水冷铜模与砂模铸造M2钢显微组织对比

采用实验室25 kg高频真空感应炉熔炼M2钢,并用水冷铜模和砂模均浇铸为横截面100 mm×50 mm的M2钢铸锭,研究冷却速度对M2钢二次枝晶间距、渗透率、碳化物和晶粒尺寸及分布的影响.研究结果表明：M2钢凝固过程中,快的冷却速度能有效减小二次枝晶间距、渗透率、晶粒和网状碳化物的尺寸,同时可以改善晶粒和网状碳化物的分布和均匀性；砂模和水冷铜模M2钢铸锭的平均二次枝晶间距分别为42.5μm和21.6μm,平均冷却速度为1.06 K·s-1和12.50 K·s-1,平均渗透率分别为0.13μm2和0.035μm2.快的冷却速度能有效减轻中心碳偏析程度,砂模和水冷铜模模铸的M2钢铸锭中心碳化物面积分数分别为0.46和0.30,且其较各自的平均值分别增大38.7%和2.2%；水冷铜模铸锭平均晶粒尺寸(43.1μm)较砂模铸锭的平均晶粒尺寸(72.6μm)减小约40.7%,铸锭中心晶粒尺寸减小43.2%,且水冷铜模铸锭的晶粒尺寸较砂模铸锭均匀.文中获得了M2钢凝固过程中晶粒尺寸与冷却速度的关系式.     

Al2O3衬底上多晶硅薄膜的外延和区熔再结晶

研究了陶瓷衬底上多晶硅薄膜的生长和区熔再结晶.利用快速热化学气相沉积(RTCVD)方法,在低成本的Al2O3衬底上沉积了重掺杂的致密多晶硅薄膜,薄膜的晶粒尺寸在微米级.经区熔再结晶(ZMR)后,薄膜的晶粒尺寸有了较大的提高,而且迁移率较高,这样的薄膜可以用作晶体硅薄膜太阳电池的籽晶层.最大的晶粒达到毫米量级,空穴迁移率超过50 cm2·V-1·s-1.在籽晶层上外延的活性层形貌与此类似.这些结果显示这种薄膜在光伏应用方面有较大的潜力.     

微量Sc和Zr对7A55合金铸锭组织的细化机理

采用光学显微镜和扫描电镜研究了微量Sc和Zr元素对7A55合金铸锭组织的细化作用及其细化机理. 研究结果表明: 单独添加微量的Sc或Zr对7A55合金铸锭组织均有一定的细化作用, 而复合添加0.10%Sc 0.20%Zr则对7A55合金铸锭组织产生强烈的晶粒细化作用. 当Sc和Zr添加量分别达到0.30%和0.18%时, 铸锭平均晶粒尺寸仅为10～15μm, Al3Sc/Al3Zr质点对7A55合金起了非均质晶核细化晶粒的作用.     

区熔再结晶制备多晶硅薄膜太阳电池

研究了区溶再结晶（ZMR）设备及其工艺特点。在覆盖SiO2的重掺P型单晶硅衬底上用快速热化学气相沉积（RTCVD）在其上沉积一层很薄的多晶硅薄膜,用区熔再结晶法对薄膜进行处理,得到了晶粒致密,且取向一致的多晶硅薄膜层。以此薄膜层为籽晶层,再在上面以RTCVD制备电池活性层,经过标准的太阳电池工艺,得到了转换效率为10．21％,填充因子为0．6913的电池产品。     

AZ91D镁合金组织细化及其对部分重熔半固态组织的影响

通过对熔体进行高强度剪切处理,研究了其对AZ91D镁合金的组织细化作用,获得了不同的铸锭组织,并研究了铸锭初始组织对二次加热后组织的影响.结果表明,熔体高强度剪切处理具有显著的晶粒细化作用,在650℃对熔体高强度剪切处理后,AZ91D镁合金铸锭平均晶粒尺寸由500μm降到170μm.降低熔体处理温度至605℃,组织得到进一步细化,平均晶粒尺寸约为60μm.原始组织大小对二次加热后组织的大小、液相分布具有重要的影响.熔体高强度剪切处理对AZ91D镁合金铸锭的晶粒细化作用在二次加热后能够基本保留下来.在相同的加热条件下,均匀细小的原始组织有利于获得更高的有效液相分数和更趋于球形的晶粒组织.     

