[發明專利]一種硅鋁合金的制備方法

無效

• 申請號: 200910154914.2
• 申請日: 2009-11-26
• 公開（公告）號: CN101705383A
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 楊德仁;顧鑫;闕端麟
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 韓介梅

技術領域

本發明涉及一種硅鋁合金的制備方法。

背景技術

目前，為了降低硅太陽能電池的材料成本，物理法提純金屬硅制備太陽能級多晶硅被全世界廣泛研究。其中，有一種叫“硅鋁合金法”的提純技術。這種技術需要將硅和鋁混合后加熱，利用硅在鋁中的偏析原理提純硅。但是，硅和鋁的混合往往是不均勻的，這樣容易導致最終產品的產率和質量下降。

傳統意義上的鋁硅系合金，也叫“硅鋁明”或“矽鋁明”。有良好鑄造性能和耐磨性能，熱脹系數小，是鑄造鋁合金中品種最多，用量最大的合金。但是，這種硅鋁合金中硅的含量最高一般為25％，如果用于硅的提純，那將是對鋁的大量浪費，且難以達到降低成本的初衷。而傳統的方法要么很難制備高硅含量的合金，要么耗時耗電，都不適用于低成本低能耗的物理法提純。

發明內容

本發明的目的是提供一種新的硅鋁合金的制備方法，用這種方法制備的硅鋁合金具備硅含量高，混合均勻，致密性好，方法簡單，成本低，能耗低的優點。

本發明的硅鋁合金的制備方法，其步驟如下：

1)將粒徑分別為0.05mm～10mm金屬硅與金屬鋁去油、清潔、烘干后，按質量比金屬硅∶金屬鋁＝1∶0.5～1∶2.5混合均勻，壓制成固體混合物；

2)將固體混合物放入加熱爐中，加熱至300～600℃，保溫1～3h，然后升溫至800～1250℃，保溫3～19h，將爐溫降低到室溫，得到硅鋁合金。

本發明利用了粉末冶金的原理，將硅和鋁壓制成形后加熱，可以制備得到硅含量高，混合均勻，致密性好的硅鋁合金，該方法具備操作簡單，成本低，能耗低的優點，能夠滿足“硅鋁合金法”提純多晶硅的要求。

具體實施方式

實例1

1)將粒徑為0.1mm的金屬硅與粒徑為0.1mm的金屬鋁分別用無水乙醇去油，用去離子水將附著的乙醇沖洗干凈，烘干；按質量比金屬硅∶金屬鋁＝1∶2.5混合均勻，用10MPa的壓力壓制成圓柱體；

2)將步驟1)的圓柱體放入加熱爐中，加熱至300℃，保溫1h，然后升溫至800℃，保溫3h，將爐溫降低到室溫，得到硅鋁合金。此例中制得的硅鋁合金經EDS能譜分析得知其硅鋁分布均勻，經ICPAES分析得知硅含量達29％，密度為2.57g/cm³，與該硅含量下的鋁硅合金密度理論數值很接近，證明其致密性較好。

實例2

1)將粒徑為10mm的金屬硅與粒徑為10mm的金屬鋁分別用無水乙醇去油，用去離子水將附著的乙醇沖洗干凈，烘干；按質量比金屬硅∶金屬鋁＝1∶0.5混合均勻，用40MPa的壓力壓制成圓柱體；

2)將步驟1)的圓柱體放入加熱爐中，加熱至600℃，保溫6h，然后升溫至1250℃，保溫19h，將爐溫降低到室溫，得到硅鋁合金。此例中制得的硅鋁合金經EDS能譜分析得知其硅鋁分布均勻，經ICPAES分析得知硅含量達61％，密度為2.48g/cm³，與該硅含量下的鋁硅合金密度理論數值很接近，證明其致密性較好。

實例3

1)將粒徑為0.05mm的金屬硅與粒徑為0.05mm的金屬鋁分別用無水乙醇去油，用去離子水將附著的乙醇沖洗干凈，烘干；按質量比金屬硅∶金屬鋁＝1∶1混合均勻，用40MPa的壓力壓制成圓柱體；

2)將步驟1)的圓柱體放入加熱爐中，加熱至600℃，保溫1h，然后升溫至1200℃，保溫6h，將爐溫降低到室溫，得到硅鋁合金。此例中制得的硅鋁合金經EDS能譜分析得知其硅鋁分布均勻，經ICPAES分析得知硅含量達47％，密度為2.45g/cm³，與該硅含量下的鋁硅合金密度理論數值很接近，證明其致密性較好。