目前,中國鋁生產(chǎn)行業(yè)一般采用的是三層液化學電解精煉法、區(qū)域熔煉物理提純法、定向凝固物理提純法,但是三層法存在著耗電量大、機械化水平低等缺點;區(qū)域熔煉物理提純法和定向凝固提純工藝因產(chǎn)量低、成本高、難以形成規(guī)模。而對于半導體硅生產(chǎn)行業(yè)而言,其生產(chǎn)方法則為西門子法和定向凝固法等,從環(huán)境角度、生產(chǎn)成本、生產(chǎn)規(guī)模考慮,兩種生產(chǎn)方法也已經(jīng)不能滿足市場需求。因此,一種經(jīng)濟、高效率、無工業(yè)污染、能夠工業(yè)規(guī)�；a(chǎn)的方法迫在需求。本試驗利用自制的旋轉(zhuǎn)偏析裝置對鋁進行大量試驗,研究旋轉(zhuǎn)偏析法提純原理、摸索出單次提純工藝流程、確定鋁晶體生長方式、得出該套裝置的提純效果、給出相對本套裝置鋁中硅、鐵等雜質(zhì)相應的有效分凝系數(shù),并通過對試驗遇到的問題和凈化物測試結(jié)果分析,對儀器結(jié)構(gòu)進一步完善提出合理意見,同時根據(jù)鋁的生產(chǎn)要求特性,也大膽猜測對于鋁、硅連續(xù)生產(chǎn)工藝的可能性,并猜想一種可連續(xù)生產(chǎn)的工藝方法。結(jié)論表明:自制的旋轉(zhuǎn)偏析儀在一定程度上可以降低共晶雜質(zhì)的有效分凝系數(shù)并且隨著轉(zhuǎn)速的提高,提純效果越明顯。凈化鋁晶體其生長過程是同時的沿半徑方向由內(nèi)向外生長的,沿半徑方向整個過程等同于定向凝固過程,共晶雜質(zhì)由內(nèi)向外排放... 

【文章來源】：大連工業(yè)大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－７典型的真空感應熔煉爐的平面結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．?１－７?Ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｖａｃｕｕｍ－ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ?ｍｅｌｔｉｎｇ?ｆｕｒｎａｃｅ??

?第一章緒論???我國多晶硅企業(yè)普遍采用的是西門子工業(yè)法，但其關(guān)于該方法的尾氣回收系統(tǒng)仍??然沒有掌握，尾氣不能回收則嚴重破壞環(huán)境。物理法中冶金提煉雖然技術(shù)有難度、設(shè)??備復雜，但其最大特點是投資少、成本低、操作簡便更重要的是環(huán)境友好，因此，近??年來也受到我國各人企業(yè)、高校的廣泛關(guān)注。相信不久的將來，工業(yè)硅的物理法提純??技術(shù)是最有可能實現(xiàn)大規(guī)模太陽能級多晶硅生產(chǎn)并同時滿足工業(yè)化工業(yè)技術(shù)的需求。??１．３我國近年各高校企業(yè)聯(lián)合偏析技術(shù)進展??近年來各高校關(guān)于硅、鋁的偏析提純技術(shù)的研究廣為關(guān)注，其中鋁的偏析凈化技??術(shù)以上海交通大學張佼、孫寶德教授最具代表性，而硅的定向凝固技術(shù)以大連理工譚??毅、李廷舉教授以及昆明理工的馬文會等人為代表。??１．３．１高純鋁真空凈化裝置??上海交通大學張佼、孫寶德教授和中國鋁業(yè)貴州分公司電解鋁廠合作，聯(lián)合發(fā)明??２套高純鋁真空凈化裝置【５６’５７］，其中２００３年的凈化裝置，鋁的提純度可以達到５Ｎ級??別。該裝置如圖丨－９所示。??坩渦＾?＾?－感應線圈??保獻：—?卽］：［］〇?ｙ您館體??絕熱制．？：ｅ廠ｒ?－？感細ｂ??冷卻器？、、：錢??結(jié)晶臺??＾?：ｚｚｚｌ〇ｆ＾??；?Ｖ?■哀空爐寬??Ｆ引躲諏?＾??ｉ動電動機、＼??圖１－９新型高純鋁提純裝備結(jié)構(gòu)圖??Ｆｉｇ．?１－９?Ｔｈｅ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｈｉｇｈ?ｐｕｒｉｔｙ?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ??１３??

