真空感应熔炼中的碳脱氧

应用热力学稳定性好的氧化钙耐火材料,提高精炼温度,强化碳脱氧的热力学和动力学条件,实现了几种金属材料氧的高纯净。     

电子束熔炼多晶硅对杂质铝去除机制研究

采用电子束熔炼方式,利用铝的蒸发系数较大的特点通过蒸发去除硅中的杂质铝。将实验的实测值与理论计算的蒸发量、损失量等加以比较,得到了铝在电子束下的蒸发去除速率由其在硅中扩散过程所决定的结论,并对铝的去除量与硅的损失量之间关系进行分析。     

真空感应熔炼和定向凝固制备多晶硅中铝的除杂

用真空感应熔炼和定向凝固法制备多晶硅,通过成分测定和理论计算研究了铝杂质的除杂机理。结果表明,在真空熔炼保温阶段(T≥1723 K),硅中的铝杂质明显蒸发;在随后的定向凝固过程中,铝杂质的分凝偏析是主要的,但仍有部分铝蒸发。建立了一个包括铝分凝和蒸发机制的新模型,模拟铝在硅中的分布曲线。模拟结果与铝在硅中的实际分布符合得很好。     

多晶硅冶金法除磷的研究进展

磷是多晶硅中的一种主要杂质元素,目前国内外采用冶金法除磷的工艺主要包括酸洗除磷、合金定向凝固除磷和真空除磷工艺.其中,酸洗除磷工艺可以很有效地去除磷杂质,但仍未达到太阳能级多晶硅小于0.1×10-4%(质量分数)的要求.采用合金定向凝固工艺可以去除80%以上的磷杂质,但目前对凝固后硅中残留溶剂金属的去除方法还有待进一步的研究.通过真空感应熔炼实验已将磷含量从15×10-4%(质量分数)降低至0.8×10-5%(质量分数),并对除磷的热力学条件进行了初步探索.     

电子束熔炼制备太阳能级多晶硅的研究现状与发展趋势

电子束熔炼具有高能量密度、高真空度等优点, 能够有效地去除硅中的挥发性杂质, 使其在制备太阳能级多晶硅材料方面具有巨大的优势和广阔的应用前景, 目前已经实现了产业化应用, 成为冶金法制备太阳能级硅材料的关键环节之一。本文在阐述挥发性杂质去除的热力学原理的基础上, 对其去除效果和去除机制进行了总结。同时, 针对电子束熔炼技术目前存在的问题, 结合作者在这些方面的探索, 从数值模拟、节能型熔炼方式以及与定向凝固技术的耦合等角度对现阶段的研究重点进行了综述, 并对其未来的发展趋势进行了展望。     

铸造铝硅合金熔炼过程中Ca含量的变化规律

以A356回炉料为对象,研究了熔炼温度和保温时间对Ca含量的变化规律。结果表明:Ca含量随着保温时间延长以二次曲线规律逐渐下降,低温时下降速率线性增大,高温时下降速率线性减小。当熔炼温度升高,Ca含量下降速率加快,在760℃熔炼时只经过3h就能达到最低含量6×10~(-6)。通过热力学和动力学分析可知,[Ca]主要通过前期被氧化和中后期扩散至熔体表层还原氧化铝的方式降低。温度越高,[Ca]与氧化铝开始反应的时间越短。在660~720℃熔炼初期,Ca氧化速率随温度变化满足K=578 749exp[-176 500/(RT)]规律。     

冷坩埚原理及其在多晶硅制备中的应用

综述了冷坩埚技术的原理、特点与技术要求,重点介绍了电磁冷坩埚技术的工艺性能与影响因素,总结了各因素对冷坩埚性能的影响规律,最后概述了冷坩埚技术在多晶硅提纯与成型制备中的优势和应用,并展望了其未来的发展.     

