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作者：刘家旭;张银涛;唐洪;陈嘉慧;陈广玉;何占伟;赵紫薇;高忙忙;
单位：宁夏大学材料与新能源学院,宁夏光伏材料重点实验室;
摘要：采用Al-Si合金提纯制备多晶硅过程中，初晶硅的富集可以有效减少后续酸洗过程中铝和酸的消耗，进而降低高纯初晶硅的分离成本。电磁定向凝固具有工艺简单、可控性强等优点，是目前提纯制备多晶硅最佳方法之一，但各工艺参数对初晶硅的富集影响规律还缺乏系统研究。为此，本文研究了初始凝固温度、坩埚初始位置和下移速率对Al-50%Si(质量分数)合金凝固过程中初晶硅富集行为的影响，并对富集区内初晶硅晶粒的形貌进行了表征。结果表明，初始凝固温度为950℃,坩埚初始位置为-5 mm及坩埚下移速率为2 mm/h时，初晶硅主要富集在铸锭的下部区域，最高富集率为79.1%,是最佳的工艺组合。同时，随着初晶硅富集程度的增加，初晶硅晶粒由盘片状向粗大的球状转变，这有利于降低初晶硅的夹杂，并提高其纯度。
关键词：Al-Si合金;;电磁定向凝固;;初晶硅;;硅富集;;温度梯度;;初晶硅形貌
基金资助：国家自然科学基金(52164047);; 中国科学院“西部之光”人才培养计划(XAB2022YW10);; 宁夏自然科学基金(2021AAC03064)
