铸锭多晶硅用熔融石英陶瓷坩埚的性能与市场

铸锭多晶硅用熔融石英陶瓷坩埚的性能与市场

祝大同

摘要：石英陶瓷坩埚是太阳能电池用多晶硅铸锭过程中作为装载硅原料的容器。太阳能光伏产业的高速发展为石英陶瓷坩埚提供了广阔的市场前景。本文在石英陶瓷坩埚的特性、石英陶瓷坩埚对重要原材料熔融石英的性能要求，以及石英陶瓷坩埚应用及市场情况做了调查、阐述。

关键词：石英陶瓷坩埚，铸造多晶硅，太阳能电池，熔融石英

Properties and Market of Fused Silica Crucibles in Multi-crystalline Silicon Industry Application

ZHU DATONG LU JIN

Abstract: Fused Silica Crucibles is a container loading silicon raw materials in the process of solar cell’s poly-silicon ingot. The rapid development of solar energy PV industry provides a broad market prospect for Fused Silica Crucibles companies. This text expatiated and investigated several aspects including the characteristics of Fused Silica Crucibles, the characteristics of fused silica of Fused Silica Crucibles request and the application and market situation of Fused Silica Crucibles.

Key words: Fused Silica Crucibles，multi-crystalline silicon（mc-Si），solar cell, fused silica

1．铸锭多晶硅制造用石英陶瓷坩埚的特性

1．1 石英陶瓷坩埚已成为发展多晶硅铸锭的重要配件

世界及我国太阳能光伏产业的急速发展，驱动了太阳能多晶硅用关键配套材料需要量的迅猛增长。在发展太阳能多晶硅中，许多为之生产制造配套的新型材料，近年无论是技术上还是在生产量都得到了令人嘱目的发展。这其中就有用于多晶硅铸锭和熔炼提纯用的石英陶瓷坩埚产品。

石英陶瓷坩埚（Fused Silica Crucibles）是太阳能电池用多晶硅铸锭过程中用来装载多晶硅原料、在1550℃的高温下使之熔化结晶生产出多晶硅硅锭的容器。它目前已是多晶硅铸锭生产中需求量很大的一种消耗品。太阳能光伏产业的高速发展为石英陶瓷坩埚提供了广阔的市场前景。面对当前高纯度多晶硅原料供不应求的局面，铸锭多晶硅在原料使用上有更大优势，国际上也是多晶硅太阳能电池占有很大的比例，由此近两年我国铸锭多晶硅生产更快速地发展。石英陶瓷坩埚作为发展多晶硅铸锭中不可替代的关键配套部件，其需求量也随着得到了快速的增长。[1] [2]

1．2 石英陶瓷坩埚与石英玻璃坩埚的差别

在半导体、光伏行业使用的硅材料在生产制造过程中有两大类常用的硅锭容器，即石英玻璃坩埚和石英陶瓷坩埚。

石英陶瓷坩埚使用高纯熔融硅微粉所制成。它的主要化学成分是：二氧化硅（SiO2）99.0%，三氧化铝（Al2O3）0.5%，氧化钙（CaO）0.5%。由于它的组成份与石英玻璃坩埚有较大的差异，因此这两类硅锭容器在应用领域、工艺特点、技术性能等方面都有着较明显的差别（见表 1 所示）。[3] [4]

表1 两类硅锭容器在原材料、应用、性能等方面的差别

1．3 石英陶瓷坩埚的性能特点

（1）力学性能特点

陶瓷是脆硬性材料，其抗拉强度很低而抗压强度较高。性能测试与试样的内在质量和表面状态关系密切，一些显微缺陷和表面粗糙度对测试结果有很大影响。

（2）易于实现尺寸大型化

石英陶瓷坩埚比石英玻璃坩埚易于制成部品的大型化，这对生产更多更好的铸锭有着很重要的实际意义。硅锭越大，产品的质量就越好，得材率更高。影响硅锭质量的缺陷和杂质都会趋向于硅锭的边缘。

正因如此，国际趋势就是倾向于生产更大尺寸的硅锭。目前，国内铸造多晶硅的重量普遍为400～450kg，尺寸为880mm×880mm×400mm。装载800公斤硅料的1100型超大尺寸坩埚在国内外铸造多晶硅业中也在逐渐实现之中。

（3）热学性能

陶瓷坩埚和石英玻璃坩埚具有极低的线膨胀系数（线膨胀系数为0.6×10-6/℃），故都有非常好的抗热振性能。

由于在单晶硅生产中已经成熟的应用石英玻璃坩埚，所以过去许多人曾自然而然的作了这样的尝试，即把石英玻璃坩埚移植在多晶硅铸锭生产使用，但其结果都是导致应用上的失败。石英陶瓷坩埚以高的、稳定的软化温度和热传导能力的特性，使得目前物理法提纯太阳能级多晶硅材料和定向结晶炉（DSS）系统中所用的硅锭容器，选择陶瓷坩埚比例在越来越增多。

加热石英玻璃，当黏度到1013～1014dP a?s时

（Pa.s=1000cP=1000mPa.s=10P=10dPa.s），（约相当于温度1200℃），石英玻璃开始发生变形（一般要求石英玻璃制品应在1100℃以下工作），而陶瓷坩埚的软化温度高达1700°C，且在此温度以下不发生翘曲，尺寸的稳定性和一致性非常好。在铸锭多晶硅的生产工艺中，化料过程在1500℃左右高温下需保持，约需要9～11小时；在硅晶体生长过程中，温度达到硅熔点的1420～1440℃左右，其晶体生长过程约需要20-22hr。在长时间的高温下，多晶硅的提纯和定向结晶加工使用陶瓷坩埚的效果是较理想的选择。

2．熔融石英在陶瓷坩埚中的应用

2.1 使用熔融石英制造陶瓷坩埚

熔融石英是制造石英陶瓷坩埚的重要原材料。

熔融石英是将石英颗粒在1713°C以上的高温熔融炉内长时间加热处理转相，冷却后得到熔融块，破碎后得到熔融石英颗粒或熔融石英砂。它在制作石英陶瓷坩埚中，是将它制成为石英陶瓷浆料，然后进行成型加工（具体分为两种成型工艺法，即注凝成型和注浆成型），在经干燥、烧成、检测，完成它的制作。两种不同成型工艺法制作石英陶瓷坩埚的工艺、产品性能对比如表2所示。利用注凝成型石英陶瓷坩埚制作石英陶瓷坩埚的实际情况见图1。

高纯熔融石英玻璃原料→制备石英陶瓷

图1 注凝成型法生产石英陶瓷坩埚的实际情况

根据中国电子材料行业协会近期调查，国内目前可生产铸锭多晶硅石英陶瓷

坩埚的主要厂家有六家。国内主要生产石英陶瓷坩埚的厂家及产能情况见表3。

表3 国内主要生产石英陶瓷坩埚的厂家及产能情况

我国光伏产业的快速进展，推动了为太阳能电池提供硅材料的铸锭多晶硅业发展。目前我国国内已兴建起十家以上的可生产铸锭多晶硅的企业，目前它们的铸锭多晶硅定向结晶炉的数量已在900—1000台。随着我国铸锭多晶硅生产能力的扩大，对石英陶瓷坩埚需求量也在近几年与日俱增。据统计，2007年我国国内对石英陶瓷坩埚的年需求量为1.5万只左右，预估在2008年需求量将增至近3万只。以此推算，2007年对制造石英陶瓷坩埚用熔融石英原料的需求量达到约2000吨，2008年将达到4000吨左右。

2.2 制造石英陶瓷坩埚对高纯熔融石英材料的主要性能要求

石英陶瓷坩埚生产制造不仅工艺技术难度大，而且对高纯熔融石英的性能要求也很高。

（1）石英陶瓷坩埚是太阳能电池用多晶硅铸锭炉的关键部件,它作为装载多晶硅原料的容器,在1550℃以上的高温下连续工作50 h 以上,使之熔化、长晶,然后用来制造太阳能电池的多晶硅硅锭。因此使用条件十分苛刻,对坩埚的纯度、