磷含量对真空蒸镀磷掺杂多晶硅薄膜的影响

采用真空蒸镀的方法制备磷掺杂多晶硅薄膜,研究了磷含量对多晶硅薄膜的表面形貌、组织结构、晶粒尺寸及晶化率的影响。结果表明:随着磷掺杂分数的增加,多晶硅薄膜的晶粒尺寸和晶化率表现出先增加后降低的趋势,当磷掺杂分数为1%时,薄膜晶粒尺寸达到最大值,为0.55μm,晶化率为96.82%,且晶粒的均匀性最佳。     

大型太阳能级多晶硅提纯用真空电子束熔炼炉的研制

介绍了真空电子束熔炼炉提纯原理、主要技术参数、设备结构及特点。该设备是冶金法制备太阳能级多晶硅技术中的关键设备,已应用到了国内多家单位工业化生产中,每炉产量为750 kg,单台设备每天产量为2250 kg,通过检测,硅料中磷的含量由6 ppm降到了≤0.1 ppm,达到了太阳能级多晶硅对磷含量的要求。     

Nb-7Ta合金电子束真空熔炼中元素挥发动力学研究

研究了电子束熔炼Nb-7Ta合金时基体铌和杂质铁挥发过程的动力学特性。结果表明:在3 473 K时,基体铌和杂质铁挥发过程均是以单原子形式进行。铌在铌钽合金液相中扩散系数为5.78×10-7m/s,挥发反应的反应常数为1.29×10-5m/s;铁在铌钽合金液相中扩散系数为8.10×10-7m/s,挥发反应的反应常数为1.55×10-5m/s。基体铌和杂质铁挥发过程均受各自原子在液相中扩散控制。     

吸气剂真空感应熔炼系统的改进

介绍降低吸气剂真空感应熔炼系统极限压力的措施和效果.     

Comparative study on microstructure and homogeneity of NiTi shape memory alloy produced by copper boat induction melting and conventional vacuum arc melting

A comparative study was carried out on the microstructures of NiTi shape memory alloy produced by two techniques of copper boat induction melting and vacuum arc melting. The as-solidified and homogenized specimens were characterized by optical microscopy, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) equipped with EDS, and differential scanning calorimetry (DSC). The results showed that the microstructure formed in the copper boat method was free of segregation (Ti or Ni-rich precipitates) with a low scatter (<5 K) in phase transition temperatures within the ingot at different positions. Unlike the multi-stage vacuum arc remelting process, a homogeneous microstructure was achieved only after one melting procedure.     

热处理对AB_3型无Co贮氢合金电化学性能的研究

用真空熔炼法制备了多种贮氢合金原样,分别经不同温度、时间热处理和保护气氛下球磨处理.改性前后样品晶体结构用SEM和XRD测试进行结构表征,结果表明合金为LaNi_5和LaMg_2Ni_9晶相的复合相,经过热处理的合金颗粒粒径变小针刺变少、分布也相对更均匀.采用LANDAN进行电化学相关测试(电流密度为150mA/g),表明经过热处理使得晶体结构优化,放电容量有显著增加,且经由Al替代Ni的合金容量达到353.7mAh/g,循环50周容量保持率为76.7%,循环100周容量保持率为62.7%,表现出更好的循环稳定性.实验结果表明,无Co替代贮氢合金经热处理后电化学性能有显著提高,有望降低合金材料成本的同时提高材料的环境友好性.     

Study on the removal process of phosphorus from silicon by electron beam melting

According to the traditional metallurgical theory, the evaporation process of phosphorus and silicon during silicon refining by electron beam melting (EBM) is discussed and a theoretical model is established to obtain the loss rate of silicon, the removal efficiency of phosphorus and the corresponding energy consumption. The results show that phosphorus can be removed from silicon melt efficiently and quickly by EBM. There is a one-to-one correspondence between the loss of silicon and the removal efficiency of phosphorus, indicating that they have obvious effect on each other, whereas the EB power has little influence on the loss rate of silicon. If the EB power is increased from 9 kW to 21 kW, the melting time can be shortened by 68%, the loss of silicon increased by only 0.1% and the energy consumption decreased by 25%. Based on the theoretical and experimental results, a high-power EBM method is considered to be a better way for the removal of phosphorus with high efficiency and low energy consumption under such experiment conditions.     

