一种制备硼母合金的方法

摘要

本发明涉及一种制备硼母合金的方法，属于硼母合金制备领域。一种制备硼母合金的方法，包括下述工艺步骤：①原料选择：选择与目标硼母合金中硼元素浓度相同的工业硅原料；②磷杂质去除：利用电子束熔炼法去除步骤①所述物料中的磷；③金属杂质去除：以步骤②所得物料为原料，利用铸锭方法制备硼母合金锭；④硼母合金锭制备：将步骤③所得硼母合金锭破碎后作为原料，利用铸锭方法制备硼母合金锭。本发明中制备硼母合金的方法，无需选用6N级高纯硅原料以及高纯硼粉进行掺杂，制造成本节约30％以上。

主权项

一种制备硼母合金的方法，包括下述工艺步骤：①原料选择：选择与目标硼母合金中硼元素浓度相同的工业硅原料；②磷杂质去除：利用电子束熔炼法去除步骤①所述工业硅原料中的磷；③金属杂质去除：以步骤②所得物料为原料，利用铸锭方法制备硼母合金锭；④硼母合金锭制备：将步骤③所得硼母合金锭破碎后作为原料，利用铸锭方法制备硼母合金锭，其中，所述步骤②磷杂质去除步骤为：将工业硅原料破碎成15～30mm的小块，将10～50kg原料等分置于坩埚(3)中，剩余原料等分装入电子束熔炼装置加料装置中；使电子束熔炼装置炉内的真空度小于5×10^‑2Pa，电子枪室真空度小于5×10^‑3Pa；电子枪设置高压为25～35kW，高压预热5～10min后，关闭高压，设置电子枪束流为70～200mA，束流预热5～10min，关闭电子枪束流；同时开启两个电子枪(1)的高压和束流，逐渐增大电子枪(1)的功率至50～350kW，功率增大速率为5～15kW/min，直至坩埚(3)内的原料全部熔化；坩埚(3)内的原料全部熔化后，调整电子枪(1)的功率至35～300kW，维持熔体表面温度1450～1600℃，熔炼10～60min；开启坩埚(3)上的倾倒装置，使熔炼后的熔液倾倒至下方的水冷铜坩埚(7)中，两个坩埚(3)交替倾倒，间隔5～20min；将坩埚(3)中熔液倾倒后，将坩埚(3)翻转至水平后开启加料装置，每次加料5～25kg，重复上述步骤，直到加料装置中的原料全部处理完毕；关闭电子枪(1)，使硼母合金原料在水冷铜坩埚(7)中冷却60～180min，上述电子束熔炼法所用熔炼装置包括炉体，所述炉体内设有两个电子枪(1)，所述电子枪下方设有坩埚(3)，坩埚(3)上方设有加料装置，加料装置的出料口设有用于控制加料口开启的阀门；所述坩埚(3)上设有倾倒装置，坩埚(3)下方设有一个水冷铜坩埚(7)。