强度、外观及内在质量、高温性能、尺寸精度等都有十分严格的要求。这些对坩埚性能要求都与熔融石英材料质量有密切的关联。

（2）对使用的熔融石英材料的纯度需有一定的要求，特别是在某些影响导致熔融石英陶瓷析晶、影响石英陶瓷坩埚的高温性能的杂质元素含量方面要严格控制。

（3）有关研究表明[5 ]，在多晶硅铸造过程中，很容易由坩埚引入氧杂质。如果形成了热施主或氧沉淀，会导致硅材料少子寿命降低，直接影响太阳能电池的光电转换效率。因此对作为主要原材料的熔融石英玻璃的纯度有一定的要求。特别是所用的石英玻璃材料不能含有气泡（主要表现出石英玻璃料的透明度差）。

（4）当前，国内石英陶瓷坩埚的主要容易出现的质量隐患是开裂（或炸裂）问题，这就要求熔融石英的生产厂家要提供质量、性能稳定一致的产品，以保证用熔融石英玻璃所制得的石英陶瓷坩埚具有高的质量可靠性。

3．石英陶瓷坩埚应用市场的扩大

3.1 铸锭多晶硅制造工艺过程

近十几年来，不断地降低太阳能电池的制造成本是光伏界努力追求的目标。1975年，德国的瓦克（Wacker）公司在国际上首先利用浇铸法制备多晶硅材料，用来制造太阳能电池。自20世纪80年代铸造多晶硅工艺发明和应用以来，铸锭多晶硅的需求量得到迅速增长。

铸造多晶硅是利用浇铸或定向凝固的铸造技术，在方形坩埚中制备晶体硅材料，其生长简便，易于大尺寸生长，易于自动化生长和控制，并且很容易直接切成方形硅片；材料的损耗小，同时铸造多晶硅生长时相对能耗小，省去了高费用的晶体拉制过程，促使材料的成本进一步降低，因此在国际上得到了广泛的应用。在80年代末期它仅占太阳电池材料的10％左右，而至1996年底它已占整个太阳电池材料的36％左右，它以相对低成本、高效率的优势不断挤占单晶硅的市场，成为最有竞争力的太阳电池材料。21世纪初它已占整个太阳电池用硅材料的50％以上，成为了最主要的太阳电池用关键材料。[6]

利用铸造技术制备多晶硅主要有两种工艺。一种是浇铸法，即在一个坩埚

内将硅原材料熔化，然后浇铸在另一个经过预热的坩埚内冷却，通过控制冷却速率，采用定向凝固技术制备大晶粒的铸造多晶硅。另一种是直接熔融定向凝固法，简称直熔法，又称布里奇曼法，即在坩埚内直接将多晶硅熔化，然后通过坩埚底部的热交换等方式，使熔体冷却，采用定向凝固技术制造多晶硅。所以，也有人称这种方法为热交换法（Heat Exchange Method，HEM）。前一种技术国际上已很少使用，而后一种技术在国际产业界得到了广泛应用。从本质上讲，两种技术没有根本区别，都是铸造法制备多晶硅，只是采用一只或两只坩埚而已。但是，采用后者生长的铸造多晶硅的质量较好，它可以通过控制垂直方向的温度梯度，使固液界面尽量平直，有利于生长取向性较好的柱状多晶硅晶锭。而且，这种技术所需的人工少，晶体生长过程易控制、易自动化，而且晶体生长完成后，一直保持在高温，对多晶硅晶体进行了“原位”热处理，导致体内热应力的降低，最终使晶体内的位错密度降低。

直熔法制备铸造多晶硅，首先是将硅原材料放在坩埚中熔化，坩埚周围的加热器保持坩埚上部温度的同时，自坩埚的底部开始逐手降温，从而使坩埚底部的熔体首先结晶。同样地，通过保持固液界面在同一水平面上并逐渐上升，使得整个熔体结晶为晶锭。在这种制备方法中，硅原材料的熔化和结晶都在同一个坩埚中进行。图2所示为直熔法制备铸造多晶硅用晶体生长炉的结构。

图2 直熔法制各铸造多晶硅用晶体生长炉的结构

直熔法制备铸造多晶硅的工艺路线如下：

①装料（将石英坩埚放置在热交换台上，放入硅原料，将炉内抽真空，通入氩气作为保护气）→②加热（利用石墨加热器给炉体加热，使石英坩埚的温

度达到l200～l300 ℃左右，该过程约需要4～5 h）→③化料（在通入氩气保护下逐渐增加加热功率，使石英坩埚内的温度达到1500℃左右，对硅原料熔化加工的过程需要9～11h）→④晶体生长（硅原料熔化结束后，降温，得石英坩埚慢慢脱离加热区。使熔体的温度自底部开始降低，晶体硅首先在底部形成，并呈柱状向上生长，生长过程中固液界百始终保持与水平面平行，直至晶体生长完成，该过程约需要20～22h）→⑤退火（晶伍生长完成后，晶锭保持在熔点附近2～4h，使晶锭温度均匀，以减少热应力）→⑥冷却（晶锭在炉内退火后，关闭加热功率，炉内气压恢复到大气压状态，彻除晶锭）。

对于重量为250～300kg的铸造多晶硅而言，一般晶体生长的速度约为0.l～0.2mm／min，其晶体生长的时间约为35～45 h。

3.2 铸锭多晶硅制造中石英陶瓷坩埚的应用

图3 所示了从多晶硅料加入到石英陶瓷坩埚中，到制备铸造多晶硅（直熔法）完成，及生产出的多晶硅晶锭的在太阳能电池应用的整个生产过程。[6]

图3 铸造多晶硅片的制备过程与应用

为了降低多晶硅的生产成本，多晶硅铸锭炉向着大型化发展，石英陶瓷坩埚也随着多晶硅产业的发展经历了由小到大的发展历程。目前每埚装载Si料150公斤以下的620型坩埚已经逐渐被淘汰，被大量使用的是每埚装载Si料270公斤的

720型坩埚和每埚装载Si料450公斤的900型坩埚。世界及我国今后几年的发展方向是实现每埚装载Si料1000公斤的1100型坩埚。这种超大尺寸坩埚现已成为各厂家研制的对象。[7]

在石英陶瓷产品外形上，尽管绝大多数是采用方形坩埚，但是近期也出现了圆形陶瓷坩埚的需求及研发出的产品（见图4）。

图4 圆形陶瓷坩埚产品

铸锭多晶硅行业的迅猛发展给石英陶瓷坩埚带来了广阔的市场前景，预计到2010年世界石英陶瓷坩埚的需求量将达到30万只以上，其中，900型坩埚将成为在铸造多晶硅中应用坩埚型号的主流。

各种石英陶瓷坩埚型号的装载硅料量及应用发展情况见表4。

3.3 我国铸锭多晶硅及其晶片行业发展

石英陶瓷坩埚市场前景与铸锭多晶硅行业的发展密切相关。近年国内铸锭

多晶硅片的生产量及企业都得到快速的发展，它给石英陶瓷坩埚提供了广阔的发展市场。

国内铸造多晶硅片生产企业主要有：江西赛维LDK太阳能高科技有限公司、保定英利新能源有限公司、镇江环太硅科技有限公司等（见表5）。江西赛维LDK 太阳能高科技有限公司引进国际先进生产技术及设备，已于2007年形成400兆瓦太阳能电池用铸造多晶硅片的生产能力，还有精功绍兴太阳能技术有限公司引进美国GT Solar公司的设备和技术，新建多晶硅片生产线，第一期10MW的产能也于2006年正式投产，并在2008年9月发布已研制出JJL500型太阳能多晶硅铸锭炉，经投料铸锭测试，各项技术指标均达到设计要求。辉煌硅能源（镇江）有限公司在国内铸造多晶硅行业中，为后起之秀，它计划在到2009年将铸锭多晶硅片生产量的产能提高到1500MW。

表5 国内铸锭多晶硅片生产厂家及其生产量统计[8]

