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太阳能级多晶硅冶金制备技术的研究进展

刘宁 , 张国梁 , 李廷举 , 张剑 , 马晓东 , 罗大伟

材料导报

随着光伏市场需求不断增加,满足光伏电池技术经济指标要求的硅材料出现严重短缺,低成本提纯冶金硅至太阳能级硅的工艺技术越来越受到广泛重视.分析了国内外光伏产业的发展现状和趋势,重点介绍了冶金法提纯太阳能级硅工艺中的湿法精炼、定向凝固、真空熔炼、造渣法、电子束精炼和离子束精炼等常用技术的原理与研究现状,并进行了比较分析,展望了应用前景.

关键词: 太阳能级硅 , 冶金法 , 提纯

圆柱体激光相变硬化三维温度场数值计算

张立文 , 王晓晖 , 王富岗 , 夏元良 , 张国梁

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2002.01.016

建立了圆柱体工件激光相变硬化过程的三维传热学模型,根据此模型,采用有限差分法对圆柱体工件在激光相变硬化过程中的三维非稳态温度场进行了数值模拟,预测了42CrMo钢圆柱体工件激光相变硬化区的宽度和深度.对42CrMo钢圆柱体工件进行了激光相变硬化实验,并实测了工件激光相变硬化区的宽度和深度.研究结果表明:采用数值计算的方法,可以准确地计算出圆柱体激光相变硬化过程的温度分布及微观组织分布;预测的激光相变硬化区宽度和深度与实验测量结果符合的较好.

关键词: 激光相变硬化 , 温度场 , 有限差分法

激光相变硬化过程数值分析与工艺优化系统

张立文 , 裴继斌 , 张国梁 , 陈騛騢

兵器材料科学与工程 doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2001.03.012

应用本系统可建立不同钢种的热物性参数库和激光相变硬化处理工艺参数库.建立了激光相变硬化过程的传热模型,应用有限元或有限差分方法计算了激光相变硬化过程的温度场及组织场.计算出的温度场和组织场可以用图形的方式直观地显示出来.激光相变硬化区宽度和深度的计算结果与实验符合较好,为工艺优化提供了依据.

关键词: 激光相变硬化 , 有限元 , 有限差分 , 温度场

纯铜动态再结晶过程的元胞自动机模拟

卢瑜 , 张立文 , 邓小虎 , 王赛 , 裴继斌 , 张国梁

金属学报

基于热加工过程金属学原理,建立了纯铜动态再结晶的二维元胞自动机模型,模拟了加工硬化、动态回复、形核及再结晶晶粒生长等一系列过程。利用该模型可得到整个热加工过程流变应力变化,晶粒的形态、晶粒取向和大小及分布。流变应力的大小可由基体与再结晶晶粒位错密度的平均值计算。采用该模型对不同应变、应变率、温度下纯铜动态再结晶过程进行了模拟,模拟结果与相同热变形条件下纯铜实验结果吻合较好。本模型将微观尺度位错运动与介观尺度晶界移动动力学及宏观热加工参数进行了初步结合,为将来多尺度模拟研究奠定了基础。

关键词: 动态再结晶 , cellular automata , microstructure evolution , growth kinetics

冶金法提纯工业硅的研究

刘德华 , 张国梁 , 马晓东 , 刘宁 , 李廷举

功能材料

以冶金级硅为原料进行了制备高纯多晶硅锭的研究,自行设计了真空感应熔炼与定向凝固设备、电子束熔炼设备.通过酸洗、真空感应熔炼与第一次定向凝固、电子束熔炼、真空感应熔炼与第二次定向凝固等组合步骤对工业硅进行提纯.利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)进行成分分析,实验结果表明,定向凝固有效去除了金属杂质,电子束对蒸汽压高的元素,尤其是磷元素的去除作用明显.Al的浓度降低到了0.4×10~(-6),Fe、Ca、Ti、Mn、Cu、Zn等金属杂质的浓度降到了0.1×10~(-6)以下,P含量降低到1.5×10~(-6).

关键词: 冶金级硅 , 真空感应熔炼 , 定向凝固 , 电子束熔炼

高分子复合减振钢板的研究及其应用进展

吕成 , 张国梁 , 张立文 , 史从学

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2005.03.002

由钢板和高分子材料复合制得的减振钢板是近年来国内外迅速发展的新型材料,具有显著的减振、降噪的作用,是振动、噪声场合替代纯金属板材的理想环保产品.论述了减振钢板的制造方法、减振性能和成形性能,简述了减振钢板在国内外的应用进展和应用实例,并提出了今后研究减振钢板应重视的问题.

关键词: 钢板 , 减振 , 成形性能

纯铜动态再结晶过程的元胞自动机模拟

卢瑜 , 张立文 , 邓小虎 , 裴继斌 , 王赛 , 张国梁

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.03.007

基于热加工过程金属学原理,建立了一类改进动态再结晶二维元胞自动机模型,模拟了加工硬化,动态回复、形核及再结晶晶粒长大等一系列过程.利用该模型可得到整个热加工过程流变应力变化,晶粒的形态、晶粒取向及大小.流变应力的大小可由基体与再结晶晶粒位错密度的平均值计算.采用该模型对不同应变,应变率及温度下纯铜动态再结晶过程进行了模拟,模拟结果与相同热变形条件下纯铜实验结果吻合较好.

关键词: , 动态再结晶 , 模拟 , 微观组织演化

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