過(guò)共晶鋁硅合金熔體電磁定向凝固過(guò)程分離硅相的研究
發(fā)布時(shí)間:2018-07-10 14:48
本文選題:鋁硅合金 + 初晶硅; 參考:《昆明理工大學(xué)》2015年碩士論文
【摘要】:高硅過(guò)共晶鋁硅(≥30%Si)熔體在電磁定向凝固過(guò)程中可以分離成低硅過(guò)共晶鋁硅(≤25% Si)熔體和初晶硅密集相。過(guò)共晶鋁硅熔體的電磁定向凝固工藝有望成為一種同時(shí)制造太陽(yáng)能級(jí)硅和鋁硅合金的有效方法。本文研究了過(guò)共晶鋁硅熔體的電磁定向凝固過(guò)程中硅相的分離機(jī)理和分離效率,并且提出了分離的優(yōu)化方法。探索分離機(jī)理時(shí),利用高頻電磁感應(yīng)爐改變樣品(A1-45 wt.%Si)的電磁定向凝固的拉動(dòng)條件實(shí)施一系列實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示:向上拉動(dòng)(上拉夕和向下拉動(dòng)(下拉夕均能實(shí)現(xiàn)過(guò)共晶鋁硅合金的分離,而下拉樣品的分離效果較好;隨著上拉距離的增加,初晶硅密集相和稀疏相之間的分離界面的位置逐漸下降;當(dāng)拉動(dòng)速率較慢時(shí)密集相中初晶硅的邊角圓整,分離效果較好。為了得到樣品中溫度場(chǎng)、流動(dòng)場(chǎng)的支撐,結(jié)合了數(shù)值模擬的方法討論并建立了電磁定向凝固下過(guò)共晶鋁硅熔體中硅遷移的物理模型,可以有效解釋其中的分離機(jī)理。探索樣品的分離效果時(shí),提出了分離效率的概念,討論建立了一個(gè)分離效率的定量評(píng)估方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,初晶硅密集相區(qū)域中硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大為75.96%,定量評(píng)估的計(jì)算結(jié)果顯示,樣品最大分離效率可達(dá)到57.02%。本文還討論了過(guò)共晶鋁硅熔體電磁定向凝固的實(shí)驗(yàn)條件對(duì)分離效率的影響規(guī)律,進(jìn)一步提出了提高樣品分離效率的優(yōu)化方案。
[Abstract]:High silicon hypereutectic Al-Si (鈮,
本文編號(hào):2113710
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