一种利用Al-Si合金熔体机械搅拌去除Si中杂质P的方法

摘要

本发明公开了一种利用Al-Si合金熔体机械搅拌去除Si中杂质P的方法。该方法是将原料Si与Al混合放入加热装置中，加热原料熔化形成Al-Si过共晶合金熔体，然后控温降温，在降温过程中待Si先行凝固形成网络状骨架后，选择特定温度点，利用机械搅拌将Si形成的网络状骨架打碎，再继续静置降温使Si片完成生长。本发明利用机械搅拌降低了Si片的大小，使杂质P有更大的表面积可以从生长的Si片表面扩散至Al-Si熔体中，从而提高了Al-Si合金提纯时的除P效果，具有生产效率高，能耗低，无污染，无额外投资，生产工艺和设备操作简单的优点，在行业内具有领先水平。

主权项

一种利用Al‑Si合金熔体机械搅拌去除Si中杂质P的方法，其特征在于包括以下步骤：（1）配料：将工业硅与金属Al混合放入坩埚中，工业硅的比例占合金材料重量的20%‑70%，成分的配比可以使硅与铝形成过共晶合金；（2）加热熔炼：将坩埚放入加热炉中加热，直至硅和铝完全熔化为充分混合的合金液体，加热熔化温度为973‑1773K，然后将合金熔体冷却到稍微高于合金成分液相线的温度；（3）结晶和机械搅拌：控制熔体以0.167mK/s到0.167K/s的冷却速度从液相线温度开始降温, 硅会以片状的初晶硅晶体形式从熔体中析出，在降温到液相线下10‑200K时，对熔体施加机械搅拌，将析出的初晶硅搅碎后，继续静置降温直至初晶硅片完成生长；（4）硅晶体与基体的分离：在凝固完成后用盐酸，硝酸等酸腐蚀去除合金基体；或者在凝固接近完成时将未凝固的熔体倒出或将硅晶体从熔体中捞出均可获得提纯过P的初晶硅晶体。