资料来源：中国电子材料行业协会调查、整理.2008.10

参考文献：

[1]潘国璋.2007年石英玻璃工业和相关产业发展现状.建筑玻璃与工业玻璃.2008.2.2-6

[2] 石成利石英陶瓷的研究进展及其应用.陶瓷2007.No. 1.54-56

[3] 陈圣贤：陶瓷坩埚在多晶硅材料提纯和铸锭中的应用.第五届高新技术

用石英制品及硅质材料技术与市场研论会论文集.2007.7..49-52

[4] 陈圣贤、汪钉崇：多晶硅铸锭石英陶瓷坩埚及涂层.第十届中国太阳能光伏会议论文集.2008.9.223-226

[5] 许子寒.铸造多晶硅杂质和缺陷处理工艺研究进展.第十届中国太阳能光仪会议论文集.2008.9.250-258

[6] 杨德仁.太阳电池材料.化学工业出版社.2006.10

[7] 袁向东.熔融石英陶瓷坩埚在太阳能多晶硅产业中的应用. 多晶硅产业技术与市场论坛.2008.6.83-91

[8] 杨德仁.太阳电池用晶体硅技术和产业发展.第十届中国太阳能光仪会议讲演报告.2008.9.（现场记录）

实验室常用坩埚及其使用注意事项

实验室常用坩埚及其使用注意事项 1 2020年4月19日

实验室常见坩埚及其使用注意事项 目录 一、铂坩埚 (1) 二、金坩埚 (2) 三、银坩埚 (3) 四、镍坩埚 (3) 五、铁坩埚 (4) 六、聚四氟乙烯坩埚 (4) 七、瓷坩埚 (5) 八、刚玉坩埚 (5) 九、石英坩埚 (6) 实验室常见坩埚及其使用注意事项 一、铂坩埚 铂又称白金，价格比黄金贵，因其具有许多优良的性质，故经常使用。铂的熔点高达1774℃，化学性质稳定，在空气中灼烧后不发生化学变化，也不吸收水分，大多数化学试剂对它无侵蚀作用。 1、特性 ?能耐氢氟酸和熔融的碱金属碳酸盐的腐蚀是铂有别于玻璃、瓷等的重要性质，因而常将其用于沉淀灼烧称重、氢氟酸熔样以及碳酸盐的熔融处理。

?铂在高温下略有一些挥发性，灼烧时间久后要加以校正。100cm2面积的铂在1200℃灼烧1h约损失1mg。铂在900℃以下基本不挥发。 2、铂器皿的使用应遵守下列规则 （1）对铂的领取、使用、消耗和回收都要制定严格的制度。 （2）铂质地软，即使含有少量铑铱的合金也较软，因此拿取铂器皿时勿太用力，以免其变形。在脱熔块时，不能用玻璃棒等尖锐物体从铂器皿中刮取，以免损伤内壁；也不能将热的铂器皿骤然放入冷水中，以免发生裂纹。已变形的铂坩埚或器皿可用其形状相吻合的水模进行校正（但已变脆的碳化铂部分要均匀用力矫正），铂坩埚变形时，可放在木板上，一边滚动，一边用牛角匙压坩埚内壁整形。 （3）铂器皿在加热时，不能与其它任何金属接触，因为在高温下铂易与其它金属生成合金，因此，铂坩埚必须放在铂三角架上或陶瓷、粘土、石英等材料的支持物上灼烧，也可放在垫有石棉板的电热板或电炉上加热，但不能直接与铁板或电炉丝接触。因为在高温下铁易与铂形成合金，还原性气体能与铂形成碳化铂，使铂坩埚变脆。所用的坩埚钳子应该包有铂头，镍或不锈钢的钳子只能在低温时方可使用。滤纸如在铂坩埚中灼烷，应在低温和空气充分的情况下，让炭化的滤纸完全燃烧后，才能提高温度。 （4）下列的物质不能直接侵蚀或与其它物质共存下侵蚀铂，在使用铂器皿时应避免与这些物质接触 ?易被还原的金属、非金属及其化合物，如银、汞、铅、铋、锑、锡和铜的盐类在高温下易被还原成金属，可与铂形成低熔点合金；硫化物和砷、磷的化合物可被滤纸、有机物或还原性气体还原，生成脆性磷化铂及硫化铂。

陶瓷生产工艺技术概况

陶瓷生产工艺技术概况 第一节陶瓷生产及原料概况 陶瓷是指用粘土、石英等天然硅酸盐原料经过粉碎、成型、煅烧等过程而得到的具有一定形状和强度的制品。主要指日常生活中常见的日用陶瓷和建筑陶瓷、电瓷等。 陶瓷的生产发展经历了漫长的过程，从传统的日用陶瓷、建筑陶瓷、电瓷发展到今天的氧化物陶瓷、压电陶瓷、金属陶瓷等特种陶瓷，虽然所采用的原料不同，但其基本生产过程都遵循着原料处理一成型一煅烧”这种传统方式，因此，陶瓷可以认为是用传统的陶瓷生产方法制成的无机多晶产品。 陶瓷制品的品种繁多，它们之间的化学成分、矿物组成、物理性质、以及制造方法，常常互相接近交错，无明显的界限，而在应用上却有很大的区别。因此很难硬性地归纳为几个系统，详细的分类法各家说法不一，到现在国际上还没有一个统一的分类方法。整理汇编如下：一、根据陶瓷原料杂质的含量、和结构紧密程度把陶瓷制品分为陶质、瓷质和炻质三类 1、陶质制品为多孔结构，吸水率大（低的为9%—12%，高的可达18%—22%）、表面粗 糙。根据其原料杂质含量的不同及施釉状况，可将陶质制品分为粗陶和细陶，又可分为有釉和无釉。粗陶一般不施釉，建筑上常用的烧结粘土砖、瓦均为粗陶制品。细陶一般要经素烧、施釉和釉烧工艺，根据施釉状况呈白、乳白、浅绿等颜色。建筑上所用的釉面砖（内墙砖）即为此类。 2、炻质制品介于瓷质制品和陶质制品之间，结构较陶质制品紧密，吸水率较小。炻器按 其坯体的结构紧密程度，又可分为粗炻器和细炻器两种，粗炻器吸水率一般为4-/ 0 —8 %， 细炻器吸水率小于2%，建筑饰面用的外墙面砖、地砖和陶瓷锦砖（马赛克）等均属粗炻器。 3、瓷质制品煅烧温度较高、结构紧密，基本上不吸水，其表面均施有釉层。瓷质制品多为日用制品、美术用品等。瓷器是陶瓷器发展的更高阶段。它的特征是坯体已完全烧结，完全玻化，因此很致密，对液体和气体都无渗透性，胎薄处星半透明，断面呈贝壳状，以舌头去舔，感到光滑而不被粘住。 二、陶瓷可简单分为硬质瓷，软质瓷、特种瓷三大类 1、硬质瓷（hard porcetain）具有陶瓷器中最好的性能。用以制造高级日用器皿，电瓷、化学瓷等。我国所产的瓷器以硬质瓷为主。硬质瓷器，坯体组成熔剂量少，烧成温度高，在1360 C以上色白质坚，呈半透明状，有好的强度，高的化学稳定性和热稳定性，又是电气的不良传导体，如电瓷、高级餐具瓷，化学用瓷，普通日用瓷等均属此类，也可叫长石釉瓷。 2、软质瓷（soft porcelain）与硬质瓷不同点是坯体内含的熔剂较多，烧成温度稍低，在1300 C 以下，因此它的化学稳定性、机械强度、介电强度均低，一般工业瓷中不用软质瓷，其特点是 半透明度高，多制美术瓷、卫生用瓷、瓷砖及各种装饰瓷等。这两类瓷器由于生产中的难度较大(坯体的可塑性和干燥强度都很差，烧成时变形严重)，成本较高，生产并不普遍。至于熔块瓷(Fritted porcelain)与骨灰磁(bone china)，它们的烧成温度与软质瓷相近，其优缺点也与软质瓷相似，应同属软