ｉ???第二章?實驗原理及實驗儀器、測試方法???第二章實驗原理及實驗儀器、測試方法??２．１實驗原理??２．１．１中頻感應加熱原理??中頻感應加熱主要原理包括電流熱效應的焦耳愣次定律與法拉第電磁感應定律??［７０】。當交流電由于通過卷曲環(huán)狀的導體（一般是銅線圈）而產(chǎn)生磁束，金屬身入其中??相應的磁朿同時會貫通金屬本體，在和磁束自繳的方向而相對應的生成旋轉(zhuǎn)電流（渦??電流），金屬本身具有電阻，其電阻效應使一部分電能消耗而產(chǎn)生熱能，工業(yè)上就是應??用這種熱效應而制成中頻感應爐并用來冶煉金屬［７１］。圖２－１為加熱模型示意圖，中頻??感應加熱自身的優(yōu)點包括：較高加熱效率、較快的速度以及有利于完成機械化與自動??化等。??，?４?ｎ?ｒ?１－電源２－電容器??＼??２?３、Ｙ?３－密封室４－坩堝??一＾＼?５－金屬材料卜悉應??線圈??圖２－１加熱基本模型１７２１??Ｆｉｇ．２－１?Ｔｈｅ?ｂａｓｉｃ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ?ｍｅｌｔｉｎｇ??２．?１．２旋轉(zhuǎn)偏析過程中雜質(zhì)分凝??旋轉(zhuǎn)偏析過程中雜質(zhì)分凝原理與第一章屮提到的偏析法定向凝固的提純原理基本??相同。在整個定向凝固提純過程中，提純的固相雜質(zhì)元素濃度推導公式為［７３’７４］：設(shè)初??１７??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]新型結(jié)構(gòu)鋁電解槽一步生產(chǎn)含鋁量大于3N的純鋁研究[J]. 黨建平.  輕金屬. 2013(01)
[2]多晶硅制備技術(shù)及其研究進展[J]. 張攀,陳光輝,李建隆,姜暉瓊.  材料導報. 2012(21)
[3]綜述原鋁精煉提純工藝技術(shù)[J]. 蘭文蘭.  輕金屬. 2012(06)
[4]我國精鋁的生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 寧建文,王皓.  輕金屬. 2012(01)
[5]淺析電解鋁與高純鋁[J]. 王成軍.  新疆有色金屬. 2011(S2)
[6]ICP-AES的工作原理與維護保養(yǎng)[J]. 王海燕.  電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗. 2010(04)
[7]太陽能級多晶硅生產(chǎn)工藝[J]. 侯彥青,謝剛,陶東平,俞小花,田林,楊妮.  材料導報. 2010(13)
[8]鎧裝熱電偶在化工中常見故障及處理[J]. 王旭.  化工設(shè)計通訊. 2010(02)
[9]區(qū)域熔煉制備高純金屬的綜述[J]. 李文良,羅遠輝.  礦冶. 2010(02)
[10]感應加熱中頻電源原理及檢修[J]. 武周.  真空. 2010(03)

博士論文
[1]冶金提純法制備太陽能級多晶硅研究[D]. 張劍.大連理工大學 2009
[2]凝固偏析勻化數(shù)模及動力學控制論[D]. 張丁非.重慶大學 1997

碩士論文
[1]冶金法提純工業(yè)硅的研究[D]. 劉德華.大連理工大學 2010
[2]工業(yè)硅定向凝固提純研究[D]. 張慧星.大連理工大學 2009
[3]冶金級硅直接制備太陽能級硅預處理實驗研究[D]. 于站良.昆明理工大學 2007
[4]北京京儀集團太陽能電池硅材料制備設(shè)備產(chǎn)品發(fā)展戰(zhàn)略研究[D]. 高斌.對外經(jīng)濟貿(mào)易大學 2007
[5]太陽能級多晶硅的冶金制備研究[D]. 吳亞萍.大連理工大學 2006



本文編號：3570667