多晶硅电阻中晶粒数、晶粒平均长度及激活能的确定

提出了一种基于实测伏安特性确定多晶硅电阻中晶粒数及晶粒平均长度的方法。用该法得出的结果同透射电子显微镜的实测统计结果符合较好，平均偏差小于１５％，给出了基于多晶硅电阻电流温度关系实测曲线得出的晶粒边界激活能。结果显示：经Ｈ２气氛４５０℃３０ｍｉｎ退火的样品，其激活能高于未退火的。     

铝分层诱导晶化非晶硅的研究

铝诱导晶化(AIC)法是一种低成本、低温制备高质量多晶硅薄膜的方法.采用磁控溅射和自然氧化法在石英衬底上生长铝/三氧化二铝/非晶硅结构的材料,然后进行低温(低于硅铝共熔温度577℃)退火处理.通过共焦显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)和X射线衍射(XRD)手段进行表征.结果表明,退火后薄膜分为两层,上层是铝、非晶硅和多晶硅的连续混合膜,随退火时间增加,上层晶化率快速增加;下层形成了完全晶化的大尺寸多晶硅晶粒,晶粒结晶质量接近单晶硅;增加退火时间,下层晶粒增长很缓慢;降低退火温度,下层晶粒尺寸明显增大;形成的多晶硅薄膜均具有高度(111)择优取向.并且,进一步地对上述退火过程中样品的变化行为作出分析.     

多晶硅铸锭炉热场底部改进的数值模拟研究

多晶硅铸锭炉热场的优化改进对于生长高质量的多晶硅极为重要。本文结合计算机数值模拟，对多晶硅铸锭炉热场的底部进行优化，并分析了这一项优惠对温场，流场和界面的影响。模拟结果表明，热场优化后，杂质分布更加均匀，更有利于定向凝田过程。     

添加熔融石英提高粘土质浇注料抗热震性的研究

通过在焦炉炉门用粘土质浇注料中添加熔融石英颗粒替代相同粒度的粘土颗粒试验,研究了熔融石英添加量对粘土质浇注料性能的影响,探讨了熔融石英的热性能及其析晶性.结果表明,由于低膨胀系数熔融石英的添加,不仅降低了材料的热膨胀系数,而且因熔融石英颗粒与基质相热膨胀系数的差异在热震过程中产生了大量微裂纹,由于热膨胀系数的降低和微裂纹增韧双重作用,使得浇注料的热震稳定性明显提高;同时,添加熔融石英后粘土浇注料体积密度和显气孔率减小,因而一定程度上提高了抗热震性;但浇注料的烘后及烧后抗折强度随熔融石英添加量的增大而降低.熔融石英的添加量以8%～16%为宜.     

铝原子在多晶硅晶粒间界分凝的AES研究

多晶硅目前正广泛地应用于大规模集成电路、P-N结器件和太阳电池等领域之中,但是,由于多晶硅中存在着大量的晶粒间界,晶粒间界既是多数载流子输运的阻挡势垒,又是少数载流子的陷井和复合中心,所以,晶粒间界的存在严重地影响着多晶硅及其器件的电学特性。然而,有些掺杂原子在多晶硅晶粒间界的分凝会使多晶硅的物理和电学特性得到改善,并为找到降低和消除多晶硅晶粒间界的影响的方法指明方向。     

