复合材料 ,致使其高温性能得到了改善。断裂韧性是限制结构陶瓷广泛应用的主要机械性能之一。人们在这个领域的研究主要集中在以下两个方面 :测量临界应力强度因子 ( KIC)的可靠而简单的方法的研究和微观特性与室温 /高温断裂韧性之…     

造孔剂含量对多孔BN/Si3N4复合陶瓷结构和性能的影响

以Si3N4为基体、BN为添加剂,采用添加PMMA造孔剂法制备出具有优良力学性能和介电性能的多孔BN/Si3N4复合陶瓷。通过对材料的物相组成、显微结构、气孔率、孔径分布、力学及介电性能的表征和测试,系统分析了造孔剂含量对材料结构和性能的影响。结果表明:随着造孔剂含量的增加,多孔BN/Si3N4复合陶瓷的气孔率增大,抗弯强度减小,介电常数减小,而介电损耗呈微弱的上升趋势。当造孔剂粒径为2μm,含量为5%(质量分数,下同)时,制备出气孔率达到40.8%,抗弯强度达到(114.67±10.73)MPa,介电常数为4.0,介电损耗为3.3×10-3的高性能多孔BN/Si3N4复合陶瓷透波材料。     

添加WC对纳米Si_3N_4陶瓷组织和力学性能的影响

采用热压烧结制备了纳米Si3N4-WC复合陶瓷,研究了WC颗粒的添加对纳米Si3N4陶瓷组织与力学性能的影响。试验结果表明:纳米Si3N4-WC复合陶瓷的基体显微组织由粒径小于100nm的等轴晶粒构成,WC以独立颗粒的形式存在,对显微组织影响不大;纳米Si3N4-WC复合陶瓷的硬度随WC含量的增加而升高,但低于单相纳米Si3N4陶瓷,添加适量的WC颗粒可以提高纳米Si3N4陶瓷的断裂韧性,但对抗弯强度影响不大。     

高气孔、高强Si3N4陶瓷材料的研究

采用部分烧结工艺,利用复合助剂A作为烧结助剂,成功的制备出了材质比较均匀且有较高强度、高气孔氮化硅陶瓷.借助XRD、SEM等仪器对其物相组成和微观结构进行了研究.实验结果表明:在适当的工艺下可以制得弯曲强度大于160MPa,气孔率＞50%的多孔氮化硅陶瓷.气孔主要是由长柱状β-Si3N4晶粒搭接而成的,均匀的气孔分布和高的长径比结构是获得高强度的主要原因.     

成孔剂和硅粉粒度对反应烧结氮化硅性能的影响

以硅粉为原料，通过添加不同含量的成孔剂，反应烧结制备出具有不同气孔率的低密度多孔氮化硅陶瓷，研究了成孔剂含量和硅粉粒度对反应烧结氮化硅性能的影响。结果表明，随着成孔剂含量的增加，试样气孔率变大，强度随之减小，烧结后试样中的α-Si3N4相增多，介电常数实部和介电损耗降低，最低介电常数实部可达到2．4左右；不同粒度硅粉中添加30％（质量分数，下同）成孔剂的坯体烧结，在气孔率保持不变的条件下，初始硅粉粒度越小，烧结后试样强度越大，介电常数实部和介电损耗明显减小。     

放电等离子烧结法制备二硼化钛多孔陶瓷

以二硼化钛微粉为原料，采用放电等离子烧结技术，通过控制烧结温度、保温时间、施加压力等工艺参数，成功的制备出具有高强度和高气孔率的二硼化钛多孔陶瓷。采用浸泡介质法，三点弯曲法测试了材料的气孔率，开口气孔率及强度；用扫描电镜对材料断口进行了观察。实验结果表明：在1300-1500℃的烧结温度下，获得了气孔率33％～45％，最大抗弯强度〉60MPa的二硼化钛多孔陶瓷。扫描电镜结果显示，二硼化钛颗粒间有明显的颈部烧结。     

新型高性能高速烧嘴护套的研制

本文介绍了新型高性能高速烧嘴护套所用的材料－Ｓｉ３Ｎ４结合ＳｉＣ的特性，根据实验确定了工艺路线。在简介氮化烧成机理的基础上，对试验结果及现场使用情况进行了分析。作为替代进口产品，具有良好的推广应用价值。     

冶金硅定向凝固法制备太阳能级多晶硅及其微观组织与位错(英文)

以冶金硅为原料,探索采用具有高温度梯度的真空定向凝固技术制备低成本太阳能级多晶硅,并研究其在不同生长条件下的微观组织特征、晶界与晶粒大小、固液界面形貌以及位错结构。结果表明,当凝固速率低于60μm/s时,能获得具有高密度和良好取向的定向凝固多晶硅棒状试样,硅晶粒大小随凝固速率的增大而减小;在控制凝固过程,获得平的固液界面形貌是获得沿凝固方向排列柱状晶的关键;由于硅的小平面生长特性,微观组织中出现了位错生长台阶和孪晶结构;在晶粒中,位错分布呈现不均匀性,并且位错密度随凝固速率的增加而增加;在此基础上,讨论了多晶硅的生长行为以及位错形成机制。     

