新型电热冶金法制备高纯硅的研究
| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第14-34页 |
| 1.1 选题背景 | 第14-16页 |
| 1.2 电弧炉炼硅的原料 | 第16-17页 |
| 1.2.1 硅石 | 第16-17页 |
| 1.2.2 碳质还原剂 | 第17页 |
| 1.3 工业硅的制备 | 第17-19页 |
| 1.4 传统太阳能级硅的制备方法 | 第19-22页 |
| 1.4.1 西门子法及改良西门子法 | 第19-20页 |
| 1.4.2 硅烷法 | 第20-21页 |
| 1.4.3 流化床法 | 第21-22页 |
| 1.5 冶金法提纯工业硅 | 第22-30页 |
| 1.5.1 定向凝固 | 第22-23页 |
| 1.5.2 造渣精炼 | 第23-25页 |
| 1.5.3 酸洗除杂 | 第25-26页 |
| 1.5.4 电子束 | 第26-27页 |
| 1.5.5 电解精炼 | 第27-28页 |
| 1.5.6 合金精炼 | 第28-29页 |
| 1.5.7 吹气精炼 | 第29-30页 |
| 1.6 研究的目的与意义 | 第30-31页 |
| 1.7 研究内容 | 第31-32页 |
| 1.8 创新性 | 第32-34页 |
| 第2章 石油焦的除杂研究 | 第34-44页 |
| 2.1 前言 | 第34页 |
| 2.2 实验原料和仪器 | 第34-35页 |
| 2.2.1 实验原料与试剂 | 第34-35页 |
| 2.2.2 实验仪器与设备 | 第35页 |
| 2.3 实验方法 | 第35-36页 |
| 2.4 结果与讨论 | 第36-42页 |
| 2.4.1 酸的类型对铁去除率的影响 | 第36页 |
| 2.4.2 酸洗时间对铁去除率的影响 | 第36-37页 |
| 2.4.3 液固比对铁去除率的影响 | 第37-38页 |
| 2.4.4 酸浓度对铁去除率的影响 | 第38-39页 |
| 2.4.5 反应温度对铁去除率的影响 | 第39页 |
| 2.4.6 超声功率对铁去除率的影响 | 第39-40页 |
| 2.4.7 常规酸洗与超声酸洗结果的比较 | 第40-41页 |
| 2.4.8 扫描电子显微镜分析 | 第41-42页 |
| 2.5 本章小结 | 第42-44页 |
| 第3章 石英砂的除杂研究 | 第44-68页 |
| 3.1 前言 | 第44页 |
| 3.2 实验原理 | 第44-45页 |
| 3.3 实验原料和仪器 | 第45页 |
| 3.3.1 实验原料 | 第45页 |
| 3.3.2 实验试剂及主要设备 | 第45页 |
| 3.4 实验方法 | 第45-46页 |
| 3.5 结果与讨论 | 第46-55页 |
| 3.5.1 硅石焙烧预处理结果 | 第46-47页 |
| 3.5.2 常规酸洗实验研究 | 第47-50页 |
| 3.5.3 超声酸洗实验研究 | 第50-54页 |
| 3.5.4 扫描电子显微镜分析 | 第54-55页 |
| 3.6 动力学分析 | 第55-66页 |
| 3.6.1 缩核模型简介 | 第55-59页 |
| 3.6.2 浸泡条件下的动力学研究 | 第59-60页 |
| 3.6.3 机械搅拌条件下的动力学研究 | 第60-62页 |
| 3.6.4 超声条件下的动力学研究 | 第62-63页 |
| 3.6.5 超声辅助搅拌条件下的动力学研究 | 第63-65页 |
| 3.6.6 表观活化能的确定 | 第65-66页 |
| 3.7 本章小结 | 第66-68页 |
| 第4章 碳化稻壳的除杂研究 | 第68-86页 |
| 4.1 前言 | 第68页 |
| 4.2 实验原料和仪器 | 第68-72页 |
| 4.2.1 实验原料 | 第68-72页 |
| 4.2.2 实验试剂及主要设备 | 第72页 |
| 4.3 实验方法 | 第72页 |
| 4.4 结果与讨论 | 第72-77页 |
| 4.4.1 搅拌速度对磷去除率的影响 | 第72-73页 |
| 4.4.2 反应温度对磷去除率的影响 | 第73-74页 |
| 4.4.3 盐酸浓度对磷去除率的影响 | 第74页 |
| 4.4.4 碳化稻壳粒径对磷去除率的影响 | 第74-75页 |
| 4.4.5 超声功率对磷去除率的影响 | 第75-76页 |
| 4.4.6 超声频率对磷去除率的影响 | 第76页 |