以太阳能产业为依托 把新余高专打造成为全国知名的中国太阳能大学

2005年，江西赛维LDK太阳能高科技有限公司在新余落户。该公司是一家集太阳能多晶硅铸锭和多晶硅片研发、生产、销售为一体的高新技术光伏企业，2006年该企业成功投产，从而解决了我国光伏产业发展头小尾大的上游核心技术瓶颈，也为下游企业产品的推广提供了更为广阔的空间。[第一段]     

温度对RTCVD法制备多晶硅薄膜生长的影响

多晶硅薄膜太阳电池是21世纪最具发展潜力的薄膜太阳电池.如何快速、大面积、高质量地沉积多晶硅薄膜一直是多晶硅薄膜太阳电池研究中的一个核心问题.文中以SiHCl3为硅源、B2H6为掺杂气,采用先进的快热化学气相沉积法(RTCVD)制备了大晶粒的多晶硅薄膜.所制备的薄膜厚度为30~40μm,沉积速率达3~7μm/min.文中还分析了沉积温度对多晶硅薄膜生长速率及晶体微观结构的影响.结果表明:当沉积温度在900~1170℃时,平均生长速率随温度近似单调递增,此时薄膜生长由表面反应阶段控制;随着温度的升高,薄膜平均晶粒尺寸也由900℃时的不足3μm增长到1170℃时的超过30μm;温度较低时,薄膜易向[220]方向生长;温度达到1170℃时,多晶硅薄膜有向[111]方向生长的趋势.     

基于实验与3D-CAFé法的高硅钢铸锭凝固行为

通过空冷和水冷实验研究了高硅钢的铸态组织,发现高硅钢铸态组织主要由粗大的柱状晶构成,水冷铸锭中柱状晶比例高达90%以上.依据铸锭的化学成分和晶粒统计结果,确定了3D-CAFE法模拟所需的枝晶生长动力学系数及高斯分布等参数.采用CAFE法对不同冷却条件下高硅钢的凝固过程进行模拟研究,发现空冷铸锭较水冷铸锭的温度场更均匀,糊状区更宽阔;空冷铸锭呈"过渡式"凝固,水冷铸锭呈"分层式"凝固;空冷流场较水冷流场更稳定,凝固末期冒口处出现明显的抽吸现象,而水冷模拟结果中未观察到该现象.组织模拟结果发现,模拟得到的高硅钢凝固组织无论是形貌还是晶粒尺寸都与实验结果相一致;最后通过改变浇注温度模拟研究了过热度对高硅钢凝固组织的影响,结果表明,随着过热度的降低,铸锭中心等轴晶率提高,晶粒数量增加,晶粒尺寸变得细小.     

高频拉铸工艺对锡磷青铜铸坯品质的影响

研究了生产锡磷青铜采用短节距、高频率以及二次反推的牵引制度的高频拉铸工艺.结果表明：高频拉铸工艺可以细化铸锭晶粒、减少成分偏析和枝晶偏析,得到成分均一、组织均匀的优良铸锭,可减少后续加工的缺陷发生率,提高了生产效率.     

多晶硅薄膜晶体管的有效迁移率模型

提出一个多晶硅薄膜晶体管的有效迁移率模型.该模型同时考虑了晶体管沟道内晶粒的数目、载流子在晶粒与晶粒间界处不同的输运特性和栅致迁移率降低效应,适应于从小晶粒到大晶粒线性区的多晶硅薄膜晶体管.研究表明:当晶粒尺寸Lg0.4μm时,其有效迁移率主要由晶粒间界控制;降低晶粒间界陷阱态密度可提高有效迁移率;减小栅氧化层厚度可增强栅压对有效迁移率的控制作用;高栅压时出现明显的有效迁移率退化效应.     

