导读:本文包含了冶金硅论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:太阳能级多晶硅,造渣-吹气联合精炼,除硼,热力学
冶金硅论文文献综述
鲁俊,马璐明,张彦辉,李亚琼,张立峰[1]（2019）在《造渣-吹气联合精炼去除冶金硅中硼杂质的研究》一文中研究指出对比研究了分别采用SiO_2-CaO-CaCl_2叁元渣系精炼和喷吹氩气搅拌的造渣-吹气联合精炼方法进行冶金硅精炼的除硼效果。分别探讨了造渣精炼热力学,精炼前后硅样表面形貌变化,以及造渣-吹气联合精炼过程中不同吹气位置对于除硼效果的影响。研究发现,精炼后硅样品中存在Si-Ca、Si-W-Ti等析出相,B、P等杂质富集在析出相中;经酸洗处理后,造渣精炼的除硼率为55.42%,造渣-吹气联合精炼的除硼率为62.32%,造渣-吹气联合精炼可以有效去除硅中硼杂质。(本文来源于《热加工工艺》期刊2019年09期）
张世鹏,铁生年[2]（2018）在《不同处理方法对冶金硅系产业回收微硅粉结构组成的影响》一文中研究指出为研究不同处理方法对微硅粉结构组成、元素存在状态的影响,以冶金硅系产业回收微硅粉为原料,采用水洗磁选、水流分级、微波酸浸、700℃煅烧自然冷却、700℃水淬急冷、800℃煅烧自然冷却、800℃水淬急冷对微硅粉进行实验处理,得到了不同处理条件下的微硅粉样品。通过XRD、SEM、TEM、XPS对微硅粉样品物相组成、微观形貌和元素存在状态进行了表征分析。结果表明:水洗磁选、水流分级和微波酸浸处理微硅粉只去除了微硅粉中部分Fe_3O_4、游离碳和金属氧化物杂质;高温煅烧微硅粉改变了微硅粉结晶状态,在800℃时,微硅粉由无定形的玻璃相转化为方石英相。通过对微硅粉元素拟合分析,发现微硅粉中除含有SiO_2外,还有化合物(SiO_2)_(0. 694)(Na_2O)_(0. 306)、(K,Ca)_2[Mg_(4. 3)Fe_(0. 7)][Si_(7. 2)Al_(0. 8)O_(22)](OH)_2、Mg_3H_2(SiO_3)_4,并存在少量CaO、MgO等矿化剂。(本文来源于《硅酸盐通报》期刊2018年11期）
李亚琼,张立峰,马玉升,MUSLIM,Rowaid,Raad[3]（2017）在《凝固精炼、造渣精炼提纯冶金硅的研究进展》一文中研究指出冶金法集合多种提纯手段逐步降低冶金级硅中杂质含量,是制备太阳能级多晶硅的有效手段,显示了巨大的成本压缩空间,发展潜力巨大。为了进一步降低冶金法成本,国内外学者针对冶金硅提纯过程中存在的长流程、低提纯效率等关键问题展开了大量的研究工作,采用了多种有效手段强化冶金硅净化过程中杂质的去除效果,提升了多晶硅的提纯效率。主要以杂质的分凝和氧化性质为基础,重点综述了有关凝固精炼与造渣精炼过程中杂质去除的最新研究进展,并对冶金法下一阶段的研究重点和发展前景进行了展望。(本文来源于《功能材料信息》期刊2017年03期）
孙金玲[4]（2017）在《冶金硅中B及金属杂质元素去除的研究》一文中研究指出能源枯竭,环境问题,使人们的目光聚焦于清洁能源,其中太阳能光伏产业备受瞩目。在太阳能电池中,多晶硅电池约占50%。由于传统制备多晶硅的(改良)西门子法成本高,污染环境,各国研究者都争相研究成本低廉,环境友好的冶金法太阳能级多晶硅技术。但是,杂质元素B的去除成为影响其产业化的主要障碍。冶金硅中B的分凝系数为0.8,不能用定向凝固方法去除;B的饱和蒸汽压比较低,也不能用电子束等真空熔炼去除;等离子熔炼是去除杂质B的有效方法,但成本高、硅烧损严重。本论文尝试两种途径去除冶金硅中的杂质元素B。一种是使B被氧化并扩散到造渣剂中实现有效去除,研究了四元CaO-SiO2-BaO-CaF2和CaO-SiO2-Al2O3-MgO渣在中频感应熔炼工业硅过程中去除B的效果;另一种是利用温度越低,硅中固溶的杂质含量就越少的原理去除B,借助于电磁场作用下Al-Si-(Sn)低熔点合金系中初生硅的析出和聚集现象完成其分离和杂质B的有效去除。