Sr和Zr共掺的Al-Si低温溶剂精炼体系下同步去除Si中P和B

目前大多数的合金法研究都是添加一种过渡族金属元素到熔炼体系中来达到有效去除Si中B、P的目的。但事实上，冶金硅中存在的非金属杂质元素通常是B、P共存。因此，同时高效的去除Si中B、P技术明显更适合于实际生产应用。为了同步高效去除初晶Si中的关键杂质元素P和B，我们首先采用Zr和Sr作为Al-Si凝固精炼过程中的B和P捕获剂元素。在Al-Si-Zr-Sr体系中，Al-Si合金中Zr和Sr的加入可以在熔体中析出ZrB₂相和含P的Al₂Si₂Sr相。在Al-Si-Sr-Zr体系中，初晶Si中P和B的去除率分别在84.8% ~ 98.4%和90.7% ~ 96.7%范围内。其中Sr-32000+Zr-3000 (μg·kg-1)试样条件的去除效果最好，初晶Si中P和B的去除率分别达到了98.4%和96.1%。通过Al–Si–Zr–Sr体系和Al–Si–(Zr或Sr)体系的对比研究，Sr和Zr共掺对P和B的去除效果没有明显的下降趋势，说明含B/P杂质相的成核和生长是相互独立的。最后，我们建立了Sr/Zr析出相在熔体中形核和生长过程的演化模型，并揭示了杂质相与初晶Si之间的相互作用。