多晶硅市场分析

多晶硅产业情况 一．多晶硅简介及用途 1、多晶硅简介 多晶硅：晶体硅的一种，当熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。 单晶硅：晶体硅的一种，具有基本完整的点阵结构的晶体，不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.9999％，甚至达到99.9999999％以上。用于制造半导体器件、太阳能电池等。用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。 多晶硅与单晶硅的差别： 当熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则形成单晶硅。如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则形成多晶硅。 2、多晶硅的分类 多晶硅按纯度分类可以分为冶金级（工业硅）、太阳能级、电子级。 2.1冶金级硅(MG)：是硅的氧化物在电弧炉中被碳还原而成。一般含Si为90-95%以上，高达99.8%以上。 2.2太阳级硅(SG) ：纯度介于冶金级硅与电子级硅之间，至今未有明确界定。一般认为含Si在99.99%–99.9999%（4～6个9）。 2.3电子级硅(EG):一般要求含Si>99.9999%以上，超高纯达到99.9999999%～99.999999999%（9～11个9)。 多晶硅料多晶硅锭

3.多晶硅的主要用途 3.1 制作单晶硅，一般需要用高纯度的电子级硅（EG）。单晶硅是制造半导体硅器件的原料，用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等。 3.2 制作太阳能电池，一般使用太阳能级硅（SG） 二．多晶硅生产工艺 多晶硅的生产技术主要有：改良西门子法、硅烷法和流化床法。正在研发的还有冶金法、气液沉积法、重掺硅废料法等制造低成本多晶硅的新工艺。 世界上85％的多晶硅是采用改良西门子法生产的，国内上市生产企业100%采用此法，其余方法生产的多晶硅仅占15％。 1、改良西门子法 该法是以HCl（或Cl 2、H 2 ）和冶金级工业硅为原料，将粗硅（工业硅）粉与HCl在高温 下合成为SiHCl 3，然后对SiHCl 3 进行化学精制提纯，接着对SiHCL 3 进行多级精馏，使其纯度 达到9个9以上，其中金属杂质总含量应降到0.1ppba以下，最后在还原炉中在1050℃的硅 芯上用超高纯的氢气对SiHCL 3 进行还原而长成高纯多晶硅棒。 其工艺流程如下： 冶金硅+HCl→SiHCl 3+SiH 4 +SiH 2 Cl 12 …→SiHCl 3 (精馏) →SiHCl 3 +H 2 (1000℃气相沉淀) 单晶硅棒半导体芯片太阳能电池板光伏发电站

高中化学常用坩埚分类及用法

铁坩埚：在熔融NaOH等强碱性物质时会用到铁坩埚，但因易生锈和氧化等问题，使用并不广泛，仍然以不活泼 金属坩埚为主。 铸铁坩埚：是生铁翻铸而成，用于熔化铝合金、锌合金、铅合金、锡合金、锑合金等金属的皿器，比铁坩埚更加 耐用。 石英坩埚： 1.石英坩埚可在1650度以下使用，分透明和不透明两种。用电弧法制的半透明石英坩埚是拉制大直径单 晶硅，是发展大规模集成电路必不可少的基础材料。当今，世界半导体工业发达国家已用此坩埚取代了小的透明 石英坩埚。它具有高纯度、耐温性强、尺寸大、精度高、保温性好、节约能源、质量稳定等优点。 2、不能和HF接触，高温时，极易和苛性碱及碱金属的碳酸盐反应。 3.石英坩埚适于用K2S2O7，KHSO4作熔剂熔融样品和用Na2S207(先在212度烘干)作熔剂处理样品。 4.石英质脆，易破，使用时要注意。 5.除HF外，普通稀无机酸可用作清洗液。 瓷坩埚： 1.可耐热1200度左右使用 2.适用于K2S2O7等酸性物质熔融样品。 3.一般不能用于以NaOH、Na2O2、Na2CO3等碱性物质作熔剂熔融，以免腐蚀瓷坩埚。瓷坩埚不能和氢 氟酸接触。 4.瓷坩埚一般可用稀盐酸煮沸清洗涤。 石墨坩埚： 石墨坩埚的主体原料，是结晶形天然石墨。故它保持着天然石墨原有的各种理化特性。 石墨坩埚具有良好的热导性和耐高温性，在高温使用过程中，热膨胀系数小，对急热、急冷具有一定抗应 变性能。对酸，碱性溶液的抗腐蚀性较强，具有优良的化学稳定性。 石墨坩埚，因具有以上优良的性能，所以在冶金、铸造、机械、化工等工业部门，被广泛用于合金工具钢 的冶炼和有色金属及其合金的熔炼。并有着较好的技术经济效果。 碳化硅坩埚： 碳化硅坩埚为一陶瓷深底的碗状容器。当有固体要以大火加热时，就必须使用坩埚。因为它比玻璃器皿更能 承受高温。坩埚使用时通常不会把熔化的东西放的太满，以防止受热物跳出，并让空气能自由进出以进行可能的 氧化反应。坩埚因其底部很小，一般需要架在泥三角上才能以火直接加热。坩埚在铁三角架上用正放或斜放皆可，视实验的需求可以自行安置。坩埚加热后不可立刻将其置于冷的金属桌面上，以避免它因急剧冷却而破裂。也不 可立即放在木质桌面上，以避免烫坏桌面或是引起火灾。正确的作法为留置在铁三角架上自然冷却，或是放在石 棉网上令其慢慢冷却。坩埚的取用请阅坩埚钳。碳化硅坩埚的相关供应信息由大城县津大坩埚厂发布碳化硅石墨 坩埚采用了国际最新工艺等静压成型法和严格的质量保证检测系统，选用高级耐火原材料，高科技配方开发出新 一代高品质的碳化硅坩埚，本产品具有体积密度大、耐高温、传热快、耐酸碱侵蚀、高温强度大、抗氧化性能高 等特点,使用寿命是粘土石墨坩埚的3倍。

陶瓷的生产工艺流程-陶瓷工艺流程

陶瓷得生产工艺流程 一、陶瓷原料得分类 (１）粘土类 粘土类原料就就是陶瓷得主要原料之一。粘土之所以作为陶瓷得主要原料,就就是由于其具有可塑性与烧结性。陶瓷工业中主要得粘土类矿物有高岭石类、蒙脱石类与伊利石(水云母)类等，但我厂得主要粘土类原料为高岭土,如:高塘高岭土、云南高岭土、福建龙岩高岭土、清远高岭土、从化高岭土等。 (２)石英类 石英得主要成分为二氧化硅(SｉO ),在陶瓷生产中,作为瘠性原料加入到陶瓷坯料中时，在 2 烧成前可调节坯料得可塑性,在烧成时石英得加热膨胀可部分抵消部分坯体得收缩。当添加到釉料中时,提高釉料得机械强度,硬度,耐磨性,耐化学侵蚀性。我厂得石英类原料主要有:釉宝石英、佛冈石英砂等。 （3）长石类 长石就就是陶瓷原料中最常用得熔剂性原料,在陶瓷生产中用作坯料、釉料熔剂等基本成分。在高温下熔融,形成粘稠得玻璃体,就就是坯料中碱金属氧化物得主要来源，能降低陶瓷坯体组分得熔化温度,利于成瓷与降低烧成温度。在釉料中做熔剂,形成玻璃相。我厂得主要长石类原料有南江钾长石、佛冈钾长石、雁峰钾长石、从化钠长石、印度钾长石等。 二、坯料、釉料制备 （1)配料 配料就就是指根据配方要求，将各种原料称出所需重量,混合装入球磨机料筒中。我厂坯料得配料主要分白晶泥、高晶泥、高铝泥三种,而釉料得配料可分为透明釉与有色釉。 (2)球磨 球磨就就是指在装好原料得球磨机料筒中，加入水进行球磨。球磨得原理就就是靠筒中得球石撞击与磨擦,将泥料颗料进行磨细，以达到我们所需得细度。通常,坯料使用中铝球石进行辅助球磨;釉料使用高铝球石进行辅助球磨。在球磨过程中,一般就就是先放部分配料进行球磨一段时间后，再加剩余得配料一起球磨,总得球磨时间按料得不同从十几小时到三十多个小时不等。如：白晶泥一般磨13个小时左右,高晶泥一般磨15-１7小时，高铝泥一般磨１４个小时左右,釉料一般磨3３-38小时，但为了使球磨后浆料得细度要达到制造工艺得要求,球磨得总时间会有所波动。 (3)过筛、除铁 球磨后得料浆经过检测达到细度要求后，用筛除去粗颗粒与尾沙,通常情况下,我厂所用得

陶瓷的生产工艺流程.

