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Si purification by enrichment of primary Si in Al-Si melt被引量：5: 2013年; The primary silicon crystals and AI-Si alloy in hypereutectic A1-Si melt were separated by electromagnetic stirring and directional solidification. Additionally, the distribution feature of impurities in A1-Si system was verified. The results show that the impurities are mainly located in A1-Si alloy and the grain boundaries between the A1-Si alloy and primary silicon. Furthermore, the morphology of primary silicon changes from fish-bone like to plate like and spheroid due to the different Si contents. The amount of impurities decreases with the increasing of Si content in different positions of the sample. The amount of impurities in the bottom of the sample is approximately 10× 10^-6, which is obviously improved compared with the 1248.47 × 10^- 6 in metallurgical Si.; 余文轴马文会吕国强任永生薛海洋戴永年; 关键词：IMPURITY

工业硅真空感应精炼过程数值模拟被引量：2: 2013年; 用Multi-physics Comsol软件对工业硅真空感应精炼过程的温度场进行了二维数值模拟和分析,定量研究了精炼过程熔池中温度场动态分布特征。结果表明:精炼过程中熔池中存在不均匀的温度场,温度梯度随时间和空间位置发生变化,在保温阶段熔池底部和表面温差最大值为382 K。精炼过程中硅料熔化前后的温度分布明显不同,硅料熔化后电磁搅拌形成的热流场和熔池表面向外的热辐射对精炼过程熔池中温度分布产生了重要影响。; 吕国强马文会杨玺罗涛薛海洋; 关键词：工业硅温度场数值模拟

不同纯度冶金级硅电导率随温度的变化: 2013年; 在不同温度下,采用自主设计的测试设备测试了不同纯度和不同厚度的冶金级硅的电导率,分析了冶金级硅的纯度对电导率的影响。结果表明:采用厚度较薄的硅片进行电导率测试能更准确反映出电导率随温度的变化关系;当温度达到650℃以上时,本征激发作用明显,冶金级硅电导率开始迅速增大,并且纯度较高、金属杂质含量较少的硅电导率随温度的升高增幅较大;最后,根据测量出的电导率进行了数值拟合,得到了冶金级硅电导率随温度变化的数学表达式。; 杨玺吕国强马文会罗涛; 关键词：电导率温度变化金属杂质

矩形网格上二元矩阵切触有理插值的新方法被引量：1: 2013年; 熟知的矩阵切触有理插值的方法都与连分式有关,不仅计算繁琐,而且难以避免出现"极点、不可达点"。用网格点构造有理插值基函数,用型值点构造具有承袭性的各阶矩阵插值算子,通过插值基函数与插值算子作线性运算,构造出二元矩阵各阶切触有理插值函数,有效避免了有理插值的"极点、不可达点"问题。若选择适当的参数,还可以任意降低插值函数的次数,数值例子表明了该方法简单、有效、实用性强。; 经慧芹张桂芳廖永宜; 关键词：矩形网格二元矩阵切触有理插值

直流电弧对工业硅埋弧炉内传热过程影响的数值模拟被引量：4: 2014年; 为优化直流埋弧炉工业硅冶炼过程,建立二维轴对称等离子体电弧的磁流体动力学模型,运用有限元分析软件,计算得到了等离子体电弧的形态特征分布,并与已有的实验测量结果进行了比较。通过计算不同电流、弧长条件下电弧的温度、速度变化以及熔池表平面的热通量组成分布,分析了电弧的形态变化规律和电弧的传热方式,由此计算不同电流值、不同电弧弧长的条件时,电弧向阳极熔池表面传热的效率。结果表明:弧长越长,向熔池表面传热的效率越小;电流越大,向熔池表面传热的效率越高。基于结果分析,工业硅生产应采用长电弧低电流高电压的冶炼模式。; 孙亚娟王华吕国强; 关键词：工业硅数值模拟

工业硅生产过程的热力学分析与优化被引量：2: 2014年; 为了优化现有矿热炉碳热还原炼硅工艺,提高工业硅的产出量,利用热力学软件HSC,基于平衡常数法,对二氧化硅碳热还原制取工业硅的反应过程进行了热力学计算,并用HSC软件的化学反应平衡模块模拟分析了在煅烧的石英石和碳质还原剂中添加碳化硅对反应的影响。通过软件模拟,分析加入SiC作为原始物料后,不同物料配比对硅产出率的影响。结果表明:在煅烧的石英石和碳质还原剂中添加适量碳化硅可以促进反应的进行,以SiO2、SiC、C为炉料,当输入摩尔比为m(SiO2/C/SiC)=3∶1∶2时,硅产出量相对最高。; 孙亚娟王华吕国强; 关键词：工业硅热力学分析

多晶硅真空定向凝固系统的仿真优化与实验研究被引量：3: 2014年; 采用模拟和实验相结合的方法,研究了真空定向凝固系统中炉内底部保温层结构对多晶硅温度场及凝固过程中固-液界面的影响,对比了底部保温层为开口、半封闭与全封闭3种情况下的温度分布及凝固情况。模拟的结果表明,在底部保温层全封闭时,热区的辐射加热效果加强,同时也增加了冷区的散热效果,使坩埚中的硅料温度梯度增大。在此基础上,建立了不需要进行坩埚底部水冷换热的凝固系统,并进行了实验。实验结果与理论分析基本一致,说明可以通过调节炉内装置来优化多晶硅的真空定向凝固系统,对该系统的设计和优化起到指导与参考作用。; 杨玺吕国强马文会魏奎先罗涛戴永年; 关键词：多晶硅系统仿真保温结构

矩阵切触有理插值函数构造方法: 2014年; 矩阵切触有理插值的传统方法是连分式.连分式的优点是:格式相对固定,迭代方便;缺点是:算法的可行性是有条件的,且计算繁琐,可能出现极点或不可达点等.为了克服上述缺陷,提出了一种有别于连分式的矩阵切触有理插值的新方法.首先构造基函数及Tailor型插值算子,然后将二者作线性组合,得出各阶导数条件下的矩阵切触有理插值函数公式,证明了相应的定理,给出了误差估计及插值函数的一般计算步骤.本文的方法简单,计算量小,不需要任何附加条件,所构造的Tailor型插值算子具有承袭性,所得插值函数无极点和不可达点.数值例子说明了该方法的有效性和实用性.; 经慧芹; 关键词：插值算子插值函数

工业硅真空感应精炼过程熔体流动行为数值模拟被引量：5: 2013年; 用Multi-physics Comsol软件对工业硅真空感应精炼过程的电磁场和流场进行了数值模拟,定量研究了精炼过程熔池中电磁场和流场动态分布特征。结果表明:磁感应强度集中在线圈高度范围的区域,在径向由表及里衰减;电源输入频率对硅熔体的流场分布和流速都有显著影响,电流密度增大会明显增大搅拌速度;当频率为3000 Hz时,硅熔体表现为先从坩埚内壁向下再由坩埚中心向上隆起然后流向四周的循环流动特征,流场内部存在上下两个涡核,搅拌形成的这种循环流动有利于传热和杂质元素向硅熔体表面迁移和挥发。; 吕国强马文会王华魏奎先杨玺罗涛薛海洋; 关键词：工业硅

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国家自然科学基金(51066003)