高Sc含量铝钪合金悬浮熔炼方法及成分均匀性研究

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作者 王书哲 刘航 +2 位作者 刘苏杰 郭翼 陈星秋 《材料导报》 北大核心 2025年第S1期522-525,共4页

铝钪合金靶材中杂质(C、O等)含量严重制约镀膜产品的质量稳定性和工作效率,降低靶材中的C、O含量并提高靶材成分均匀性是一个尚未受到普遍关注但具有广阔工业应用前景的课题。本研究采用高真空悬浮熔炼技术制备出高Sc含量(30wt%)铝钪合... 铝钪合金靶材中杂质(C、O等)含量严重制约镀膜产品的质量稳定性和工作效率,降低靶材中的C、O含量并提高靶材成分均匀性是一个尚未受到普遍关注但具有广阔工业应用前景的课题。本研究采用高真空悬浮熔炼技术制备出高Sc含量(30wt%)铝钪合金,通过分析铸锭不同位置处的元素偏析情况,进一步开发了留取铸锭芯部样品的多道次悬浮熔炼方法,有效控制了铸锭芯部的C、O含量。同时研究了Sc含量对铝钪合金铸锭均匀性的影响。结果表明,铝钪合金随Sc含量的增加,铝钪相的均匀性明显提高;留取芯部进行多次悬浮熔炼能够进一步提升铝钪相的覆盖率,对镀膜产品的质量稳定性起到积极作用。 展开更多

关键词 悬浮熔炼 铝钪合金 高Sc含量 成分均匀性

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多晶硅真空定向凝固系统的仿真优化与实验研究 被引量：3

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作者 杨玺 吕国强 +3 位作者 马文会 魏奎先 罗涛 戴永年 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1123-1127,共5页

采用模拟和实验相结合的方法,研究了真空定向凝固系统中炉内底部保温层结构对多晶硅温度场及凝固过程中固-液界面的影响,对比了底部保温层为开口、半封闭与全封闭3种情况下的温度分布及凝固情况。模拟的结果表明,在底部保温层全封闭时,... 采用模拟和实验相结合的方法,研究了真空定向凝固系统中炉内底部保温层结构对多晶硅温度场及凝固过程中固-液界面的影响,对比了底部保温层为开口、半封闭与全封闭3种情况下的温度分布及凝固情况。模拟的结果表明,在底部保温层全封闭时,热区的辐射加热效果加强,同时也增加了冷区的散热效果,使坩埚中的硅料温度梯度增大。在此基础上,建立了不需要进行坩埚底部水冷换热的凝固系统,并进行了实验。实验结果与理论分析基本一致,说明可以通过调节炉内装置来优化多晶硅的真空定向凝固系统,对该系统的设计和优化起到指导与参考作用。 展开更多

关键词 多晶硅 真空定向凝固 系统仿真 实验研究 保温结构

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铁杂质对真空定向凝固多晶硅电阻率的影响研究 被引量：3

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作者 张聪 魏奎先 +3 位作者 马文会 高隆重 杨玺 戴永年 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期824-829,共6页

利用扫描电子显微镜-X射线能量色散谱、微波光电导衰减法和四探针电阻率测试仪等分析设备,结合Fe-Si二元相图,研究了真空定向凝固多晶硅中Fe杂质的赋存形态和硅锭从底部到顶部四个特征位置径向电阻率的分布情况。结果表明:Fe杂质在真空... 利用扫描电子显微镜-X射线能量色散谱、微波光电导衰减法和四探针电阻率测试仪等分析设备,结合Fe-Si二元相图,研究了真空定向凝固多晶硅中Fe杂质的赋存形态和硅锭从底部到顶部四个特征位置径向电阻率的分布情况。结果表明:Fe杂质在真空定向凝固多晶硅中的赋存形态主要为α-Fe(Si)和β-Fe(Si),过饱和固溶体α-Fe(Si)的分解是导致Fe杂质在硅锭中形成沉淀相且浓度分布不均匀的重要原因;Fe杂质在硅锭中不同位置形成的沉淀相与电阻率分布曲线波动相吻合。根据对Fe浓度与电阻率之间的关系以及不同温度下Fe杂质的赋存形态,推导得出了真空定向凝固多晶硅中径向电阻率分布与Fe杂质浓度间的关系式,提出了提高硅锭电阻率均匀性的措施并通过实验得到验证。 展开更多