以熔融石英为硅质原料动态水热合成硬硅钙石

采用熔融石英作为硅质原料,由碳酸钙煅烧获得的氧化钙作为钙质原料,在高压反应釜中动态水热合成硬硅钙石.研究了合成温度、保温时间、水固比对最终结晶产物的影响.采用XRD、SEM分析样品的物相和形貌.实验结果表明:合成硬硅钙石的最佳工艺条件为反应温度210℃、保温时间5.5h、水固比20;其制品体积密度为192kg/m3.使用熔融石英为原料,其反应活性高,用水量降低,与普通石英原料相比水固比下降50%,大幅提高了生产效率.     

超声外场对7085铝合金基体组织及第二相的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)等技术研究超声外场对7085铝合金基体组织以及第二相组织的影响规律。研究结果表明:与未施加超声外场的铸锭相比,经过超声外场处理的铸锭中呈现出大量尺寸细小、分布均匀的等轴晶组织,平均晶粒粒径减小到176μm,Zn和Mg在基体中的固溶度分别提高22%和54%;超声外场下,第二相组织的形貌和尺寸也得到很大的改善,失去长条状和针状的特征,呈现出细小弥散的第二相组织,θ+T共晶组织平均长度减少20%,Al3Fe相平均长度减少32%,Mg2Si相平均长度减少45%,Al3Fe相和Mg2Si相中的合金元素部分被固溶到基体组织中。     

采用顶部籽晶熔融辅助熔渗法制备高性能单畴GdBCO超导块材

在顶部籽晶熔渗生长工艺(TSIG)的基础上,本文采用熔融织构生长(MTG)辅助法制备高性能大尺寸单畴GdBCO超导块材,并且对样品的生长形貌、晶体界面生长结构、磁悬浮力以及捕获磁通进行了研究分析.研究结果表明,采用顶部籽晶熔融辅助熔渗生长工艺可以有效地提高NdBCO籽晶的利用率,抑制样品在生长过程中产生随机成核现象,从而大大地提高制备单畴样品的有效率.此外,用新的生长工艺还有助于提高GdBCO样品的性能.     

低频电磁铸造7050铝合金的组织与性能

采用新型低频电磁铸造技术制备了7050铝合金120 mm铸锭,研究了低频电磁场对铸锭组织和性能的影响.并对比研究了常规DC铸造和低频电磁铸造铸锭挤压和热处理后的组织与性能.结果表明,低频电磁铸造显著细化晶粒组织,并使组织分布均匀,改善铸锭的铸态力学性能.固溶并时效处理后,常规DC铸锭挤压棒材抗拉强度达到676.5 MPa,延伸率达到11.2%;低频电磁铸锭挤压棒材抗拉强度略有提高,达到677.5 MPa,延伸率提高较大,达到13.2%.低频电磁铸造对7050铝合金挤压棒材最终抗拉强度影响不大,但能够显著提高延伸率.     

超重力场和稀土La变质对Al-14.5Si合金组织及硬度的影响

利用超重力场凝固技术和稀土La变质方法制备Al-14.5Si合金铸锭,研究了3000g超重力场下La含量对Al-14.5Si合金组织及硬度的影响。结果表明,3000g超重力场下凝固的Al-14.5Si合金铸锭主要分为边部和芯部两个区域。芯部占主要部分(14～16mm),在水平和垂直方向的组织都较为均匀,为超细共晶硅组织;边部厚度约为2～3mm,组织共晶硅较为粗大。水平方向上,铸锭显微硬度波动较大,中心区域最高;垂直方向上铸锭显微硬度波动较小。随着La含量的增加,共晶硅尺寸呈现先降低后增加的趋势,当La含量为0.6%时,晶粒细化程度最高,芯部共晶硅尺寸最小,平均直径约为0.25μm,平均长度约为0.37μm;芯部显微硬度随La含量增加呈先增加后降低的趋势,当La含量为0.4%时,铸锭芯部平均硬度最高可达HV91,相较普通重力场下未变质合金提升了48.2%。由此可见,超重力和稀土La变质对Al-14.5Si合金芯部共晶组织的细化及硬度的提升起到正协同作用。