《合金凝固精煉過程晶體矽生長界面穩定調控機制研究》是依託北京科技大學，由李亞瓊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：合金凝固精煉過程晶體矽生長界面穩定調控機制研究
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：李亞瓊
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
合金凝固精煉法基於分離結晶原理，依據固液界面間雜質分凝行為提純冶金矽，是一種精煉溫度低、除雜效果好的冶金淨化手段，成為當前的研究熱點。在合金凝固精煉過程中晶體矽生長界面與硼雜質分凝行為之間的互動作用對於硼雜質去除與晶體矽分離具有重要意義，需要深入研究。為此，本項目提出“籽晶-區熔定向凝固技術”，通過研究籽晶誘導作用下晶體矽生長動力學過程和相態演變規律，揭示晶體矽生長界面穩定調控機制，探究硼雜質分凝特性及最佳化手段；綜合研究分析結果，構建晶體矽生長動力學過程、相態控制和雜質脫除效率三者的內在關聯，最佳化工藝參數，實現硼雜質有效分凝、晶體矽高效分離的雙重效果，為冶金法高效除硼提供必要的技術和理論支撐。
結題摘要
本項目針對合金凝固精煉法，通過研究籽晶誘導作用下晶體矽生長動力學過程和相態演變規律，揭示晶體矽生長界面穩定調控機制，探究硼雜質分凝特性及最佳化手段；綜合研究分析結果，構建晶體矽生長動力學過程、相態控制和雜質脫除效率三者的內在關聯，最佳化工藝參數，實現硼雜質有效分凝、晶體矽高效分離的雙重效果，為冶金法高效除硼提供必要的技術和理論支撐。根據任務書的規定，開展了以下主要研究內容：（1）測定合金熔體的基本物理性質及矽擴散係數，獲得Si-Fe、Si-Sn合金體系籽晶-區熔定向凝固過程中晶體矽生長動力學行為，確定溫度梯度、矽源、熔體中矽濃度對晶體矽穩定生長的重要作用，獲得晶體矽穩定、高速生長的實驗參數。（2）考察SiC、Si3N4、Si、C等籽晶與Si、Si-Fe、Si-Sn合金熔體之間的潤濕行為及影響因素；研究了不同籽晶誘導作用下晶體矽微觀組織形貌演變規律，確定晶體矽生長界面穩定調控機制。（3）研究不同生長條件下Si-Fe、Si-Sn合金體系種硼等雜質的分凝行為和其在不同相中的賦存狀態演變規律，進一步確定最佳化手段，提高精煉效率；探索了一種雜質有效分凝、晶體矽高效分離的新技術。
