隨著納米技術(shù)的飛速發(fā)展,硅作為重要的半導(dǎo)體材料其在納米化后表現(xiàn)出的特殊物理化學(xué)性能引起了眾多領(lǐng)域的關(guān)注。目前,納米硅顆粒已經(jīng)被應(yīng)用于微電子、涂料、生物醫(yī)療、新能源等眾多行業(yè)。例如,摻雜納米硅顆粒用于制備PERC電池局部硼背場可以增加載流子濃度從而提升電池效率;重?fù)诫s納米硅顆粒制成的電極表現(xiàn)出更好的倍率性能,提升了鋰電池的充放電速度。日益增長的需求與應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬對納米硅顆粒性能(粒徑分布、摻雜特性,微觀形貌等)提出了更多元化的要求。而目前納米硅顆粒的制備手段普遍存在成本高、設(shè)備要求嚴(yán)苛且無法實現(xiàn)可控制備等缺點。本文首先從火花放電加工單晶硅錠的副產(chǎn)物中成功分離出粒徑均勻分布在30⁵0nm的納米硅顆粒,產(chǎn)量為1g/h;并且僅需更換不同摻雜特性的體硅材料就可實現(xiàn)對摻雜特性的可控制備。鑒于單一火花放電法制備納米硅顆粒存在的產(chǎn)率低、材料利用率低且無法實現(xiàn)對尺寸的可控制備,本文在采用火花放電法將體硅材料轉(zhuǎn)化為粉體之后,引進(jìn)高能球磨法,制備出中位粒徑(D50)為87.5nm的納米硅顆粒,產(chǎn)量高達(dá)100g/h;并且僅需控制球磨時間即可實現(xiàn)對尺寸的可控制備。借助材料表征手段對納...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 納米材料簡介
        1.2.1 納米材料的特性
        1.2.2 納米材料的應(yīng)用
        1.2.3 納米材料的制備方法
    1.3 納米硅顆粒制備方法的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 論文研究意義與主要工作
        1.4.1 論文研究意義
        1.4.2 本文主要內(nèi)容
第二章 火花放電法制備納米硅顆粒
    2.1 火花放電法制備納米硅顆粒原理
        2.1.1 火花放電法原理
        2.1.2 納米硅顆粒的形成機(jī)制
    2.2 工件表面溫度場數(shù)值模擬
        2.2.1 有限元模型建立
        2.2.2 溫度場仿真分析與結(jié)果討論
    2.3 火花放電法制備納米硅顆粒試驗研究
        2.3.1 硅的基本形式
        2.3.2 試驗系統(tǒng)的建立
        2.3.3 放電參數(shù)對納米硅顆粒產(chǎn)率的影響
        2.3.4 放電參數(shù)對電極損耗的影響
        2.3.5 放電參數(shù)對產(chǎn)物氧含量的影響
    2.4 不同摻雜特性納米硅顆粒的可控制備
    2.5 納米硅顆粒的收集及提純
        2.5.1 納米硅顆粒的收集
        2.5.2 納米硅顆粒的提純
    2.6 本章小結(jié)
第三章 火花放電和高能球磨法高效制備納米硅顆粒
    3.1 組合法制備納米硅顆粒原理
        3.1.1 高能球磨法原理
        3.1.2 表面活性劑分散機(jī)理
    3.2 組合法制備納米硅顆粒試驗研究
        3.2.1 試驗系統(tǒng)的建立
        3.2.2 試驗過程及結(jié)果分析
    3.3 組合法制備納米硅顆粒工藝研究
        3.3.1 火花放電法制備微米級硅粉工藝研究
        3.3.2 高能球磨法制備納米硅顆粒工藝研究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 納米硅顆粒性能表征
    4.1 測試儀器介紹
    4.2 納米硅顆粒微觀結(jié)構(gòu)表征
        4.2.1 納米硅顆粒SEM測試
        4.2.2 納米硅顆粒TEM測試
        4.2.3 納米硅顆粒XRD測試
    4.3 納米硅顆粒電化學(xué)性能表征
        4.3.1 實驗材料及設(shè)備
        4.3.2 電極片制備及紐扣電池組裝
        4.3.3 電化學(xué)性能測試結(jié)果及分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 論文完成的工作總結(jié)
    5.2 后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3800525