陶瓷的生产工艺流程 一、陶瓷原料的分类 （1）粘土类 粘土类原料是陶瓷的主要原料之一。粘土之所以作为陶瓷的主要原料，是由于其具有可塑性和烧结性。陶瓷工业中主要的粘土类矿物有高岭石类、蒙脱石类和伊利石（水云母）类等，但我厂的主要粘土类原料为高岭土，如：高塘高岭土、云南高岭土、福建龙岩高岭土、清远高岭土、从化高岭土等。 （2）石英类 石英的主要成分为二氧化硅（SiO ），在陶瓷生产中，作为瘠性原料加入到陶瓷坯料中时， 2 在烧成前可调节坯料的可塑性，在烧成时石英的加热膨胀可部分抵消部分坯体的收缩。当添加到釉料中时，提高釉料的机械强度，硬度，耐磨性，耐化学侵蚀性。我厂的石英类原料主要有：釉宝石英、佛冈石英砂等。 （3）长石类 长石是陶瓷原料中最常用的熔剂性原料，在陶瓷生产中用作坯料、釉料熔剂等基本成分。在高温下熔融，形成粘稠的玻璃体，是坯料中碱金属氧化物的主要来源，能降低陶瓷坯体组分的熔化温度，利于成瓷和降低烧成温度。在釉料中做熔剂，形成玻璃相。我厂的主要长石类原料有南江钾长石、佛冈钾长石、雁峰钾长石、从化钠长石、印度钾长石等。 二、坯料、釉料制备 （1）配料 配料是指根据配方要求，将各种原料称出所需重量，混合装入球磨机料筒中。我厂坯料的配料主要分白晶泥、高晶泥、高铝泥三种，而釉料的配料可分为透明釉和有色釉。 （2）球磨 球磨是指在装好原料的球磨机料筒中，加入水进行球磨。球磨的原理是靠筒中的球石撞击和磨擦，将泥料颗料进行磨细，以达到我们所需的细度。通常，坯料使用中铝球石进行辅助球磨；釉料使用高铝球石进行辅助球磨。在球磨过程中，一般是先放部分配料进行球磨一段时间后，再加剩余的配料一起球磨，总的球磨时间按料的不同从十几小时到三十多个小时不等。如：白晶泥一般磨13个小时左右，高晶泥一般磨15-17小时，高铝泥一般磨14个小时左右，釉料一般磨33-38小时，但为了使球磨后浆料的细度要达到制造工艺的要求，球磨的总时间会有所波动。

中国多晶硅供求市场分析

中国多晶硅供求市场分析 多晶硅是电子工业和太阳能光伏产业的基础材料。近年来，由于世界半导体集成电路产业和太阳能光伏产业的迅猛进展，专门是受太阳能电池产业进展的驱动，多晶硅市场得以迅速增长。而多晶硅市场供需不平稳问题的日益突出，也引起了全世界的广泛关注。 在当今能源日趋紧张、环境压力日趋增大的情形下，可再生能源受到各国政府的日益重视，太阳能作为一种重要的可再生能源，其开发和利用已成为各国可连续进展战略的重要组成部分。目前，我国可再生能源规模只有8%，以后的进展空间十分宽敞。而作为21世纪最有潜力的能源，太阳能产业在研发、产业化、市场开拓方面都取得了长足的进展，太阳能电池产业也成为世界快速、稳步进展的朝阳产业之一。 太阳能电池市场空间依旧庞大 至2006年，全世界光伏太阳能系统累计安装量已超过8GW，2006年一年内投资太阳能电池制造业的资金超过10亿美元。依照EPIA推测：2018年前，全球光伏产业的年增长率将达27%，2018年～2020年将达到34%，到2018年，全世界光伏市场年安装量将达到11.34GW(其中日本5GW，欧洲3GW，美国2.14GW，其他地区1.2GW)。

目前全球太阳能电池市场差不多由日本、欧洲等国际上大公司所占据，2006年中国太阳能电池企业的生产能力大幅提升，中国的无锡尚德太阳能公司、南京中电、台湾茂迪公司的产量已列入全世界排名前十位。 2005年以来，全球太阳能电池市场供不应求，在国际大环境的阻碍下，全球市场需求增长，专门是欧洲市场的爆发性增长，这给中国太阳能光伏行业带来了庞大的成长空间。我国太阳能发电产业有了突飞猛进的进展，无锡尚德、中电电气、天威英利、赛维LDK、新疆新能源、常州天合等公司纷纷进入成长期，生产规模不断扩大，技术水平不断提高，企业竞争力不断增强。 中国太阳能产业的快速进展，受到了世界的关注。然而中国太阳能电池产业进展要实现由量到质的转变，仍旧面临诸多问题需要解决：一是原材料极度短缺，90%以上的硅材料依靠进口，价格过高，企业开工率不足；二是市场在外，国内光伏产业快速进展是靠国外快速进展的市场所拉动，95%以上产品出口，快速进展的光伏产业和迟缓进展的光伏市场之间的严峻失衡和不和谐；三是我国太阳能产业起步晚，设备、工艺、人才、核心技术等薄弱，自主创新能力有待进一步加强；四是尽管中国《可再生能源法》已正式实施，但相关配套政策缺乏，其落实也还有一个过程；五是光伏产业产品质量参差不齐，对产业长远进展专门不利；六是企业普遍存在跟风现象，见好就上，一哄而起，容易造成投资过热，也不利于行业健康有序进展。 多晶硅供不应求局面仍将连续

各种坩埚简介

常用坩埚的使用和维护 (一)铂坩埚 1．铂是一种贵重金属，焙点约为1770度，质软，使用时不要用手捏，以防变形。也不能用玻璃棒捣刮铂坩埚内壁，以防损伤。也不要将红热的铂坩埚放人冷水中骤冷。 2．铂坩埚的加热和灼烧，均应在垫有石棉板或陶瓷板的电炉或电热板上进行，或在煤气灯的氧化焰上进行，不能与电炉丝、铁板及还原焰接触，因为在高温下铁易与铂形成合金，还原性气体能与铂形成碳化铂，使铂坩埚变脆。滤纸如在铂坩埚中灼烷，应在低温和空气充足的情况下，让炭化的滤纸完全燃烧后，才能提高温度. 3．Pb 、Bi、Sb、Sn、Ag、Hg的化合物、硫化物、磷和砷的化合物等，在高温时容易被滤纸的炭或火馅的还原气体还原为相应的金属和非金属元素，它们与铂形成合金或化合物，从而损坏铂坩埚。所以，上述金属和非金属及其化合物不能在铂坩埚内灼烧或熔触。 4．卤素和能析出卤素的物质如王水、HCI，以及某些氧化剂的混合物，对铂坩埚均有侵蚀作用。 5．碱金属氧化物、氢氧化物、硝酸盐、亚硝酸盐、氰化物、氧化钡等在高温熔融时能侵蚀铂坩埚。用碳酸钠和碳酸钾，对铂坩埚无侵蚀作用。 6．组分不明的试样不能使用铂坩埚加热或熔融。 7．铂坩埚内、外壁应经常保持清洁和光亮。使用过的铂坩埚可用1：1HCl溶液煮沸清洗。如清洗不净，可用K2S207低温熔融5—10分钟，假使用K2S207处理无效，可用Na2C0 3或硼砂熔融。如仍有污点，则可用沙布包100筛孔以上的海沙加水润湿后，轻轻擦拭铂坩埚以恢复其表面的光泽。 8．热的铂坩埚要用铂坩埚夹取。 9．铂坩埚变形时，可放在木板上，一边滚动，一边用牛角匙压坩埚内壁整形。 (二)镍坩埚 1．镍的熔点为1455度，镍的抗碱性和抗侵蚀能力较强，故常用镍坩埚熔融铁合金、矿渣、粘土，耐火材料等。 2．用镍坩埚熔样温度不宜超过700度，因在高温时，镍易被氧化。

