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。     

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。     

过共晶铝硅合金中初晶硅的变质机理探讨

过共晶铝硅合金中的初晶硅由于晶粒粗大并且有尖锐的棱角,严重的削弱了合金的机械性能,通常我们采用变质处理工艺来改善这一现象。目前很多研究表明硅元素变质的机理主要是孪晶凹谷机制。但是研究的对象都集中于亚共晶铝硅合金中的共晶硅。而对于含硅量高的过共晶铝硅合金．目前的研究内容是过共晶铝硅合金中的共晶硅或磷元素变质中的初晶硅的变质机理。对于钠盐变质的过共晶组织中初晶硅的变质机理未见报道．而恰恰初晶硅对过共晶组织性能的影响最深刻。因此实验研究对象锁定为钠盐变质的初晶硅变质机理。并且使用透射电子显微镜．通过标定透射衍射斑点研究硅相的变质机理。结果证明：变质元素的富集和择优吸附对共晶硅和初晶硅都是有效的,但实际上变质元素对两种硅相的变质效果是不同的。     

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。     

Sb变质对铝硅合金组织的影响

研究了较高含量的Sb元素作为变质剂对亚共晶铝硅合金与过共晶铝硅合金组织的影响。结果表明,大量的Sb元素对Al-5%Si和Al-10%Si亚共晶铝硅合金中共晶硅有很好的细化作用,使共晶硅厚度减小,AlSb作为异质核心,使共晶硅数量增加。但较高含量的Sb对Al-20%Si过共晶铝硅合金的细化产生了不利影响,使初晶硅变得粗大,出现了偏析,因此对过共晶铝硅合金进行Sb变质时,应与P变质剂作复合变质剂用。     

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。     

液淬和变质工艺对过共晶铝硅合金的影响

过共晶铝硅合金中的初晶硅由于晶粒粗大并且有尖锐的棱角,严重削弱了合金的机碱性能,通常我们采用变质处理工艺来改善这一现象.液淬工艺主要用于得到非晶组织,通过液淬工艺能得到超细非晶结构.如果把液淬工艺加入到变质工艺的过程中,这对实验的结果一定能产生影响.本文中,我们分别对过共晶铝硅合金采用了变质和变质液淬的混合工艺.通过实验我们证实磷元素能够显著改变组织的尺寸,通过对磷元素的扫描分析,发现磷元素不仅分布在中心,在初晶硅的内部也分布大量的磷元素,这说明了磷元素除了在异质形核中起作用外,它还可以把初晶硅分割为很多小的初晶块,不同的小初晶块生长方向各不相同,那么在宏观上观察,经过磷元素变质的初晶硅,形状上开始变得比较圆滑.如果我们在变质过程中引入液淬工艺,变质效果能得到显著的提高,结果表明晶粒尺寸变小,晶粒形状变为椭圆,这说明冷却速度促进了磷元素对初晶硅尺寸和形状的影响.     

过共晶铝硅合金变质处理的研究进展

综述了过共晶铝硅合金变质处理及其细化变质机理的研究进展.采用含磷化合物或含磷合金等细化变质处理过共晶铝硅合金中的初晶硅已取得了良好的效果;变质元素Na、Sr、Ba、Te、Sb、S、Y、Ca、Bi、As、Ce、Nd、RE等元素对共晶硅具有较好的细化变质作用;近年来,同时添加磷和混合稀土复合变质剂,既能细化初晶硅,又能细化共晶硅.寻求具有良好双重变质效果的复合变质剂,深入探讨变质机理已成为今后努力的方向.     

不同变质剂对细晶铝锭共晶铝硅合金微观组织的影响

利用金相显微镜和扫描电镜研究了RE、P和P＋RE变质对细晶铝锭共晶铝硅合金组织中硅相的影响。结果表明,RE是共晶铝硅合金很好的变质剂,它可以球化共晶硅,当RE加入量为0．5％时,共晶硅相尺寸最小,达到2．7μm,圆形度为0．8;当RE加入量大于0．6％时,共晶硅相粗化,并且组织中出现了初晶硅。P变质对共晶铝硅合金组织有显著的影响,使组织在共晶成分出现初晶硅,对共晶硅没有变质作用。P＋RE联合变质时,P有毒化RE变质共晶硅的作用,合金组织中的共晶硅没有单独RE变质时球化的好;当P加入量为0．1％,RE加入量为0．4％时合金组织中初晶硅最小,为14．5μm,达到联合变质的最佳效果。     

过共晶型铝—硅合金研究的进展

综述了国内过共晶型铝－硅合金的研究发展现状：过共晶型铝－硅合金变质剂成分对其组织（初晶硅和共晶硅的尺寸，形态和分布）；机械和加工性能的影响；磨损机理；应用概况     

Bi对高硅A1-Si合金尺寸稳定性及耐磨性的影响

通过在共晶、过共晶A1-Si合金中加入元素Bi的试验．研究了Bi元素对高硅合金的影响。Bi在A1-Si合金中形成A1-Si-Bi多元合金，具有偏晶转变的结晶特点，由于Bi的物理性能及在A1-Si合金中的不溶性、自润滑性，并以高弥散游离态分布于基体中使A1-Si合金的尺寸稳定性和耐磨性得到较大提高。     

