硅微粉氧化性质研究

考察了硅微粉在空气、水、聚乙二醇(PEG)以及PEG水溶液几种介质中的氧化行为,并分析比较了两种不同切割过程所产生的硅微粉屑的氧化情况。结果显示:200℃下干燥空气中硅微粉不发生明显氧化;在高于80℃的水中放置10d,硅微粉发生明显氧化,形成非晶SiO2。与水及水溶液相比,PEG能在一定程度上阻止硅微粉的氧化。另外,带锯切割中产生的硅微粉屑氧化严重,而多线切割中产生的硅微粉切屑无明显氧化。     

表面氧含量对高纯硅粉高温氮化行为的影响

研究了表面氧含量对高纯硅原料在氮氢气氛下直接氮化行为的影响,并合成高α相氮化硅。研究结果表明,硅粉在氮氢气氛下1 350℃保温3h,氮化产物中α-Si_3N_4含量随原料氧含量的增加呈先增加后减少的趋势,当硅原料表面氧含量为3.91%时,氮化产物中α-Si_3N_4含量可达97%以上,残留硅含量低于1%,产物中部氧含量为1.71%,在此环境下硅粉氮化主要以化学气相沉积的方式进行,产物形貌以杆状α-Si_3N_4晶须为主。硅原料表面氧含量低于4.38%时,氮化产物α-Si_3N_4含量均在95%以上,另有少量的β-Si_3N_4和残留硅,XRD测试精度范围内无氮氧化硅相存在。当硅原料氧含量高于5.61%时,产物中则出现氮氧化硅,随着原料氧含量增加,氮氧化硅含量明显上升。当硅原料氧含量低于5.61%时,残留硅含量随氧含量增加明显减少,说明原料中氧的增加可以显著加快氮化速率,降低氮化产物中残留硅的含量。     

天然钛铁矿原位合成金属陶瓷材料的研究现状

钛铁矿在自然界中储量非常丰富,分布较广.本文结合笔者的研究工作,概述和分析了以天然钛铁矿为主要原料,碳热、铝热、镁热等原位合成金属陶瓷材料的还原反应机理,并预测了工业化应用的前景.充分利用钛铁矿中的钛和铁两种资源,原位合成制备金属陶瓷材料,将成为天然钛铁矿综合开发利用中的一个重要方面.     

冶金级硅料在高温处理中的金属杂质表面偏聚

实验研究了经酸洗除杂的冶金级硅粉在空气中进行高温处理以再次造成表面杂质偏聚,然后继以二次酸洗去吸附除杂的方法。结果表明这种方法因其硅粉表面形成的硅氧化物进一步提高了金属杂质表面扩散偏聚的能力,比保护气氛条件下的高温处理有更好的偏聚效果,二次酸洗后金属杂质含量进一步降低。     

太阳能电池硅片线锯砂浆中硅屑的回收技术研究

多线切割是当前硅太阳能电池片生产的主要工艺.在线切割过程中约有1/2的晶体硅成为锯屑进入到切割砂浆.砂浆中的各种污染物并未进入高纯硅屑晶体内部,因此可以期望通过物理分离、清洗等技术来提取获得高纯硅粉,而不需要通过高耗能的高温化学或相变过程.综述了硅片线切割过程、硅屑形成及废砂浆特性,评述了从线切割废砂浆中回收高纯硅粉的研究现状和进展,包括本研究组近期的研究结果.     

Characterization of band sawing dusts generated in cutting of multi-crystalline silicon ingots

Physical-chemical characteristics of the band sawing dusts regarding to recovery of pure silicon from them were investigated.The experimental results show 50vol%-60vol% amorphous phases exist in the dusts,which is mostly amorphous silica.The as-received saw dusts are found to form hard agglomerates of larger than 50 microns in diameter.The iron-based inclusions collected by magnets are found to match well with the band saw material in XRD patterns.Weight loss in heating was observed by thermal gravity tests,up to 900 ℃,presumably due to reaction of the amorphous silica with carbon contaminant in the dusts.The saw dusts were variously treated to examine their physical-chemical responses,and the results were also presented.     

燃烧合成法制备超细 TiC 粉体(英文)

利用镁热、碳热还原钛铁矿,原位燃烧合成制备了超细 TiC 粉体。通过理论分析、实验研究分析了燃烧合成的规律及镁含量对产物特性的影响。结果表明,钛铁矿-镁-碳是一个强放热体系,体系开始反应的温度为 577.7 ℃,当钛铁矿与镁的摩尔比为 1:4 时,燃烧合成酸洗出的 TiC 微粉纯度最高,并显示了较窄的粒度分布,其平均粒度为 229.6 nm。     

钛铁矿碳热反应原位合成GT35钢结硬质合金的热力学分析

充分利用天然矿物钛铁矿(FeTiO3)中的铁和钛,采用原位合成反应烧结技术,成功制备了TiC基钢结硬质合金GT35.在真空炉中实现了合成与烧结一体化,为钢结硬质合金的低成本制备进行了有益的探索研究.对钛铁矿-碳体系的热力学过程进行了详细的理论分析,研究表明:体系主要发生碳热还原反应,中间产物为多种钛的氧化物,热力学上最为稳定的物相为TiC和Fe固溶体.通过实验证实,获得了界面结合良好、组织致密的钢结硬质合金.     

FeTiO3-Al-C系统的反应热力学及Al2O3-TiC/Fe 复合材料的制备

充分利用天然矿物钛铁矿（FeTiO3）中的铁和钛,采用反应烧结技术,成功制备了Al2O3-TiC/Fe陶瓷复合材料.在真空热压炉中实现了合成与烧结一体化,为陶瓷复合材料的低成本制备进行了有益的探索研究.对钛铁矿-Al-C系统的热力学过程进行了详细的理论分析.研究表明：系统主要发生铝热还原反应,中间产物为多种钛的氧化物,系统反应后热力学上最为稳定的物质为Al2O3,TiC和Fe;系统反应最高温度低于Al2O3的熔化温度.通过实验研究,分析了产物的物相、结构和性能.反应烧结的最终产物主要为TiC,Al2O3和Fe.此外,还有少量Fe-Al相,大部分为Al2O3.TiC晶体颗粒尺寸约为3～5 μm,分布较为均匀,Fe分布于Al2O3,TiC晶粒之间.Y2O3和Cr2O3添加剂可以提高复合材料的抗弯强度.