吕国强
,
马文会
,
王华
,
魏奎先
,
杨玺
,
罗涛
,
薛海洋
材料热处理学报
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.
关键词:
工业硅
,
真空感应精炼
,
速度分布
,
数值模拟
杨玺
,
吕国强
,
马文会
,
罗涛
机械工程材料
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.
关键词:
冶金级硅
,
电导率
,
温度变化
,
金属杂质
吕国强
,
杨玺
,
刘成
,
马文会
,
陈道通
,
蒋鹏仪
材料热处理学报
以实验室10 t/a VODS型多晶炉为原型,对其凝固过程的热场、固液界面和热应力进行了瞬态模拟与实验验证.结果表明:在坩埚底部有水冷热交换块的真空定向凝固系统中硅料凝固会产生较大的热应力,增加环形保温结构使热区封闭后可改变炉内换热过程,从而改变硅料凝固情况;硅料在坩埚底部为石墨热交换块的系统中凝固时产生的热应力相对较小,但固液界面的形状会发生较大的改变,影响晶粒的生长.炉膛内径适当变宽有利于炉内热区温度分布更合理,使得硅料凝固时的固液界面更加理想.通过实验验证了多晶硅在坩埚底部无需进行水冷换热情况下进行真空定向凝固能达到冶金法生产太阳能级多晶硅的要求,这为提高冶金法制备太阳能级多晶硅质量、降低系统能耗具有一定的指导意义.
关键词:
多晶硅
,
真空定向凝固
,
数值模拟
,
固液界面
,
少子寿命
吕国强
,
马文会
,
杨玺
,
罗涛
,
薛海洋
材料热处理学报
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.
关键词:
工业硅
,
真空感应精炼
,
温度场
,
数值模拟
王军现
,
于洁
,
吕国强
,
马文会
,
杨玺
,
杨兴卫
硅酸盐通报
应用VOF(Volume-of-Fluid)多相流模型,对单个气泡在水中的运动情况进行三维模拟,对气泡在上升过程中的变形与自由表面的波动情况进行研究,表明所建立的数学模型具有一定的合理性.以某公司的底吹氧化精炼硅包为原型,运用数值模拟的方法对富氧-硅液两相流进行三维瞬态数值模拟,研究硅包内不同截面气泡主要参数、气体体积分数分布规律、硅包内液体流动情况以及自由液面波动情况,为硅包的结构设计、寿命计算以及工业硅炉外精炼的优化提供了基础与依据.
关键词:
气泡
,
两相流
,
数值模拟
,
硅包