研究结果表明:采用CaO-SiO2-MgO-Al2O3熔炼时,渣硅比1:4,当CaO/SiO2和Al2O3含量分别为1.0和20%时,硼的分配系数LB取得最大值4.7。在渣硅比和熔渣组成一定的条件下,硼的分配系数LB随着熔炼时间的增加而增加,当电磁感应熔炼时间为120分钟时,接近其最大值5.5。考虑节约能源和时间等因素,建议熔炼时间为60-80分钟。获得了最佳的熔渣组成是35.5%CaO-35.5%SiO2-20%Al2O3-9%MgO。当渣硅比1:4、电磁感应熔炼时间60分钟时,经过两次造渣后,B含量从29 ppmw降低到5.2 ppmw,B的总去除率为82.1%。金属元素Al、Ti、Mn、Cu和P的去除率分别为89.9%,49.4%,50%,70.8%和 33.3%。采用CaO-SiO2-BaO-CaF2熔炼时,硼的分配系数LB随着熔炼时间的增加而增加。但是大多数的B可以在前60分钟内去除,从生产效率考虑,60-80分钟作为最佳熔炼时间。在CaO-SiO2二元渣中加入15%BaO和20%CaF2可以大幅度增加LB值。当CaO/SiO2比例为1.1、BaO含量和CaF2含量分别为15%和20%时,LB取得最大值6.94。最佳熔渣配比为34.1%CaO+30.9%SiO2+15%BaO+20%CaF2。采用最佳熔渣配比和1:4的渣硅比,经60分钟的电磁感应二次造渣后,冶金硅中B含量由35 ppmw降到3.7ppmw,B的去除率为89.4%。Al-30%Si、Al-35%Si和Al-40%Si合金凝固过程分别在845℃(液相线以上30℃)、887℃(液相线温度)和930℃(液相线温度)施加25mT的旋转磁场时,可以实现初生硅的偏聚,且富硅层面积最大。随着Al-Si合金中硅含量的增加,富硅层的面积增加,初生硅的尺寸增大,有利于提高提纯效率;但是提纯效果略有下降。Al-30%Si合金合金化提纯效果最好;除Al是基体组分外,初生硅中Fe从2339降到4.3ppmw,Ca从575降到 0.3 ppmw,Ti 从 512 降到 1.8 ppmw,B从65 降到 7.2 ppmw,P 从 65 降到 5.9 ppmw。Al-30%Si-10%Sn合金凝固过程施加10 mT行波磁场时,初生硅开始在铸锭外侧和底部偏聚;磁感应强度大于或等于25 mT时,初生硅的偏聚效果更好;施加50mT的磁场时,B可以由此有效地被去除,初生硅中B含量从65ppmw降低到8ppmw。(本文来源于《大连理工大学》期刊2017-05-23）
曹盼盼,李佳艳,李亚琼,倪萍,王亮[5]（2016）在《铝硅合金低温造渣精炼提纯冶金硅的研究》一文中研究指出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。(本文来源于《热加工工艺》期刊2016年13期）
胡琴,丁姗[6]（2016）在《苏大专家研制低成本高性能电池》一文中研究指出近日，苏州大学物理与光电·能源学部晏成林教授科研团队在高性能硅基锂电池与可穿戴能源器件研究方面取得重要进展，团队利用廉价冶金硅甚至废弃的豆渣制备出高性能新型电池，主要研究成果日前发表在《先进材料》等国际权威刊物上。 低价冶金硅为原料(本文来源于《江苏科技报》期刊2016-01-13）
