太阳能级硅高效放电电解复合切割制绒一体化研究

提出了一种基于复合工作液的以电火花电解复合加工技术对太阳能级硅进行切割及制绒一体化的新方法.试验表明,用高速走丝电火花线切割(HSWEDM)加工太阳能级硅切割效率高、厚度薄、切缝窄.具有表面可直接形成绒面结构、无明显微裂纹且获得的绒面反射率在全光谱波段内光反射率较低的特征.该工艺方法为探索缩短太阳能电池制造流程,降低硅片加工成本,提高硅材料利用率,促使硅太阳能电池成本显著降低,并形成具有我国自主知识产权的太阳能级硅片切割制绒一体化技术提供了理论及实践依据,为我国电火花线切割的应用开拓了新领域.     

金属铜辅助化学刻蚀对金刚线切割多晶硅的制绒

针对金刚线切割多晶硅制绒后硅片反射率偏高且切割纹难以去除等问题,采用酸性湿法刻蚀预处理再结合低成本的金属铜辅助化学刻蚀成功的实现了金刚线切割多晶硅片表面制绒。研究结果表明,随着酸腐蚀时间的增加,金刚线切割多晶硅片表面切割纹、粗糙度得到有效改善。倒金字塔结构的引入能够有效地降低硅片表面的反射率。当酸洗预处理时间为5 min,金属铜辅助化学刻蚀时间为15 min时,样品表面倒金字塔结构最均匀,且在300~1 100 nm波长范围内,获得最低平均反射率3.32%。同时优越的减反效果和去除切割纹能力,使得制绒后金刚线切割多晶硅片有望实现高效率的太阳能电池。     

精密铸造制壳工艺分析及成本优化

对现阶段国内精密铸造行业内主要应用的4种制壳工艺进行了对比分析,并从制壳成本的角度,对4种工艺提出了相应的改进方法以达到成本优化的目的。分析表明:从精密铸造后得到的铸件质量来看,硅溶胶-中温蜡型壳得到的铸件质量最好,其次为硅溶胶-低温蜡型壳和复合型壳,而水玻璃型壳得到的铸件质量则较差;从制壳的成本来看,硅溶胶-中温蜡型壳成本最高,水玻璃型壳的成本最低。分别对各种制壳工艺进行改进后,精铸件的制作成本最为合理,实现了精密铸造制壳工艺的成本优化。     

熔模铸造制壳的综合优化

对制壳过程制壳综合优化的多种方案进行了分析和试验，对优化型壳的性能进行了测试，介绍了优化制壳的工艺及其在生产中的应用情况与取得的经济效益。     

基于GRA微细铣削单晶硅工艺参数优化及试验研究

为满足实际应用中对单晶硅微槽底部的表面粗糙度、上口尺寸精度以及材料去除率的需求,选择微细铣削的加工方法,并利用灰色关联度分析法对以上3种评价指标进行参数优化。通过设计正交试验获得评价指标的预测值,并分析了各个指标与工艺参数之间的关系;运用灰色关联法计算试验序列中各评价指标的灰色关联系数,并对各个试验序列的灰色关联度进行了排序,从而得到了最佳的工艺参数组合,并通过多次试验来验证其可行性,加工出了表面粗糙度为71.2 nm的微槽,提高其加工质量与加工精度。     

单晶硅低温连接的表面预共晶法研究

采用共晶连接与表面预共晶法连接相比较的方法,对单晶硅连接进行了实验研究和理论分析。结果表明,在保温30min的条件下,共晶连接与表面预共晶法实现可靠连接的最低温度分别为600与430℃。热力学分析表明,共晶连接过程中,连接界面区域Au、Si向Au或Si基过饱和固溶体转变是共晶液相形成的主要阻力;表面预共晶法连接前,单晶硅待连接面上预制了Au-Si共晶熔敷层,且熔敷层内及其与单晶硅界面区域存在因Au、Si相分离不完全而产生的过饱和固溶体,因此,连接过程中Au-Si的二次共晶液化不存在上述阻力,且获得了过饱和固溶体向共晶液相转变时体系吉布斯自由能减小的动力,所以,二次共晶液相更易产生,连接温度有效降低。     