Microstructural refinement of a superalloy by progressive induction melting

The microstructure of a nickel-based superalloy has been refined by a progressive induction melting technique. The control on heating rate was achieved by manipulating the melt stock position with respect to the induction furnace coils and by regulating the power supply to the furnace. The melt stock was suspended to obtain molten metal droplets with minimum superheat. These droplets were collected in a rotating watercooled copper mould to obtain an ingot with fine microstructure. Measurements of secondary dendrite arm spacing show reduction of one order of magnitude in the refined ingot. Increase in hardness was also registered and is considered to be a result of grain refinement.     

真空感应熔炼921A焊丝和HZS60B焊芯钢丝的工艺研究

主要研究在真空感应熔炼921A焊丝和HZS60B焊芯钢丝时，通过对原材料的运用，主要合金成分的控制，控制熔炼真空度降低气体含量等方面的工艺研究，找到了在真空感应熔炼条件下熔炼921焊丝和HZS60B焊芯钢丝的最佳，保证了材料具有较高的强韧性等综合性能指标。     

用冷坩埚真空感应熔炼设备制备稀土合金的技术

用冷坩埚真空感应熔炼技术制备稀土合金，消除了坩埚材料对炉料的污染，为产品获得理想的成分均匀性和准确性，提高获得率提供了条件。本文介绍了冷坩埚真空感应熔炼技术，以及在此基础上发展的搅拌合金液、翻转合金锭及组合模具铸造、压力铸造和离心铸造的方法，以及在铸造过程中直接进行定向凝固的方法。     

真空感应炉冶炼易切削钢的氧含量控制工艺

在真空感应炉中冶炼低碳高氧高硫易切削钢,其中氧含量的控制是一个难点.本文设计四种不同的冶炼方案,研究氧化铁皮的加入量、炉内真空度、合金加入顺序以及炉内保护气体种类等因素对钢液中氧含量的影响.结果表明,在真空度为0.1 MPa时,炉内气氛为5000 Pa氧气和96000 Pa氩气的混合气体,加入240 g氧化铁皮,同时石墨碳在合金化末期加入,钢锭中总氧含量达到250 ppm,收得率达到34.7％.实验通过合理控制合金化结束后的钢水保温时间,钢锭内部质量良好,无缩孔疏松.     

Ti-13Al-29Nb-2.5MoISM过程中Al元素的挥发损失速率

借助于Kohler三元溶液模型和Miedema二元溶液生长热模型 ,计算了Ti -1 3Al -2 9Nb -2 .5Mo合金中Ti、Al及Nb组元的活度系数 ,并在此基础上计算了合金中组元的平衡分压及Al元素的挥发损失速率 .结果表明 ,组元的活度系数、平衡分压及Al元素的挥发损失速率均随温度的升高而增大 .存在一个临界外压 (约为 1 3 3Pa) ,当外压大于此值 ,挥发损失速率急剧减小并趋于一稳定值 .这给合金熔炼过程中合金成分控制提供了理论指导 .     

家用电磁灶线圈盘对热效率测试影响的研究

在电磁灶工作状态下,对标准锅以及水溶液的若干温度点分别监测,研究电磁灶线圈盘产生的电磁感应对标准锅以及容器中水的整个加热过程的影响,并运用GB 21456-2008《家用电磁灶能效限定值及能源效率等级》的测试方法计算家用电磁灶热效率值。试验结果表明:线圈盘的分布不均会导致电磁感应强度不均,从而会在标准锅锅体产生不同的温度场。感应磁场越强,局部温度就越高,感应磁场越弱,局部温度就越低。