江龙祥[7]（2015）在《冶金硅渣氧化行为及其多孔材料的制备和性能研究》一文中研究指出冶金硅渣作为晶体硅冶炼的固体残渣,含有一定量的Si和SiO2,被用作铺路和建筑填充材料。本文以冶金硅渣作为研究对象,开展冶金硅渣的氧化动力学及其多孔材料制备研究。采用XRD、TG-DTA-MS、SEM等手段,研究其氧化行为以及多孔材料的结构和性能。本研究工作不仅提供了一种冶金硅渣利用的新途径,而且能够显着降低多孔材料生产成本,具有显着的经济和生态效益。冶金硅渣的氧化过程极其复杂,在升高氧化温度和延长氧化时间时,C、Si、SiC均呈现逐渐减少趋势。C在温度高于1000℃时基本消失,方石英相与结晶度均随温度升高而减少。在1100℃保温时方石英和鳞石英逐渐增多,结晶度在10 h前逐渐减少,超过10 h快速增加。利用Coats-Redfern积分法推导出冶金硅渣叁个氧化阶段的活化能E,晶体硅和碳化硅氧化增重阶段(820~1200℃)E最大,混合氧化失重阶段(420~820℃)E次之,碳氧化失重阶段(100~420℃)E最小。采用直接烧结法制备冶金硅渣多孔材料,平均孔径随玻璃粉添加量增大和烧结温度升高而增大,随保温时间延长和升温速率增大而减小;表观密度随玻璃粉添加量增加和升温速率增大而减小,随保温时间延长而增大,随烧结温度升高呈现先减小后增大的规律。气孔率变化趋势与之相反。烧结温度升高时抗压强度先增大后减小。直接烧结法制备冶金硅渣多孔材料的表观密度为0.37~0.47 g/cm3,抗压强度为0.67~1.60 MPa。采用水淬-烧结法制备冶金硅渣多孔材料,平均孔径随烧结温度升高和保温时间延长而增大,随升温速率增大呈现先增大后减小的变化。表观密度随保温时间延长逐渐增大;随烧结温度升高和升温速率增大,呈现出先减小后增大的规律。气孔率变化趋势与表观密度相反。烧结温度升高使得抗压强度先缓慢增大后急剧降低。多孔材料的表观密度为0.65~1.12 g/cm3,抗压强度提高到1.96~4.55 MPa。冶金硅渣制备多孔材料具有烧结温度低、强度适中、工艺简单等特点。硅渣利用率高于60%,且无需添加发泡剂,有望实现低成本、规模化生产多孔材料,应用于保温隔热、过滤介质、催化剂载体等领域。(本文来源于《南昌航空大学》期刊2015-11-22）
郝新锋,刘彦强,严伟,樊建中[8]（2015）在《国产粉末冶金硅铝合金的封装性能研究》一文中研究指出硅铝合金材料以其优异的综合性能,在微波组件封装中得到越来越广泛的应用。为了推动硅铝封装材料的国产化,文中采用粉末冶金方法制备了系列成分的硅铝合金材料,并对其加工性能、镀涂性能和激光密封性能进行了研究。结果表明,国产粉末冶金硅铝材料的物理性能满足电子封装轻量化、高导热的应用需求,其加工性能、镀涂性能和激光焊接性能也可满足气密封装要求,具备工程化应用的潜力。(本文来源于《电子机械工程》期刊2015年05期）
曹盼盼[9]（2015）在《合金精炼—造渣法提纯冶金硅的研究》一文中研究指出能源危机带来的诸多问题导致依赖传统能源的能源结构必须进行改革,应运而生的新能源因为具有可循环无污染绿色环保等优点有望取代传统能源。太阳能因为储量大、开采方便、无地域限制、清洁无污染等优点使其能超越风能、水能、地热能等成为极具潜质且未来可广泛高效应用的清洁能源。太阳能电池是实现光电转化的主要装置,硅料因为储量大、光电转化效率高、性能稳定等优点占据太阳电池原材料的绝大部分市场,硅太阳能电池的原料以多晶硅为主。初期硅的提纯主要依赖以西门子法为代表的化学法,其能耗高,设备复杂,且产品纯度不适用于太阳能电池,冶金法可以解决这些问题,此方法能耗低,提纯温度低,设备构造简单且成本低,有利于工业化生产。本文研究利用合金精炼-造渣法提纯冶金硅,通过结合合金精炼提纯法和造渣提纯法来研究低温条件下硼的去除,以改变传统造渣法在高温条件下的高能耗问题,从而真正实现低能耗、低成本去除冶金硅中硼杂质。本文通过对M-Si合金体系结合造渣法进行实验,通过改变合金组成、渣剂种类、熔炼时间、渣金比以及碱度,研究不同实验条件对除硼效果的影响,主要得到以下结论：(1)采用Si-Sn合金以及Na2SiO3-CaO-SiO2渣剂进行精炼提纯,随着Sn添加量的增大,渣金比的增大,熔炼时间的增加,硅中硼杂质含量逐渐降低,硼的去除率逐渐增大,Sn添加量为50at%时,经过一次造渣,硅中的硼含量由初始值12.92ppmw降至0.786ppmw,去除率为93.92%；在渣金比达到1.75：1之后硅中的硼含量基本达到稳定状态；(2)采用Si-Sn合金以及Na2CO3-SiO2渣剂进行精炼提纯,随着熔炼时间的增加,Sn添加量的增大,渣金比的增大,硅中硼含量表现出逐渐降低的趋势；当Sn添加量为50at%时,经过一次造渣,硅中的硼含量降至0.9ppmw,去除率为93.03%；在渣金比达到1.25：1之后硅中的硼含量基本达到稳定状态；随着碱度的增加,硅中的硼含量先降低后增加,这主要是因为硼的去除受渣剂碱度以及氧分压的双重影响,当渣剂碱度较小时,碱度是制约反应的主要因素,当碱度较大时,氧分压成为制约反应的主要因素。