地毯打样机的夹绒与割绒机构设计

地毯打样机中夹绒与割绒机构的运动准确性是保证打样机生产出高质量样品的关键环节之一。在分析国内外先进机型的基础上,综合运用曲柄滑块机构、气动原理以及步进电机,设计出一种新型的地毯打样机的夹绒与割绒机构。该机构能够准确地将线从线库中拉下来,再用割刀将线割断。整个机构结构新颖、动作稳定可靠。     

金刚石线锯切割单晶硅表面缺陷与锯丝磨损分析

采用电镀金刚石线锯对单晶硅进行了锯切实验,使用扫描电子显微镜对单晶硅锯切的表面缺陷与锯丝失效机理进行了研究,分析了走丝速度和工件进给速度对锯切单晶硅表面缺陷特征的影响.分析发现:线锯锯切的硅片表面缺陷主要有较长较深的沟槽、较浅的断续划痕、材料脆性去除留下的表面破碎及个别较大较深的凹坑.走丝速度增大,工件进给速度降低,锯...     

热芯盒制芯原材料及工艺参数的探讨

介绍了株洲电力机车厂进口的意大利热芯盒射芯机调试及正常生产所用树脂砂的原材料的优选,包括原砂的选用、催化剂种类及最佳配比、树脂的选择及加入量,并介绍了制芯工艺参数的选择。     

优化熔模铸造制壳材料及工艺的实践

对制壳材料及工艺进行综合优化,可更好地发挥各种耐火材料的优点,达到提高铸件质量,降低成本之目的。     

金刚石线锯电解磨削切割多晶硅片的试验研究

基于金刚石线锯切割系统,开展了金刚线电解磨削切割多晶硅片试验。结果表明:电解磨削复合加工方法在机械磨削的同时复合了阳极氧化和腐蚀,在硅片表面产生了机械损伤缺陷和电化学腐蚀缺陷。酸制绒时腐蚀反应在两种类型缺陷处顺利进行,形成均匀致密的绒面结构,有效降低硅片表面反射率,有利于后续电池片光电转换效率的提高。     

硅片多线切割的温度场仿真研究

硅片切割的温度场分布对硅片表面加工质量具有十分重要的影响.以硅材多线切割的温度场为研究对象,在分析硅片多线切割工作原理的基础上,建立了数值分析模型,充分考虑了切割发热机理以及空气与切削液的冷却作用.采用参数化编程与生死单元技术,仿真分析了硅片切割的温度场分布情况,研究了线锯张力、硅材进给速度对硅片温度场分布的影响.仿真结果显示:硅切片的温升与线锯张力成正比关系,张力越大,温升越明显;进给速度对硅切片的温升曲线有一定的影响,但硅材在不同进给速度下的最终温度几乎相同.论文为研究硅片的切割变形机理、改善硅片表面质量等提供了一定的理论参考.     

基于时频域混合分析的太阳能硅片缺陷检测方法

针对太阳能硅片的水印缺陷,提出一种基于时频域混合分析的检测方法。在此基础上,设计太阳能硅片表面缺陷检测硬件系统。对采集的硅片图像,首先在时域进行图像预处理,然后利用实数快速傅里叶变换得到频率谱图像;在频域里,设计高斯滤波器滤波,再通过傅里叶逆变换获得重构图像,转换到时域,进行差分得到差分图像;最后通过阈值化和形态学操作获得缺陷区域。实验结果表明:此方法对包含水印缺陷的太阳能硅片样本进行缺陷检测的准确率高,具有较高的实用价值。     

Characterization of Microstructure and Texture in Grain-Oriented High Silicon Steel by Strip Casting

Grain-oriented 4.5 wt% Si and 6.5 wt% Si steels were produced by strip casting, warm rolling, cold rolling, primary annealing, and secondary annealing. Goss grains were sufficiently developed and covered the entire surface of the secondary recrystallized sheets. The microstructure and texture was characterized by OM, EBSD, TEM, and XRD. It was observed that after rolling at 700 °C, the 6.5 wt% Si steel exhibited a considerable degree of shear bands, whereas the 4.5 wt% Si steel indicated their rare presence. After primary annealing, completely equiaxed grains showing strong γ-fiber texture were presented in both alloys. By comparison, the 6.5 wt% Si steel showed smaller grain size and few favorable Goss grains. Additionally, a higher density of fine precipitates were exhibited in the 6.5 wt% Si steel, leading to a ~30-s delay in primary recrystallization. During secondary annealing, abnormal grain growth of the 6.5 wt% Si steel occurred at higher temperature compared to the 4.5 wt% Si steel, and the final grain size of the 6.5 wt% Si steel was greater. The magnetic induction B ₈ of the 4.5 wt% Si and the 6.5 wt% Si steels was 1.75 and 1.76 T, respectively, and the high-frequency core losses were significantly improved in comparison with the non-oriented high silicon steel.     