陶瓷生产工艺设计

一陶瓷生产工艺流程 二原料 菱镁矿，煤矸石，工业氧化铝，氧化钙，二氧化硅，氧化镁。三坯料的制备 1原料粉碎 块状的固体物料在机械力的作下而粉碎，这种使原料的处理操作，即为原料粉碎。（1）粗碎 粗碎装置常采用颚式破碎机来进行，可以将大块原料破碎至40-50毫米的碎块，

这种破碎机是无机材料工厂广泛应用的醋碎和中碎机械。是依靠活动颚板做周期性的往复运动，把进入两颚板间的物料压碎，颚式破碎机具有结构简单，管理和维修方便，工作安全可靠，使用范围广等优点。它的缺点是工作间歇式，非生产性的功率消耗大，工作时产生较大的惯性力，使零件承受较大的负荷，不适合破碎片状及软状粘性物质。破碎比较大的破碎机的生产能力计算方法如下： G=0.06upkbsd/tanq 式中G破碎机生产能力，Kg/h u物料的松动系数，0.6-0.7 P物料的密度 K每分钟牙板摆动次数，次/MIN b进料口长度，单位米 S牙板之开程单位米 Q钳角D破碎后最大物料的直单位毫米 (2)中碎 碾轮机是常用的中碎装置。物料是碾盘与碾轮之间相对滑动与碾轮的重力作用下被碾磨与压碎的，碾轮越重尺寸越大，则粉碎力越强。陶瓷厂用于制备坯釉料的轮碾机常用石质碾轮和碾盘。一般轮子直径为物料块直径的14-40倍，硬质物料取上限，软质物料物料下限。 轮碾机碾碎的物料颗粒组成比较合理，从微米颗粒到毫米级粒径，粒径分布范围广，具有较合理的颗粒范围，常用于碾碎物料。 （3）细碎 球磨机是陶瓷厂的细碎设备。在细磨坯料和釉料中，其起着研磨和混合的作用。陶瓷厂多数用间歇式湿法研磨坯料和釉料，这是由于湿式球磨时水对原料的颗粒表面的裂缝有劈尖作用，其研磨效率比干式球磨高，制备的可塑泥和泥浆的质量比矸干磨得好。泥浆除铁比粉除铁磁阻小效率高，而且无粉尘飞扬。 （4）筛分 筛分是利用具有一定尺寸的孔径或缝隙的筛面进行固体颗粒的分级。当粉粒经过筛面后，被分级成筛上料和筛下料两部分。筛分有干筛和湿筛。干筛的筛分效率主要取决于物料温度。物料相对筛网的运动形式以及物料层厚度。当物料湿度和粘性较高时，容易黏附在筛面上，使筛孔堵塞，影响筛分效率。当料层较薄而筛面与物料之间相对运动越剧烈时，筛分效率就越高，湿筛和干筛的筛分效果主要却决于料将的稠度和黏度。 陶瓷厂常用的筛分机有摇动筛，回转筛以及振筛。 （5）除铁 （6）A磁选条件 坯料和釉料中混有铁质将使制品外观受到影响，如降低白度，产生斑点。因此，原料处理与坯料制备中，除铁是一个很重要的工序。 从物理学中，作用在单位质量颗粒上磁力为 F=RHdH/dh

多晶硅市场供求关系分析(完整版)

多晶硅市场供求关系分析 多晶硅市场供求关系分析 多晶硅调查组 总体来看，预计201X年我国多晶硅产量将突破3万吨**，达到 4.3万吨，位居世界第 三，仅次于德国和美国，连续三年整体增幅超过50%，继续保持快速增长的势头。 图 6.2 2001-201X年间我国多晶硅产量变化 数据来源： 多晶硅调查组 企业产能利用率参差不齐，多数不能完全达产 从产能情况来看，201X年14家多晶硅企业的总产能为45950吨，实际产量为36690吨，预计产能利用率超过75%；其中新光硅业、天威**和**顺大达到满产，**中能、**大全、南玻硅业、**中硅和**永祥的产能利用率在80%以上。 表 6.2 201X年我国主要多晶硅企业产能利用情况 省份 企业名称 201X年预计产量（吨） 201X年产能（吨） 产能利用率（%）

**新光硅业科技有限责任公司1000 1000 100 ** **永祥多晶硅有限公司 850 1000 85 ** 峨眉半导体材料厂 1200 2200 55 ** **永旺硅业有限公司 660 1500 44 ** **瑞能硅材料有限公司 1300 3000

** 天威**硅业有限责任公司1500 1500 100 ** **乐电天威硅业 1700 3000 57 ** **中能 16000 18000 89 ** **顺大 1500 1500 100 ** **中彩 800

67 ** **中硅4300 5000 86 **西 **西天宏800 1250 64 ** **大全3680 4300 86 ** 南玻硅业1400 1500 93 总计36690

