真空冶金技术在UMG-Si制备中的应用.pptVIP

真空冶金技术在UMG-Si制备中的应用 内 容 1 绪论 1 绪论 冶金法 高纯物质还原二氧化硅法 熔融盐电解法 碘化法 氮化硅热分解法 无氯技术 气液沉积法 重掺硅废料提纯法 2 工业硅真空蒸发脱杂的热力学分析 2.1 粗金属中各元素可真空分离的判据 2.2 Si-i(杂质元素)二元系气液相平衡成份分析 2.1 粗金属中各元素可真空分离的判据 纯物质的沸点或蒸气压判据 实际蒸气压判据 蒸发系数判据 相对挥发度判据 分子蒸发分离系数判据 分离系数判据 2.1 粗金属中各元素可真空分离的判据 2.1 粗金属中各元素可真空分离的判据 2.1 粗金属中各元素可真空分离的判据 2.1 粗金属中各元素可真空分离的判据 2.1 粗金属中各元素可真空分离的判据 2.2 Si-i二元系气液相平衡成份分析 2.2 Si-i二元系气液相平衡成份分析 3 工业硅真空蒸发脱杂的动力学分析 3.1 金属在真空中的挥发 3.2 挥发元素在熔体内的迁移 3.3 挥发元素的挥发——压强对挥发速率的影响 3.3 挥发元素的挥发——压强对挥发速率的影响 3.3 挥发元素的挥发——温度对挥发速率的影响 4 真空蒸发精炼工业硅实验研究 4.1 实验原料 4.2 真空冶金精炼除磷研究 4.3 真空条件下硅挥发速率的测定 4.4 真空冶金制备UMG-Si试验研究 4.4 真空冶金制备UMG-Si试验研究 5 结论 2010第六届中国太阳级硅及光伏发电研讨会, 上海, 3.16-18 2010第六届中国太阳级硅及光伏发电研讨会, 上海, 3.16-18 马文会 昆明理工大学真空冶金国家工程实验室 mwhsilicon@163.com 昆明理工大学 真空冶金国家工程实验室 绪论 1 2 工业硅真空蒸发脱杂的热力学分析 3 工业硅真空蒸发脱杂的动力学分析 4 真空蒸发精炼工业硅试验研究 5 结论 世界未来能源结构预测 纯物质的沸点判据 表2.1 硅及工业硅中杂质的熔点和沸点 (K) 3236 3200 3186 3134 3129 2835 2792 2435 2334 2170 沸点 1827.8 1768 1728 1811 1337.18 1357.62 933.32 1234.78 1519 1000 熔点 Pd Co Ni Fe Au Cu Al Ag Mn Ba 物质 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 序号 2022 600.462 Pb 10 5828 3687 W 29 1860 903.628 Sb 9 5731 3280 Ta 28 1757 1115 Ca 8 5017 2750 Nb 27 1655 1050 Sr 7 4912 2896 Mo 26 1363 923 Mg 6 4682 2127 Zr 25 1180 692.53 Zn 5 4273 2348 B 24 1155.94 370.794 Na 4 3680 2183 V 23 1032 336.36 K 3 3560 1943 Ti 22 876 1090 As 2 3553 1685 Si 21 704 862 P 1 沸点 熔点 物质 序号 沸点 熔点 物质 序号 纯物质蒸气压判据 分离系数判据 把熔融态的工业硅看作是以硅为溶剂，杂质元素为 溶质的稀溶液，根据拉乌尔定律假定γSi≈1。 (1723-1848K) (1723-1823K) γAl(1723-1848K)=1.57， γCa(1723-1823K)=4.67。 分离系数判据 (1723K)=100.48， (1823K)=100.57。 分离系数判据 气相： Ag + Bg = 1 液相： Al + Bl = 1 图 Si-Mg二元合金相图 3.1 金属在真空中的挥发 3.2 挥发元素在熔体内的迁移 3.3 元素的挥发 图3.1 元素在熔体及冷凝器间的迁移示意图 扩散传质 气泡的形成 对于工业硅熔体来说，取其表面张力为730， 工业硅熔体内部形成的气泡半径为10-7m的气泡核心， 可以得到表面张力所产生的附加压力将高达1460atm(约146MPa)。 图3.3 各杂质元素的临界压强与温度之间的关系 4.1 实验原料 4.2 真空蒸发除磷实验研究 4.3 真空条件下硅挥发速率的实验测定 4.4 真空冶金技术制备UMG-Si的试验研究 表4.1原料中杂质元素的含量 单位：ppmw 0.1 Pb 0.5 Mn 0.5 Ba 0.2 Sr 0.3 Zn 0.2 0.5 0.8