关键词 Fe杂质 真空定向凝固 多晶硅 电阻率 赋存形态

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基于流-固耦合传热的冷坩埚分瓣散热研究

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作者 宗学文 张斌 王海荣 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期527-530,共4页

针对冷坩埚真空悬浮熔炼装置散热系统的复杂性和重要性,本文使用了一种基于整场离散的冷坩埚冷却系统和冷却水之间耦合分析的方法。首先分析了流固耦合的基本原理及关键问题,建立了冷坩埚冷却系统流固耦合传热的物理模型及计算模型,通过... 针对冷坩埚真空悬浮熔炼装置散热系统的复杂性和重要性,本文使用了一种基于整场离散的冷坩埚冷却系统和冷却水之间耦合分析的方法。首先分析了流固耦合的基本原理及关键问题,建立了冷坩埚冷却系统流固耦合传热的物理模型及计算模型,通过CFX仿真计算软件对其冷却系统的流-固耦合传热模型进行了求解,得出了冷坩埚循环水套流体区域的流场、压力分布及固体区域的温度场,并对计算结果进行了分析。实验结果表明:冷却水在水套内流动顺畅,总体速度分布均匀,有利于冷却水对冷坩埚分瓣结构的冷却;冷坩埚整体温度从冷坩埚中心至外端依次递增,最高温度出现在冷坩埚最外端的边缘区域,温度分布从低至高自然过度,温度梯度变化缓慢,不易产生局部高温和热应力。 展开更多

关键词 流固耦合 冷坩埚 耦合传热 冷却水套 温度场

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多晶硅真空定向凝固过程Marangoni对流对铸锭质量的影响研究 被引量：2

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作者 多文超 杨玺 +4 位作者 何云飞 李秋菊 魏奎先 吕国强 马文会 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期515-523,共9页

对于多晶硅垂直布里奇曼真空定向凝固过程,熔体自由表面张力引起的Marangoni对流对晶体生长质量有着明显的影响。本文通过建立多晶硅真空定向凝固过程的热场-流场-应力场多场耦合数学物理模型,采用数值模拟和实验研究了Marangoni对流作... 对于多晶硅垂直布里奇曼真空定向凝固过程,熔体自由表面张力引起的Marangoni对流对晶体生长质量有着明显的影响。本文通过建立多晶硅真空定向凝固过程的热场-流场-应力场多场耦合数学物理模型,采用数值模拟和实验研究了Marangoni对流作用下熔体传热特性、熔体流动行为、铸锭热应力等因素对硅晶体生长质量的影响。结果表明:Marangoni对流会增强硅熔体流场的流动强度,使得硅熔体平均流速增大3倍左右,进而影响硅熔体内部的对流换热能力,使硅熔体和硅固体温度分布更加均匀,硅熔体温度梯度降低4.8%-9.9%,硅固体温度梯度降低2.1%-2.6%,使多晶硅铸锭过程产生更小的热应力和更少缺陷。 展开更多

关键词 真空定向凝固 Marangoni对流 温度梯度 熔体流动 热应力

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(NH_4)_2HPO_4-NH_3·H_2O-H_2O系APT溶解度研究 被引量：2

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作者 万林生 金先文 +3 位作者 赖星任 杨亮 刘鹏 梁勇 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期6-10,共5页

采用溶解平衡法研究了(NH_4)_2HPO_4-NH_3·H_2O-H_2O系APT的溶解性能。随着氨水浓度增大,APT溶解度由略微下降转为较快上升,溶液中磷钨杂多酸浓度大幅降低,而同多钨酸根和正钨酸根浓度大幅升高。相同磷酸氢二铵浓度下(NH_4)_2HPO_4... 采用溶解平衡法研究了(NH_4)_2HPO_4-NH_3·H_2O-H_2O系APT的溶解性能。随着氨水浓度增大,APT溶解度由略微下降转为较快上升,溶液中磷钨杂多酸浓度大幅降低,而同多钨酸根和正钨酸根浓度大幅升高。相同磷酸氢二铵浓度下(NH_4)_2HPO_4-NH_3·H_2O-H_2O系APT溶解度远大于(NH_4)_2HPO_4-H_2O系。 展开更多

关键词 仲钨酸铵(APT) 磷酸氢二铵 氨水 溶解性能 磷钨杂多酸 溶解平衡法

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浸没熔池熔炼含铟渣还原实验设备系统研究

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作者 谢富春 《湖南工程学院学报（自然科学版）》 2022年第1期47-54,共8页