织构对冷轧无取向硅钢板磁时效的影响

研究了含碳量约(20~30)×10-6的50W 800冷轧无取向硅钢板的织构与磁时效行为的关系。200℃×24 h的磁时效试验结果表明,α-Fe{100}面的平均弹性模量最低,且与渗碳体的弹性模量接近,因此渗碳体易沿{100}面片状析出,造成磁时效,使硅钢板的铁损升高。磁化时180°磁畴畴壁的驱动力与硅钢板织构有密切关系,其100平行于外磁场方向的织构有利于减小磁时效导致的铁损增幅,降低钢板的磁时效效应。     

Goss Texture Evolution of Grain Oriented Silicon Steel by High-Energy X-ray Diffraction

High energy synchrotron diffraction offers great potential to study the recrystallization kinetics of metallic materials. To study the formation of Goss texture （{ [10}（001）） of grain oriented （GO） silicon steel during secondary recrystallization process, an in situ experiment using hi gh energy X-ray diffraction was designed. The results showed that the secondary recrystallization began when the heating temperature was 1,494 K, and the grains grew rapidly above this temperature. With an increase in annealing temperature, the large grains with 7 orientation [〈111〉//normal direction] formed and gradually occupied the dominant position. As the annealing temperature increased even further, the grains with Goss orientation to a very large size by devouring the 7 orientation grains that formed in the early annealing stage. A single crystal with a Goss orientation was observed in the GO silicon steel when the annealing temperature was 1,540 K.     

低牌号冷轧无取向硅钢的织构及电磁性能的对比分析

采用织构ODF分析方法，研究了四种无取向硅钢的织构组分及织构分布。讨论了钢板的织构类型及其均匀性对硅钢电磁性能及冲压性能的影响。指出了我国冷轧无取向硅钢与国外同类产品在织构控制上的差距。探讨了在硅钢生产中控制织构的重要性及采取的一些措施。     

激光织构形状间距对单晶硅摩擦磨损特性的影响

目的 提高单晶硅的减摩耐磨性能。方法 利用紫外激光在单晶硅试样表面刻蚀不同形状,间距为0.1、0.2、0.3 mm,宽度为0.2 mm的织构。基于MRTR-1摩擦磨损实验机,研究干摩擦条件下织构参数对单晶硅摩擦学性能的影响。利用光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察单晶硅表面织构的微观形貌和磨痕形貌,用电子天平称量实验前后试样的质量,并计算磨损率,通过Ansys有限元软件模拟仿真试样表面应力和摩擦生热的温度分布。结果 与无织构相比,刻蚀表面织构均能不同程度地降低试样的磨损率,磨损率从0.012 mm³/(N.m)降至0.008 mm³/(N.m);部分表面织构试样的摩擦因数下降,低于0.14;单晶硅试样的磨损机制主要为磨粒磨损和黏着磨损。仿真结果表明,织构试样的平均等效应力均大于无织构试样,在单晶硅试样表面加工织构会影响其表面整体性,容易出现应力集中现象;织构试样表面高于环境温度的区域面积小于无织构试样,且试样表面的最高温度与摩擦因数呈正相关。结论 在单晶硅表面加工织构,可以有效提高试样的耐磨性能,合适的织构参数还能够降低摩擦因数。通过加工表面织构,一方面可以影响试样的整体性,另一方面能够改善试样的散热性能。     

应用于硅通孔的深孔铜电镀工艺优化

对高深宽比(6∶1)深孔的铜电镀工艺进行了大量实验研究,通过调整电镀时间和电流密度,以及优化电镀前后的样品表面处理以及清洗方式,最终得到稳定、高效的电镀工艺方法及良好的镀层质量,其研究结果可在MEMS封装领域中得到广泛应用.