| 4.4.7 扫描电子显微镜分析 | 第76-77页 |
| 4.5 动力学分析 | 第77-84页 |
| 4.5.1 常规缩核模型 | 第77-79页 |
| 4.5.2 新型缩核模型 | 第79-81页 |
| 4.5.3 宏观反应动力学方程 | 第81-84页 |
| 4.6 本章小结 | 第84-86页 |
| 第5章 小型电弧炉制备工业硅的研究 | 第86-120页 |
| 5.1 前言 | 第86页 |
| 5.2 电弧炉冶炼工业硅的热力学分析 | 第86-94页 |
| 5.2.1 冶金过程发生的反应 | 第86-89页 |
| 5.2.2 SiO_2-C系统状态图 | 第89-94页 |
| 5.3 实验原料及配比计算 | 第94页 |
| 5.3.1 实验原料 | 第94页 |
| 5.3.2 原料配比计算 | 第94页 |
| 5.4 球团制备 | 第94-98页 |
| 5.4.1 制备球团的方法 | 第94页 |
| 5.4.2 球团性能的测量方法 | 第94-95页 |
| 5.4.3 保压时间对球团性能的影响 | 第95-96页 |
| 5.4.4 压力对球团性能的影响 | 第96-97页 |
| 5.4.5 粘结剂对球团性能的影响 | 第97-98页 |
| 5.5 电弧炉制备多晶硅的过程 | 第98-99页 |
| 5.5.1 主要设备 | 第98页 |
| 5.5.2 电弧炉的冶炼操作 | 第98-99页 |
| 5.6 结果与讨论 | 第99-118页 |
| 5.6.1 散料层区 | 第99-100页 |
| 5.6.2 结壳层区 | 第100-108页 |
| 5.6.3 空腔区(含坩埚壁) | 第108-112页 |
| 5.6.4 产物区 | 第112-117页 |
| 5.6.5 颗粒状与粉末球团状原料结壳层的形貌 | 第117页 |
| 5.6.6 酸洗对产物硅杂质含量的影响 | 第117-118页 |
| 5.7 本章小结 | 第118-120页 |
| 第6章 以碳化稻壳为原料制备工业硅的研究 | 第120-142页 |
| 6.1 前言 | 第120-121页 |
| 6.2 实验原料及配比计算 | 第121-122页 |
| 6.2.1 实验原料 | 第121-122页 |
| 6.2.2 原料配比计算 | 第122页 |
| 6.3 球团制备 | 第122-125页 |
| 6.3.1 制备球团的方法 | 第122页 |
| 6.3.2 球团性能的测量方法 | 第122页 |
| 6.3.3 保压时间对球团性能的影响 | 第122-123页 |
| 6.3.4 压力对球团性能的影响 | 第123-124页 |
| 6.3.5 粘结剂对球团性能的影响 | 第124-125页 |
| 6.4 电弧炉制备多晶硅的过程 | 第125页 |
| 6.4.1 主要设备 | 第125页 |
| 6.4.2 电弧炉的冶炼操作 | 第125页 |
| 6.5 结果与讨论 | 第125-139页 |
| 6.5.1 散料层区 | 第125-126页 |
| 6.5.2 结壳层区 | 第126-133页 |
| 6.5.3 空腔区(含坩埚壁) | 第133-139页 |
| 6.6 杂质元素在坩埚内部的分布行为 | 第139-141页 |
| 6.7 酸洗料与未酸洗料产物硅中杂质的对比 | 第141页 |
| 6.8 本章小结 | 第141-142页 |
| 第7章 电弧炉制备工业硅反应机理的探讨 | 第142-150页 |
| 7.1 前言 | 第142页 |
| 7.2 冶炼过程中的化学反应 | 第142-144页 |
| 7.3 结壳层的反应机制 | 第144-147页 |
| 7.3.1 结壳层中碳化硅的形成 | 第145-146页 |
| 7.3.2 结壳层中硅的形成 | 第146-147页 |
| 7.4 坩埚壁处的反应机制 | 第147-148页 |
| 7.5 产物区的反应机制 | 第148-149页 |
| 7.6 本章小结 | 第149-150页 |
| 第8章 结论与展望 | 第150-154页 |
| 8.1 结论 | 第150-152页 |
| 8.2 展望 | 第152-154页 |
| 参考文献 | 第154-164页 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 | 第164-166页 |
| 致谢 | 第166页 |