从含铟渣中回收铟能有效解决铟资源的稀缺问题,而绿色环保式高效地提取铟更是符合国家的绿色发展理念.基于熔池熔炼反应原理设计出浸没熔池熔炼含铟渣还原的实验设备,其主体设备主要由高温管式气氛推杆炉和竖式管式气氛炉组成,进而组建... 从含铟渣中回收铟能有效解决铟资源的稀缺问题,而绿色环保式高效地提取铟更是符合国家的绿色发展理念.基于熔池熔炼反应原理设计出浸没熔池熔炼含铟渣还原的实验设备,其主体设备主要由高温管式气氛推杆炉和竖式管式气氛炉组成,进而组建布多尔反应系统、熔体气液反应平衡系统、循环输送气体动力系统、推舟动力系统、气体流量测量系统、气体干燥系统、气压平衡系统和温控系统等.通过运行该套设备结果表明,该设备能保证浸没熔池熔炼含铟渣还原无害化和一次性得到金属铟单质,从而为高效地回收含铟渣中的铟提供关键的清洁技术和方法. 展开更多

关键词 浸没熔池熔炼 含铟渣 绿色提取方法

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Marangoni效应下多晶硅真空定向凝固杂质富集和铸锭质量的模拟与实验 被引量：2

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作者 张家豪 马文会 吕国强 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2023年第7期1-9,共9页

对于多晶硅垂直布里奇曼真空定向凝固过程,由熔体自由表面张力梯度引起的Marangoni对流对杂质富集和铸锭质量有着明显的影响。基于多晶硅真空定向凝固过程多物理场模型,采用数值模拟和实验结合研究了在Marangoni效应下硅料的温度场、流... 对于多晶硅垂直布里奇曼真空定向凝固过程,由熔体自由表面张力梯度引起的Marangoni对流对杂质富集和铸锭质量有着明显的影响。基于多晶硅真空定向凝固过程多物理场模型,采用数值模拟和实验结合研究了在Marangoni效应下硅料的温度场、流场、应力场对硅晶体质量的影响及硅锭中Al、Fe等杂质的分凝、富集规律。结果表明:Marangoni效应使硅锭内部的温度场分布更加均匀,硅料的轴向温度梯度降低,从而硅锭内部的热应力值要小于不存在此效应时硅锭内部的热应力值,热应力降低了8.7%~22.5%,且硅锭的应力范围在3.36~96.7 MPa。硅锭顶部金属杂质Al、Fe富集程度较高,界面Marangoni效应加强了金属杂质原子转移,其分布从最初的小面积块状转变成大面积网络状存在。 展开更多

关键词 多晶硅 真空定向凝固 MARANGONI效应 热应力 杂质富集

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电子束熔炼用水冷铜坩埚研制 被引量：2

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作者 闫超 张涛 +2 位作者 贾子朝 成成 赵国华 《真空》 CAS 2024年第2期78-85,共8页

电子束熔炼作为一种优异的真空冶炼技术,其核心部件水冷坩埚的结构设计尤为重要,坩埚的冷却性能将直接影响电子束熔炼的效果及安全。通过理论分析、数值模拟、试验考核,研究了坩埚水道结构、熔池形貌对坩埚冷却能力的影响。通过坩埚选... 电子束熔炼作为一种优异的真空冶炼技术,其核心部件水冷坩埚的结构设计尤为重要,坩埚的冷却性能将直接影响电子束熔炼的效果及安全。通过理论分析、数值模拟、试验考核,研究了坩埚水道结构、熔池形貌对坩埚冷却能力的影响。通过坩埚选材、熔池利用率分析、能量损耗分析和冷却计算确定了坩埚结构,建立了数值仿真模型,采用模拟计算方式对比了两种熔池形貌的坩埚在不同装料量下的冷却性能,并针对性能优异的坩埚开展了试验考核。结果表明:模拟不同锭厚条件下,坩埚B的冷却水温度和坩埚表面温度较坩埚A均偏低,坩埚B的熔池形状和水道结构匹配更合理,散热效果更好。试验考核过程中坩埚B状态稳定,满足设计要求。 展开更多

关键词 水冷坩埚 水道设计 熔池形貌 数值模拟 电子束熔炼

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真空熔炼过程ZrO_2过滤器对FGH96净化作用研究 被引量：4

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作者 万旭杰 孟宇 +4 位作者 李刚 田国利 张华霞 梁乐乐 赵乐 《真空》 CAS 2018年第4期69-72,共4页