中国多晶硅行业发展现状分析

３３２ 二 ○一二年第二十三期 华章 M a g n i f i c e n t W r i t i n g 孙翌华，延安大学西安创新学院。 作者简介：中国多晶硅行业发展现状分析 孙翌华 （延安大学西安创新学院，陕西西安710100） ［摘要］中国多晶硅行业外部环境已出现明显变化，多晶硅供求平衡矛盾仍未得到彻底缓解，多晶硅行业发展趋 势是进一步集约化。 ［关键词］多晶硅；成本；供求1、中国多晶硅行业外部环境分析 目前，除保利协鑫、大全新能源等少数企业较好的生产状态，九成以上的中国多晶硅企业均处于停产状态。中国多晶硅行业发展外部环境异常严峻，主要体现在以下几点： 1.1光伏产业调整期尚未结束。2011年下半年以来，光伏产业进入调整期，组件产品价格快速下滑，最终引致上游的多晶硅价格大跌。2011年全球光伏新增装机为29.67GW ，较2010年增长76.4%。尽管光伏终端市场依然保持了高速增长，但由于供给端增长过快，例如中国组件产能超过40GW ，多晶硅、硅片、电池等环节也出现产能相对过剩局面。 2012年上半年，光伏产业调整进入深化阶段，原本还在30%毛利率以上的多晶硅环节深受影响，价格大幅跳水。 1.2中国多晶硅企业正面临国外厂商的低价竞争。截止2012年6月29日，中国商务部已经收到了保利协鑫等国内多晶硅厂商的申请，希望来自美韩的多晶硅出口倾销行为进行调查、征收反倾销税，中国商务部尚未正式进行立案调查。Hemlock 、REC 、OCI 等美韩多晶硅价格已经跌至20美元/公斤左右，低于国内多晶硅厂商的市场价格，即使是身为国内多晶硅领头羊的保利协鑫也难以长期承受如此的价格竞争。 1.3多晶硅下游市场需求增长前景不确定。全球光伏产业经历了多年的高速增长后，增速趋缓，传统的光伏市场大国德国将稳定在6GW 左右，而意大利财政经济基础较之德国薄弱，受到欧债危机的冲击较大，光伏市场也难以再现高速增长态势。新兴市场国家已经启动，中国、美国、日本等有望逐渐成为光伏市场新的亮点，但受到国际国内多方面因素的影响，新兴市场国家短时间内难以取代欧洲的光伏市场地位。全球光伏市场增速放缓、增长前景不确定给中国多晶硅行业发展带来多重变数。 2、中国多晶硅供求现状 笔者预测，中国多晶硅行业的供求状况将在2013年下半年以后得以彻底改观，届时光伏产业链各环节也将达到相对平衡状态。 2.1多晶硅供求情况。 2.1.12011全年、2012年1—5月全球多晶硅供应、需求量。2011年，全球多晶硅总产量达到24万吨，预计2012年仍将有30%左右的增长，超过30万吨。 2011年多晶硅需求量大约为19万吨，其中电子级多晶硅需 求量2.7万吨，太阳能级多晶硅需求量16.3万吨，预计2012年太阳能级多晶硅需求量将在18万吨左右。 整体上看，2012年全球多晶硅供给仍处于相对过剩状态。2.1.22011全年、2012年1—5月中国多晶硅进口量。2011 年中国总计进口多晶硅64613.86吨，其中，从韩国进口21361吨，从美国进口17476.32吨。 2012年1—5月份中国累计进口多晶硅34034.74吨。具体来看，5月份，中国从美国进口多晶硅3269.37吨，环比增长28.47%，其所占比重为41.40%;从德国进口多晶硅2053.53吨， 环比增长69.04%，其所占比重为26.01%；从韩国进口多晶硅1752.74吨，环比增长15.05%，其所占比重为22.20%。 2.1.3中国主要多晶硅企业产能概况。中国国产多晶硅供应占到本国光伏产业需求的一半左右，中国主要多晶硅企业产能状况如表1： 2.2多晶硅企业成本竞争力概况。综合各项数据来看，中国多数多晶硅企业成本均在35美元/公斤以上，甚至部分多晶硅小企业成本在50美元/公斤以上。经过技术改造和优化生产管控，保利协鑫多晶硅成本控制在18.6美元/公斤。赛维LDK 和昱辉多晶硅成本均超过30美元/公斤。 从国外多晶硅大厂数据看，OCI 、REC 、瓦克、MEMC 、Hem-lock 等多晶硅生产成本均在25美元/公斤以下，最优水准可以做到15—20美元/公斤。中国多晶企业发展历程短，早期企业发展过程中在技术工艺设计上基本处于摸索状态，无法做到闭环生产，不但造成环保问题，而且造成单位固定资产投资远远高于国外先进水平，甚至是国外先进水平的5—10倍之多，企业因此背上沉重的折旧包袱，生产成本难具竞争力。 3、中国多晶硅行业发展的问题和趋势 中国多晶硅行业是伴随全球光伏产业的飞速发展而发展起来的，从无到有，从弱小到在全球市场占有一席之地，发展道路艰辛。目前，应正视行业发展的三大问题：（1）多晶硅行业集中度不高，企业力量分散；（2）生产工艺与国外先进水平比尚有差距，无法做到闭环生产和化工产物的有效循环利用；（3）生产成本尚不具备国际竞争力。 中国多晶硅行业发展会出现集约化趋势，未来万吨以上具备成本竞争力的多晶硅企业将成为重点培育的企业，3000吨以下的多晶硅企业将不具备规模经济优势，最终被淘汰出市场。从技术发展上，改良西门子法依然是主要技术工艺，低电耗的冷氢化工艺逐渐在更多企业推广，企业将会通过优化技术工艺实现真正的闭环生产和化工产物的有效循环利用。 【参考文献】 [1]郭力方.多晶硅停产潮波及上市公司.市场或加速分化[N ].中国证 券报，2011.12.[2]文泰.多晶硅企业停产增多.行业目前困局难破[J/OL ].证券时报 网，2011.12.

实验室常用坩埚简介

实验室常用坩埚简介 （一）铂坩埚 1．铂是一种贵重金属，焙点约为1770度，质软，使用时不要用手捏，以防变形。也不能用玻璃棒捣刮铂坩埚内壁，以防损伤。也不要将红热的铂坩埚放人冷水中骤冷。 2．铂坩埚的加热和灼烧，均应在垫有石棉板或陶瓷板的电炉或电热板上进行，或在煤气灯的氧化焰上进行，不能与电炉丝、铁板及还原焰接触，因为在高温下铁易与铂形成合金，还原性气体能与铂形成碳化铂，使铂坩埚变脆。滤纸如在铂坩埚中灼烷，应在低温和空气充足的情况下，让炭化的滤纸完全燃烧后，才能提高温度. 3．Pb、Bi、Sb、Sn、Ag、Hg的化合物、硫化物、磷和砷的化合物等，在高温时容易被滤纸的炭或火馅的还原气体还原为相应的金属和非金属元素，它们与铂形成合金或化合物，从而损坏铂坩埚。所以，上述金属和非金属及其化合物不能在铂坩埚内灼烧或熔触。 4．卤素和能析出卤素的物质如王水、HCI，以及某些氧化剂的混合物，对铂坩埚均有侵蚀作用。 5．碱金属氧化物、氢氧化物、硝酸盐、亚硝酸盐、氰化物、氧化钡等在高温熔融时能侵蚀铂坩埚。用碳酸钠和碳酸钾，对铂坩埚无侵蚀作用。 6．组分不明的试样不能使用铂坩埚加热或熔融。 7．铂坩埚内、外壁应经常保持清洁和光亮。使用过的铂坩埚可用1：1HCl溶液煮沸清洗。如清洗不净，可用K2S2O7低温熔融5—

10分钟，假使用K2S2O7处理无效，可用Na2CO3或硼砂熔融。如仍有污点，则可用沙布包100筛孔以上的海沙加水润湿后，轻轻擦拭铂坩埚以恢复其表面的光泽。 8．热的铂坩埚要用铂坩埚夹取。 9．铂坩埚变形时，可放在木板上，一边滚动，一边用牛角匙压坩埚内壁整形。 （二）镍坩埚 1．镍的熔点为1455度，镍的抗碱性和抗侵蚀能力较强，故常用镍坩埚熔融铁合金、矿渣、粘土，耐火材料等。 2．用镍坩埚熔样温度不宜超过700度，因在高温时，镍易被氧化。 3、镍坩埚不能用于沉淀的灼烧。 4、镍坩埚适用于NaOHNa2O2、Na2CO3NaHCO3以及含有有KNO3的碱性溶剂熔融样品，不适用于KHSO4或NaHS04、K2S2O7或Na2S2O7等酸性溶剂以及含硫的碱性硫化物熔剂熔融样品。 5．熔融状态的A1、Zn、Pb、Sn、Hg等金属盐，都能使镍坩埚变脆。硼砂也不能在镍坩埚中熔融。 6．镍坩埚中常含有微量铬，使用时应注意。 7、新的镍坩埚应先在马弗炉中灼烧成蓝紫色，除去表面的油污，然后用1：20HCl煮沸片刻，再用水冲洗干净。 （三）铁坩埚 1、铁的熔点1300度。 2．铁坩埚在使用前应先进行钝化处理。即先用稀HCl洗，后用

