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。     

铝硅合金低温造渣精炼提纯冶金硅的研究

为了在低温下精炼提纯冶金硅,在1200℃下采用Na_3AlF_-20atAl_2O_3渣剂进行了Al-Si合金造渣精炼去除冶金硅中硼杂质的研究。结果表明,造渣精炼工艺能明显提高Al-Si合金的除硼效果。在相同的熔炼时间下,A1-Si合金造渣精炼后初晶硅中杂质硼的含量降低至2.85×10~(-6),相比单一的没有渣精炼处理的除硼效果提高了15.7%;同时发现,随着造渣精炼时间的延长,初晶硅中杂质硼的去除效果逐渐增加。     

一次铝硅合金中的硅和富铁相电磁分离研究

去除电热法生产的一次铝硅合金中的硅和富铁相非常重要。在交变电磁场下加锰处理,进行了一次铝硅合金的定向凝固处理,主要研究了电磁场下不同加锰量对一次铝硅合金中的硅和富铁相的去除效果。结果表明,一次铝硅合金加锰后,锰与富铁相结合生成金属间化合物,并在电磁力的作用下形成偏析,与初晶硅一同富集在铝硅合金的底部。当Mn/Fe摩尔比达到1.2时,针状富铁相转变为"汉字"状和块状。通过电磁场加锰可以分离去除一次铝硅合金中91.8%的杂质铁,同时初晶硅呈长板状和块状分布在合金底部。     

铝硅熔体黏度对初晶硅富集和分离的影响机制（英文）

研究了铝硅合金电磁分离过程中熔体黏度对初晶硅富集和分离的影响。结果表明,熔体黏度对初晶硅的富集效率和分离有决定性的作用。高黏度熔体有利于初晶硅的富集,反之低黏度熔体可以促进初晶硅的分离。基于此,对初晶硅富集过程的机理进行了新的解释,并通过控制熔体黏度获得了一种强化初晶硅富集效率的工艺。此外,熔体不同区域黏度的差异会导致初晶硅的晶体形貌由球状转变为板片状。     

Ar-H_2混合气体对硅铝合金熔体精炼除硼机制的影响（英文）

提出了一种将硅铝合金化与吹气精炼复合提纯冶金级硅的方法。在合金熔体Ar-H2_吹气精炼过程中,对硅中杂质相,尤其是硼和铁的形态及转变进行了分析和表征,并对除硼机制进行了讨论。实验结果表明:合金吹气(Ar-H_2)精炼可以有效去除硅中的硼元素,细化初晶硅颗粒和增加形核点的数量,这有利于杂质元素的扩散迁移。与未通气合金样品相比,经过2.5 h吹气精炼,硼的去除率由45.83%提高到74.73%。含硼杂质相主要是Ti B_2、Al B_2和VB金属间化合物,含铁杂质相主要是β-Al_5Fe Si金属间化合物。同时,硅中部分硼与溶解的[H]结合以B_xH_y(BH,BH_2)形式在电磁搅拌作用下,由合金熔体内部扩散到表面挥发,达到除硼的目的。     

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。     

应用电磁感应造渣法去除冶金级硅中杂质硼(英文)

提出一种新的提纯工艺即通过造渣与电磁感应熔炼相结合的方法来去除冶金级硅中的杂质硼。采用自行设计的真空感应熔炼炉进行不同造渣系条件下除硼的研究。结果表明,SiO2-CaO-Al2O3渣系的除硼效果优于其它渣系,在1823K经过2h精炼后,冶金级硅中的硼含量由原来的1.5×10-5降到0.2×10-5。同时冶金级硅中的Al,Ca和Mg杂质得到了精炼,去除率分别达到85.0%,50.2%和66.7%。表明电磁感应造渣法是一种非常有效的去除冶金级硅中的硼和其他一些金属元素杂质途径。     

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。     

过共晶铝硅合金细化变质剂的研究

研究了一种过共晶铝硅合金的复合细化变质剂,具有同时细化初晶硅和变质共晶硅的良好效果,变质处理的过共晶铝硅合金中的块状初晶硅最大尺寸和杆状共晶硅长度尺寸均小于１００μｍ,其力学性能超过了目前国内外相同成分的过共晶铝硅合金。     

铝硅合金变质机理的新发展和新观点（下）

铝硅合金变质机理的新发展和新观点（下）上海交通大学黄良余３铝硅共晶合金初晶硅及共晶硅晶体生长形态观察［２］通过引入特定晶面单晶籽晶，系统地观察了变质前后初晶硅的生长形态，发现变质剂既影响硅相的成长，同时减少了活性基底的数目，使晶胚“毒化”，也影响硅相...     