针对粉末高温合金FGH96真空熔炼浇铸过程,进行夹杂过滤,分析在真空状态下,不同目数ZrO_2过滤器对FGH96粉末高温合金的过滤效果,通过浮渣实验观察浮渣面积有逐渐减小的趋势。通过大样电解实验,定量分析了不同孔径ZrO_2过滤器对合金的净... 针对粉末高温合金FGH96真空熔炼浇铸过程,进行夹杂过滤,分析在真空状态下,不同目数ZrO_2过滤器对FGH96粉末高温合金的过滤效果,通过浮渣实验观察浮渣面积有逐渐减小的趋势。通过大样电解实验,定量分析了不同孔径ZrO_2过滤器对合金的净化效果。并且通过EDS分析合金夹杂的成分。本文从多方面评价了真空熔炼过程中不同孔径ZrO_2过滤器对粉末高温合金FGH96的净化效果。 展开更多

关键词 粉末高温合金FGH96 夹杂过滤 ZrO2过滤器

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真空脱蜡烧结炉中差压式载气脱蜡原理的应用 被引量：2

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作者 李雪峰 马强 +3 位作者 李晓明 王智荣 吴爱荣 刘成 《真空》 CAS 2020年第4期32-35,共4页

针对真空脱蜡烧结炉中的脱蜡过程和脱蜡要求,借用差压式载气脱蜡原理,对真空脱蜡烧结炉的脱蜡气流通道进行了设计,并分析了设计思路与适用范围。

关键词 真空 脱蜡 烧结 差压式 载气脱蜡

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一种用于真空电弧熔炼的稳弧电源

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作者 王庆 侯景岳 李宏 《真空》 CAS 2022年第2期66-71,共6页

本文介绍了一种新型的稳弧电源实现方案,不但对理论基础、主电路拓扑、DSP(Digital Signal Processing)和CPLD(Complex Programmable Logic Device)等高性能芯片组成的控制系统进行了较为详细的介绍分析,还给出了部分具体的控制软件程... 本文介绍了一种新型的稳弧电源实现方案,不但对理论基础、主电路拓扑、DSP(Digital Signal Processing)和CPLD(Complex Programmable Logic Device)等高性能芯片组成的控制系统进行了较为详细的介绍分析,还给出了部分具体的控制软件程序和电路实现方式。最终根据设计思路研制出试验样机,其输出波形的测试结果较为理想,验证了设计方案的合理性和可行性。 展开更多

关键词 稳弧电源 电磁搅拌 DSP CPLD 真空电弧熔炼 VAR

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提高RH真空槽使用寿命研究

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作者 林立民 姜盛鑫 张志兴 《特钢技术》 CAS 2021年第4期22-25,共4页

RH精炼炉具备处理周期短,效率高,真空效果好等优点,深受各大钢铁企业所青睐。但是如果RH真空槽穿钢导致其使用寿命过低,会严重制约生产排产,大大降低了生产效率,严重时会导致RH精炼炉热停。本文深入分析造成RH真空槽穿钢的原因,并且提... RH精炼炉具备处理周期短,效率高,真空效果好等优点,深受各大钢铁企业所青睐。但是如果RH真空槽穿钢导致其使用寿命过低,会严重制约生产排产,大大降低了生产效率,严重时会导致RH精炼炉热停。本文深入分析造成RH真空槽穿钢的原因,并且提出相应的改进措施,提高了RH真空槽使用寿命,达到了供应商与钢铁企业双赢的效果。 展开更多

关键词 真空槽 下部槽 环流管 浸渍管

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DX气体在DIP无氧铜生产中的开发应用

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作者 王元达 《广州化工》 CAS 2013年第16期52-53,共2页

DIP无氧铜生产技术是一种较难掌握的铜生产工艺。本文介绍目前国内DIP无氧铜生产线上配置的DX气体设备的工艺原理和开发应用的情况,分析了现行开发的设备工艺优缺点,并阐述了作者的对设备改造的意见。同时,研究了存在问题的原因,结合实... DIP无氧铜生产技术是一种较难掌握的铜生产工艺。本文介绍目前国内DIP无氧铜生产线上配置的DX气体设备的工艺原理和开发应用的情况,分析了现行开发的设备工艺优缺点,并阐述了作者的对设备改造的意见。同时,研究了存在问题的原因,结合实情提出了之后的研究方向和设想。 展开更多

关键词 DX气体 DX设备 DIP工艺 无氧铜

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