太阳能电池硅转换材料现状及发展趋势

目前太阳能电池工业转换材料绝大多数都采用硅，而硅材料主要来自于半导体工业的废料。作为硅集成电路和器件用的多晶硅原料的生产普遍采用西门子法。随着光伏产业的迅速发展，来自半导体级硅的废料预计不会明显增加。因此，将不能满足太阳能电池用硅的需求，硅原料已经成为光伏产业发展的最主要的瓶颈之一。为了满足太阳能电池工业健康发展。研究开发一个不依赖于半导体硅生产的低成本太阳能级硅供应体系是非常必要的。     

Possibilities and prospects for producing silumins with different silicon contents using amorphous microsilica

The main objective of this work is to research complex physical−chemical processes of Al(l)−SiO₂ interface and develop a new technology for producing foundry silumins based on amorphous microsilica obtained from silicon production waste. Effective methods for producing hypoeutectic, eutectic, and hypereutectic silumins using amorphous microsilica were developed. Alloys with a silicon content of 7 wt.% were obtained by blowing preheated amorphous microsilica into the aluminum melt (t=900 °C) along with the stream of argon followed by intense mixing. Alloys with a silicon content of 21 wt.% were manufactured by induction melting of a silicon-containing mixture (60% SiO₂, 40%Al + 20%3NaF·2AlF₃) subjected to the presintering when the amorphous microsilica was reduced to crystalline silicon. It is found that crystalline silicon, which is formed during the roasting of the tableted burden, is smoothly absorbed by the aluminum melt. Aluminum oxide, obtained during the redox reaction, dissolves in cryolite, after which aluminum and silicon are fused together and transferred to the melt. The calculation of the economic efficiency of producing silumins using amorphous microsilica demonstrates a quick project payback period, as well as a high level of its profitability.     

The laws of silicon ingot formation by combustion reaction

The formation of a phase pure silicon ingot from SiO₂+Al+KClO₃ and Na₂SiO₃+Al+KClO₃ systems was investigated thermodynamically and experimentally under combustion mode, known also as self-propagating high-temperature synthesis (SHS). The regularities of combustion and phase formation versus KClO₃ concentration by a thermocouple technique were obtained. The morphology, chemical and phase composition of the silicon ingot were analyzed by powder X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and ICP-analysis. The method reported here proved effective in producing silicon ingots with a purity of 98%.     

氮化硅结合碳化硅烧嘴套标准的研究

氮化硅结合碳化硅烧嘴套由于其优良的高温性能和力学性能而成为应用前景广阔的窑具.本文研究了氮化硅结合碳化硅烧嘴套的工艺特点、技术要求及检验手段等,在此基础上制定了该种产品的国家行业标准(JB/T10645).文中介绍了标准中规范的产品形状、代号、规格尺寸、技术要求,检验方法,验收规则,以及标志、包装、运输、贮存等.该标准适用于工作温度不高于1500℃的氮化硅结合度碳化硅烧嘴套.该标准的制定填补了我国的一项空白,对于提高我国该类产品的技术水平具有重要意义.     

Correlations of Photoluminescence and Size Evolution of Si Quantum Dots in Amorphous Silicon Carbide

通过磁控溅射技术和1100 ℃的高温后续退火处理,在富硅碳化硅中形成高密度、小尺寸的硅量子点。其微结构和光学特性由高分辨电镜和光致发光技术进行表征。结合斯托克斯偏移和高分辨电镜分析表明,由非晶碳化硅包覆的硅量子点存在α-Si、c-Si两种结构,并呈现多带隙特征,子带隙分布范围从2.3到3.5 eV,出现紫外光到绿光的光致发光特征峰;发现此特征的硅量子点尺寸分布在~1.0~4.0 nm;通过改变薄膜中的Si和C原子比例,以及改变退火参数可进一步优化和控制硅量子点的微结构     

Si3N4对镁质浇注料使用性能的影响

为了提高镁质浇注料的耐用性，研究了Si3N4加入对镁质浇注料性能的影响。结果表明：Si3N4可以明显提高镁质浇注料的高温抗弯强度，但由于Si3N4在高温容易被氧化，使镁质浇注料的结构被破坏，降低其它方面的使用性能，在实际应用中，Si3N4加入量应控制在小于5％的范围内。     

450mm IC级硅单晶的制备

450mm直径的硅片面积比目前主流300mm硅片面积大2.25倍,是下一代半导体芯片的衬底。国外许多半导体设备和材料公司已联手开展这方面的研究工作。从技术和市场角度讨论分析了以下问题：①投料量和单晶收率的关系;②籽晶的承重;③设备安全性,防止一氯化硅粉尘的爆燃;④晶体质量的控制,从热场的选择和设计、缺陷控制、单晶体金属控制等方面做了分析;⑤对当前国内外相关原材料的市场情况进行了讨论。文章指出,现在国内直径450mm硅晶体生长的研发条件已经成熟。     

拓扑法计算硅/碳化硅材料的电阻率

用拓扑关系将硅 /碳化硅材料转化为具有 3个不同显微结构单元的整体 ,建立了等效电路 ,结合相关试验 ,计算了不同显微组织的硅 /碳化硅材料的电阻率。得到的理论计算结果与实验值的综合相对误差仅为3.9% ,分析比较了各相含量和分布形态对硅 /碳化硅材料整体电阻率的影响。结果表明 ,提高低电阻率硅的体积含量和其分布连续性 ,可降低材料的整体电阻率。该方法可用来预测要得到所需电阻率材料中应具有的硅含量和分布形态 ,为确定制备材料的显微结构设计提供指导。