高性能高硅铝基合金研究展望

目前国内外对于高性能铝硅合金的两大研究方向,一是低硅铝合金（si≤1％）,尽量降低Al—Si基体合金中杂质含量,最大限度提高合金导电性能;二是高硅铝合金（Si≥30％）,尽可能提高硅在铝合金中的过饱和度,此类高性能铝合金侧重提高材料的电热稳定性、耐摩擦性等力学性能。本文总结了国内外对于高硅铝合金的研究进展,提出通过添加稀土元素优化合金成分和采用先进制备技术等方法,以期获得高性能硅铝合金。     

Si含量对Al-Si电子封装材料组织和性能的影响

采用热压成形工艺制备了Al-50Si、Al-60Si、Al-70Si合金电子封装材料,研究Si含量对材料组织和性能的影响。结果表明,Si含量对Al-xSi高Si铝合金有很大影响,Si含量为50%时,Al基体形成连续网络结构,但存在大量细小的孔隙。当Si含量增加到60%,Al基体呈连续网络状分布,内部孔洞减少。当Si含量达到70%,Si颗粒相互依存长大的几率更大,Si相尺寸明显长大。Al-60Si合金性能最佳,热导率为128.0W/(m·K),室温到150℃合金的热膨胀系数为9.92×10^-6℃^-1,密度为2.462g/cm^3。     

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。     

Purification of metallurgical silicon using iron as impurity getter,part II: Extent of silicon purification

Purification of metallurgical grade silicon (MG-Si), using iron as the impurity getter has been investigated. The technique involves growing Si dendrites from an alloy of MG-Si with iron, followed by their separation using a gravity based technique and acid leaching. The effects of cooling rate of the alloy and the subsequent quenching temperature on the segregation of the impurities were studied. It was found that slow cooling of the alloy below the eutectic temperature causes an increase in the Si impurity concentration due to diffusion of the impurities from the alloy to the Si. Quenching the alloy from temperatures above the eutectic eliminated this effect, increasing the purity of the Si product. A significant reduction in the concentration of the major impurities was achieved, making the Si product a suitable feedstock for solar grade silicon generation. The concentrations, in ppmw, of some elements in the Si product are Al: 10, B: 2, Mn: 3, Ni: 3, Cr: 1, Fe: 1, P: 29. Other impurities including V, Ba, Li, Be, and Mg were all below 0.5 ppmw.     

激光熔覆Ni2Si／Ni3Si2金属硅化物合金涂层显微组织与耐蚀性

以Ni76Si24（质量百分数）合金粉末为原料，利用激光熔覆技术在A3钢表面制得了组织由条件Ni2Si初生相及少量Ni2Si/Ni3Si2共晶组成的新型金属硅化物合金涂层，分析涂层显微组织并测定其在0．5mol/1 H2SO4水溶液及不同浓度NaCl水溶液中的阳极极化曲线，结果表明激光熔覆Ni2Si/Ni3Si2金属硅化物合金涂层表面平整，组织细小，与基体为完全冶金结合，同时由于涂层的组织组成相Ni3Si2本身均具有极好的耐蚀性并具有快速凝固细小均匀的显微组织，该激光熔覆Ni2Si/Ni3Si2金属硅化物合金涂层在0．5mol/l H2SO4及3．5％NaCl水溶液中均具有优良的耐蚀性能。     

Effects of ZnS modification on primary Si in hypereutectic Al-Si alloy

A new modifying agent, ZnS, was used as a refiner to modify primary silicon in hypereutectic AlSi alloy. The factors affecting the modification results, including addition level of ZnS and holding time, were investigated. The results showed that the average size of the most effectively modified primary silicon was 28.5 μm when the ZnS mixed powder addition was 0.15 wt.% with a holding time of 10 min. More important, the average size of primary silicon could remain below 40 μm despite the holding time extending to 120 min, which means ZnS is a promising modifying agent of primarySi in industrial applications.     

Si含量对Al-xSi合金表面PEO陶瓷层形成过程及性能的影响

研究了Si含量对铸造Al-XSi合金表面PEO陶瓷层形成过程及隔热性能和硬度的影响。采用SEM、XRD和EDS对陶瓷层微观结构和物相进行了分析,并运用自制的隔热温差测量装置和维氏显微硬度仪对其隔热性能及硬度进行了测试。结果表明:在等离子体电解氧化初期,硅原子以及第二相Al_3Cu Ni都会阻碍微弧放电,抑制铝氧化膜的形成,降低膜层的致密性;随着基体中硅含量的升高,Al-XSi合金内初生硅、共晶硅含量增多,出现硅颗粒的堆积现象,等离子体放电越困难,涂层的生长速率降低,陶瓷层中α-Al_2O_3及Si O_2的含量随之升高,隔热温度也随之升高,硬度下降。     

Si含量和热处理制度对铸造Al-Si合金组织和性能的影响

为提高铸造Al-Si合金的力学性能,研究了Si含量和热处理制度对Al-Si合金组织和性能的影响。结果表明,Si含量、固溶冷却介质、固溶温度、时效时间、时效温度对Al-Si合金硬度的影响依次减小。Al-Si合金的最优Si含量及热处理制度为Si含量12%,480 ℃固溶120 min,盐溶液冷却及175 ℃时效90 min。随着Si含量的增加,Al-Si合金硬度和抗拉强度提升;但当Si含量超过共晶点时,方块状初生硅相析出,易形成应力集中使得合金强度降低,断裂方式由韧性断裂变为解理断裂。铸态Al-Si合金中共晶硅为长针状,经最优工艺热处理后,长针状转变为短棒或颗粒状,共晶硅更加分散,在拉伸过程中应力集中减少,位错运动阻力增加,使得Al-Si 合金的力学性能提高。