(3)采用Al-Si合金以及Na3AlF6-Al2O3渣进行精炼提纯,渣剂的引入对Al-Si合金精炼除硼的效果有一定的强化作用,与同时间的合金精炼效果相比,引入造渣过程后,除硼效率能够提高15.7%。杂质硼含量降低至2.85ppmw。同时,熔炼时间对除硼效果也有较大影响,随着熔炼时间的增加,初晶硅中杂质硼含量逐渐降低,去除率逐渐增加。分析合金精炼-造渣法对Al-Si合金除B过程的影响,硼原子在渣剂及金属中的溶解度不同所引起的分配系数及渣剂挥发过程可能是强化杂质硼去除的主要原因。(本文来源于《大连理工大学》期刊2015-05-05）
丁伟杰[10]（2015）在《冶金硅间接加氢制硅烷反应过程的机理及动力学研究》一文中研究指出与传统的以叁氯氢硅(Si HCl3,TCS)在钟罩式反应器中热解制棒状多晶硅的改良西门子法相比,硅烷(Si H4)在流化床中裂解制备粒状多晶硅工艺具有能耗低、投资小的优点,是最有希望大幅降低多晶硅生产成本的新技术。通过四氯化硅(Si Cl4,STC)与冶金级硅(MG-Si)共加氢和TCS歧化两步反应相耦合,可实现冶金硅间接加氢制硅烷的清洁生产。本文以STC、MG-Si共加氢和TCS歧化为实验对象,透彻研究了该两步反应的机理和动力学,为相应的工业操作和反应器放大提供了理论基础。论文主要研究内容和结论如下:1、热力学计算结果显示STC-Si-H2反应体系受热力学平衡限制,反应为弱放热,STC转化率随温度增加而缓慢下降,提高操作压力和H2/STC进料比能显着提高STC转化率。平衡态下,体系主产物为TCS以及少量的DCS(Si H2Cl2,DCS)和HCl,TCS的选择性随温度、压力和H2/STC进料比增加而缓慢下降。2、利用固定床反应器对STC-Si-H2反应体系进行了研究。无催化剂添加下,STC的均相加氢在600oC下受动力学限制。相比高纯硅,冶金级硅中的杂质具有一定的催化活性。对不同过渡态金属及其化合物进行了考评,发现Cu Cl具有出色的催化活性,Cu Cl的最优投量为硅颗粒投加量的10%。通过对不同活性硅粒子进行XRD表征,初步认定Cu3Si为催化活性物种。工艺条件考评结果显示STC转化率随空时增加而增加直到体系达到平衡态,STC反应速率随操作温度和压力的增加而增加,但随H2/STC进料比的增加而减小,改变硅粒子的粒径对反应没有影响。3、以Cu Cl为催化剂,对STC-Si-H2体系的反应机理进行了深入研究。对不同反应阶段的活性硅粒子进行了一系列表征,根据表征结果提出了一个全新的气-固-固反应模型。区别于常规的气固催化反应,Si粒子表面的Cu-Si对既是催化活性位又是反应物,反应导致Cu-Si键的解离,而解离释放出的自由Cu又可通过扩散结合周边自由Si使得催化活性位得到再生,计算证明Cu的扩散不是反应的控速步骤。按照L-H和E-R吸附机理模型,提出了不同的反应路径并推演了相应的动力学模型。采用初始速率法进行模型的鉴别,实验证明初始反应速率对H2呈一级,而在较高的STC分压下则保持恒定,最后确定反应符合E-R机理,其中吸附态的STC与气相H2间的表面反应为速率控制步骤。采用最小二乘法进行参数拟合,实验值与计算值吻合良好,证明了动力学模型的适用性。4、热力学计算结果显示TCS歧化体系涉及叁步反应均受平衡限制,前两步为吸热,第叁步为放热,各步热效应不明显。