Boron removal from metallurgical grade silicon by oxidizing refining

A purification process was developed to remove impurity element boron from the metallurgical grade silicon by the electric arc furnace refining. The thermodynamic equilibria calculation and experiment to remove boron in the oxidizing atmosphere were performed and analyzed. Boron is removed as the gaseous species BxOy and BxHzOy in O2 and H2O-O2 atmosphere respectively. The equilibrium pressure of BxHzOy is 105-1010 times that of BxOy. Boron is removed and its content in silicon is reduced from 18×10-6 to 2×10-6 in the Ar-H2O-O2 atmosphere in the electric arc furnace.     

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%。     

稀土元素对过共晶铝硅合金的变质机理

过共晶铝硅合金具有很多优良的特性,是一种极有发展前途的结构材料,但合金中粗大的初晶硅和细长的共晶硅组织会影响其力学性能,研究表明添加稀土元素可以有效的细化初晶硅和共晶硅。本文总结了目前几种主要的变质理论,并对其以后的研究和发展方向进行了展望。     

Effect of electric current on the cast micro-structure of Al-Si alloy

1. IntroductionRecently,much work has been contributed to study theeffect of electromagnetic field on the properties of castaluminum alloy. Results of CUI indicated that the meltingpoint of aluminum alloys was changed. The melting pointof aluminum alloy, such as Al-Cu alloy, decreased inmagnetostatic field, and increased in alternating magneticfield. Results of BAN showed that the solute content ofalloying element increased as electromagnetic fieldapplied during solidification. Electromagn…     

Influences of complex modification of P and RE on microstructure and mechanical properties of hypereutectic Al-20Si alloy

P and RE complex modification of hypereutectic A1-Si alloys was conducted. The influences of P, RE content on the microstructure and mechanical properties of alloys were investigated. The complex modifications of P and RE make the coarse block primary silicon obviously refined and the large needle eutectic silicon modified to the fine fibrous or lamella ones. P mainly refines the primary silicon, but excess P is unfavorable to the refinement of primary silicon. RE can well refine the primary and eutectic silicon, but its modification effect on the eutectic silicon is more obvious. P can repress the modification of RE on the eutectic silicon The alloys with the additions of 0.08% P and 0.60% RE have the optimal microstructure and the highest mechanical properties. Compared with the unmodified alloy, the primary silicon of alloys can be refined from 66.4 μm to 23.3μm and the eutectic silicon can be refined from 8.3 μm to 5.2μm. The tensile strength is improved from 256 MPa to 306 MPa and the elongation is improved from 0.35% to 0.48%.     

SOLIDIFYING STRUCTURES OF Al_2O_3 SHORT FIBER／Al－Si ALLOY MATRIX COMPOSITE PREPARED BY SQUEEZE CASTING

ＳＯＬＩＤＩＦＹＩＮＧＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳＯＦＡｌ_２Ｏ_３ＳＨＯＲＴＦＩＢＥＲ／Ａｌ－ＳｉＡＬＬＯＹＭＡＴＲＩＸＣＯＭＰＯＳＩＴＥＰＲＥＰＡＲＥＤＢＹＳＱＵＥＥＺＥＣＡＳＴＩＮＧ￥Ｚｈａｎｇ，Ｓｉｑｉ；Ｈｕａｎｇ，Ｊｉｎｓｏｎｇ；Ｓｈｅｎ，Ｊｉａｎ；...     

铝及铝合金在熔融纳中的腐蚀行为

研究了纯铝、Al-Si和AL-Mg合金在350～450℃熔融钠中的腐蚀行为。采用OM、XRD、EDAX和EPMA分析了腐蚀产物的组织形貌和合金元素的分布。实验结果表明高纯铝受到轻微的腐蚀,并非完全“免蚀”。工业纯铝的腐蚀较明显,主要发生在杂质偏聚的晶界附近。铝合金的腐蚀程度取决于杂质元素尤其是硅的含量。铝中添加一定量的镁并用微量锆细化晶粒可改善合金对熔融钠的耐蚀性。铝和铝合金的腐蚀产物经测定为AINaSi相。     

镁合金中硅的加入方法研究

研究硅以块状、粉状和铝-硅中间合金形式加入镁合金时的优缺点.结果表明,硅以粉状形式加入镁合金时,硅的吸收率达80%左右,而以铝-硅中间合金形式加入时,工艺简便,镁液质量较高,吸收率达70%左右.且硅以粉状形式加入镁合金时,形成的Mg2Si相尺寸较小,合金的基体晶粒较细.     

On the modification of hypereutectic Al-Si alloys using rare earth Er

Hypereutectic Al-17.5Si (wt pct) and Al-25Si (wt pct) alloys with various content of rare earth Er were prepared by conventional casting technique. The effect of Er on the microstructure and properties of the hypereutectic Al-Si alloys was investigated using optical microscopy, scanning electron microscopy as well as friction and wear tests. It was found that optimal amount of Er exists in modifying the hypereutectic Al-Si alloys. An appropriate addition of Er improved the anti-wear properties, and reduced the friction coefficient of the hypereutectic Al-Si alloys studied. The primary silicon crystals in the hypereutectic Al-Si alloys were refined with the suitable addition of Er element. The modification mechanism was also discussed in this paper.