尽管叁步反应平衡常数在相同温度下依次增加,但由TCS直接歧化至Si H4几乎不可行。吉布斯自由能最小化计算结果表明以TCS为反应物,产物主要为DCS和STC;而以DCS和一氯氢硅(Si H3Cl,MCS)为反应物,Si H4的平衡浓度约为3%和35%。5、利用固定床反应器对不同类型的离子交换树脂进行了考评,结果显示负载有叔胺官能团的弱碱树脂对TCS歧化展现出高效的催化活性和稳定性,而高温导致的官能团脱落是造成树脂失活的主要原因。工艺条件考评结果显示:TCS为反应物时,主产物为DCS和TCS,TCS反应速率随温度和TCS分压增加而增加;DCS为反应物时,体系主要发生DCS和MCS的歧化反应,产物主要为TCS,MCS和Si H4,Si H4的收率随温度和DCS入口分压增加而增加。6、根据L-H和E-R机理提出了不同的反应模型,同时运用初始速率法进行了模型的鉴别。结果显示氯硅烷的歧化符合E-R反应模型,其中吸附态的氯硅烷与另一气相氯硅烷分子间的表面反应为速率控速步骤。排除传质影响后,分别测定了TCS和DCS歧化体系的本征动力学数据,对提出的叁步动力学模型进行了参数拟合,动力学方程能在较宽的操作工况下很好地刻画氯硅烷歧化的动力学行为。紧接着,采用反应-冷凝回流的方式进行了硅烷的制备,实验中硅烷可连续产出且纯度高于99%,验证了反应精馏技术对TCS歧化生产硅烷的可行性。(本文来源于《上海交通大学》期刊2015-03-01）
冶金硅论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为研究不同处理方法对微硅粉结构组成、元素存在状态的影响,以冶金硅系产业回收微硅粉为原料,采用水洗磁选、水流分级、微波酸浸、700℃煅烧自然冷却、700℃水淬急冷、800℃煅烧自然冷却、800℃水淬急冷对微硅粉进行实验处理,得到了不同处理条件下的微硅粉样品。通过XRD、SEM、TEM、XPS对微硅粉样品物相组成、微观形貌和元素存在状态进行了表征分析。结果表明:水洗磁选、水流分级和微波酸浸处理微硅粉只去除了微硅粉中部分Fe_3O_4、游离碳和金属氧化物杂质;高温煅烧微硅粉改变了微硅粉结晶状态,在800℃时,微硅粉由无定形的玻璃相转化为方石英相。通过对微硅粉元素拟合分析,发现微硅粉中除含有SiO_2外,还有化合物(SiO_2)_(0. 694)(Na_2O)_(0. 306)、(K,Ca)_2[Mg_(4. 3)Fe_(0. 7)][Si_(7. 2)Al_(0. 8)O_(22)](OH)_2、Mg_3H_2(SiO_3)_4,并存在少量CaO、MgO等矿化剂。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
冶金硅论文参考文献
[1].鲁俊,马璐明,张彦辉,李亚琼,张立峰.造渣-吹气联合精炼去除冶金硅中硼杂质的研究[J].热加工工艺.2019
[2].张世鹏,铁生年.不同处理方法对冶金硅系产业回收微硅粉结构组成的影响[J].硅酸盐通报.2018
[3].李亚琼,张立峰,马玉升,MUSLIM,Rowaid,Raad.凝固精炼、造渣精炼提纯冶金硅的研究进展[J].功能材料信息.2017
[4].孙金玲.冶金硅中B及金属杂质元素去除的研究[D].大连理工大学.2017
[5].曹盼盼,李佳艳,李亚琼,倪萍,王亮.铝硅合金低温造渣精炼提纯冶金硅的研究[J].热加工工艺.2016
[6].胡琴,丁姗.苏大专家研制低成本高性能电池[N].江苏科技报.2016
[7].江龙祥.冶金硅渣氧化行为及其多孔材料的制备和性能研究[D].南昌航空大学.2015
[8].郝新锋,刘彦强,严伟,樊建中.国产粉末冶金硅铝合金的封装性能研究[J].电子机械工程.2015
[9].曹盼盼.合金精炼—造渣法提纯冶金硅的研究[D].大连理工大学.2015
[10].丁伟杰.冶金硅间接加氢制硅烷反应过程的机理及动力学研究[D].上海交通大学.2015