浅谈多孔陶瓷

浅谈多孔陶瓷 08化本黄振蕾080900029 摘要：随着控制材料的细孔结构水平的不断提高以及各种新材质高性能多孔陶瓷材料的不断出现,多孔陶瓷的应用领域与应用范围也在不断扩大,目前其应用已遍及环保、节 能、化工、石油、冶炼、食品、制药、生物医学等多个科学领域,引起了全球材料学科的高度关注。 关键词：多孔陶瓷制备应用发展 0.引言 多孔陶瓷是一种经高温烧成、内部具有大量彼此相通, 并与材料表面也相贯通的孔道结构的陶瓷材料。多孔陶瓷的种类很多, 可以分为三类: 粒状陶瓷烧结体、泡沫陶瓷和蜂窝陶瓷[ 1]。多孔陶瓷由于均匀分布的微孔和孔洞、孔隙率较高、体积密度小, 还具有发达的比表面, 陶瓷材料特有的耐高温、耐腐蚀、高的化学和尺寸稳定性, 使多孔材料可以在气体液体过滤、净化分离、化工催化载体、吸声减震、保温材料、生物殖入材料, 特种墙体材料和传感器材料等方面得到广泛的应用[ 2]。因此, 多孔陶瓷材料及其制备技术受到广泛关注。 1多孔陶瓷材料的制备方法 1. 1 挤压成型法 挤压是一种塑性变形工艺, 可分为热挤压和冷挤压。一般是在压力机上完成, 使工件产生塑性变形, 达到所需形状的一种工艺方法。其过程是将制备好的泥条通过一种预先设计好的具有蜂窝网格结构的模具挤出成形, 经过烧结后就可以得到典型的多孔陶瓷。目前, 我国已研制出并生产使用蜂窝陶瓷挤出成型模具达到了400 孔/ 2. 54 cm ×2. 54 cm 的规格。美国与日本已研制出了600 孔/ 2. 54 cm ×2. 54 cm、900 孔/ 2.54 cm ×2. 54 cm 的高孔密度、超薄壁型蜂窝陶瓷。我国亦开始了600 孔/ 2. 54 cm ×2. 54 cm 挤出成型模具的研究, 并取得了初步成功[ 3]。例如, 现在用于汽车尾气净化的蜂窝状陶瓷, 它是将制备好的泥条通过一种预先设计好的具有蜂窝网格结构的模具挤出成型, 经过烧结后得到典型的多孔陶瓷。其工艺流程为: 原料合成+ 水+ 有机添加剂→混合练混→挤出成型→干燥→烧成→制品。这种工艺的优点在于, 可根据实际需要对孔形状和大小进行精确设计; 缺点是不能成型复杂孔道结构和孔尺寸较小的材料, 同时对挤出物料的塑性有较高要求[ 4] 。 1. 2 颗粒堆积成孔工艺法 颗粒堆积工艺是在骨料中加入相同组分的微细颗粒, 利用微细颗粒易于烧结的特点, 在高温下液化, 从而使骨料连接起来。骨料粒径越大, 形成的多孔陶瓷平均孔径就越大, 并呈线性关系。骨料颗粒尺寸越均匀, 产生的气孔分布也越均匀, 孔径分布也越小。另外, 添加剂的含量和种类, 以及烧成温度对微孔体的分布和孔径大小也有直接关系。如Yang 等[ 5]用Yb2O3 作为助剂制备了多孔氮化硅陶瓷, 通过加入Yb2O3 后, 使氮化硅微孔陶瓷孔的分布更加均匀, 经烧结后使孔隙率达到很好的要求。另外, 孔隙率可通过调整颗粒级配对孔结构进行控制, 制品的孔隙率一般为20% ~ 30% 。若在原料中加入碳粉、木屑、淀粉、塑料等成孔剂, 高温下使其挥发可将整体孔隙率提高至75% 左右[ 6]。主要优点在于工艺简单, 制备强度高; 不足之处在于气孔率低。

(整理)多晶硅行业概况.

2012年上半年中国多晶硅行业概况 一、全球光伏产业政策与市场变化情况 2012年上半年，随着欧洲各国债务额的大幅增长，针对新能源技术政策补贴纷纷缩减。 德国：德国最新的方案计划自2012年3月9日起削减上网电价补贴，以此消除因补贴变动而引发的抢装热潮。其中，10MW以上的光伏系统补贴将在今年7月1日后彻底取消，新建小型系统仅能获得所发电量85%的补贴。自5月起，所有新建光伏系统的补贴将每月削减0.15欧分/千瓦时。自2014年起光伏系统年装机量将持续下降至400MW左右，自2017年起装机量将介于900至1900MW。此次FIT下调基本上未给投资商留下反应时间，减弱了抢装效应。理论上此政策变动可达到政府的调控目的，预计德国全年市场约为5GW。 意大利：2012年上半年和下半年将分两次进行8-12%的进一步下调；2013-2016年，按照每个季度进行4%的下调。2012年下半年将不设立大型光伏电站项目登记处；停止对农业用地的大型光伏系统发放补贴。意大利第五能源法案已于8月27日启动，预算总额不到5.30亿欧元。 西班牙：西班牙政府于1月28日宣布，完全暂停新建可再生能源项目上网电价补贴;。西班牙工业部长Jose Manuel Soria称，这项法令将是暂时的。根据BOS 2010年的文件，2013年后西班牙将划分五类资源区，只有有效日照小时达标的项目才能获得补贴。 其他欧洲国家：以色列下调上网电价补贴23%；希腊下调上网电价补贴12.4%；韩国用可再生能源组合标准代替了上网电价补贴；瑞士削减光伏补贴18%；7月，保加利亚削减光伏补贴达50%。 在欧洲光伏市场一片惨淡的情况下，亚太、美洲地区则表现十分抢眼。 美国：奥巴马2013财政年度预算将延期“1603财政部计划”。根据EuPD 的预测，1603法案若延期1-5年，将使美国市场2012-2016的年增长率达到51%-57%。 中国：《可再生能源电价附加补助资金管理暂行办法》、“光电建筑补贴”、“金太阳”等政策密集出台，其中“金太阳”和国内大型电站装机规划得一再上

熔融石英陶瓷制备工艺的比较研究

第26卷第5期 硅　酸　盐　通　报 Vol .26　No .5　2007年10月 BULLETI N OF THE CH I N ESE CERAM I C S OC I ETY Oct ober,2007　 熔融石英陶瓷制备工艺的比较研究 郝洪顺1,2,崔文亮3,付　鹏4,徐利华1,王树海3,巩　丽2,宋　涛3,董　峰 3(1.北京科技大学无机非金属材料系,北京　100083;2.山东理工大学材料学院,淄博　255049; 3.山东工业陶瓷研究设计院,淄博　255031; 4.聊城大学材料学院,聊城　252059)摘要:分别介绍了注凝成型和等静压成型熔融石英陶瓷的技术,对两种成型工艺制品的生产周期、烧成制度、制品性能和灯检效果等作了比较。结果表明:等静压成型制品生产周期比注凝成型大大缩短,制品结构均匀,无阴影,性能优异。 关键词:熔融石英;石英陶瓷;等静压成型;注凝成型 中图分类号:T Q174 文献标识码:A 文章编号:100121625(2007)0521036204 The Com par ison of Shap i n g Techn i que of Fused S ili ca Ceram i c HAO Hong 2shun 1,2,CU I W en 2liang 3,FU Peng 4,XU L i 2hua 1,WAN G Shu 2hai 3 , G ON G L i 2,SON G Tao 3,DON G Feng 3(1.Depart m ent of I norganic Nonmetallic Materials,University of Science and Technol ogy Beijing,Beijing 100083,China; 2.Dep t .of Materials Science and Engineering,Shandong University of Technol ogy,Zibo 255049,China; 3.Shandong R&D I nstitute of I ndustrial Cera m ics,Zibo 255031,China; 4.L iaocheng University,L iaocheng 252059,China ) Abstract:The is ostatic p ressing and gel 2casting technique were intr oduced .The p r oducti on cycle 、sintering syste m 、p r oduct perf or mance and la mp detecting about is ostatic p ressing and gel 2casting were investigated .A s a result: Is ostatic p ressing shows shorter p r oducti on cycle and more excellent perf or mance . Key words:fused silica;silica cera m ics;cold is ostatic p ressing;gel 2casting 作者简介:郝洪顺(19792),男,硕士研究生.主要从事无机非金属材料的研究.E 2mail:l oveshizi@https://www.sodocs.net/doc/6b5417263.html, 1　引　言 石英陶瓷是以熔融石英或石英玻璃为原料,经粉碎、成型、烧成等一系列陶瓷的制作工艺制备的制品,于20世纪60年代初最早由美国开发成功并于1963年投入批量生产[1]。石英陶瓷具有最好的抗热冲击性能、最佳的热防护能力、极低的热膨胀系数、优异的电性能(低的稳定介电常数和损耗角正切)、低比重(小于2.2 g/c m 3),因此在航空航天方面,广泛用在火箭、导弹的头部、前室、火箭发动机的喷嘴。最典型的应用是石英陶瓷天线罩[2]。国外不同型号、不同空域的导弹,如美国的“爱国者”、“潘兴”Ⅱ号及意大利的“A s p ide ”导 弹、美国陆军“Sa m 2D ”导弹的天线罩均使用熔融石英陶瓷[3]。 目前制备石英陶瓷的主要成型方法是注凝成型和冷等静压成型。注凝成型[4]是利用加入料浆中的有 机单体产生大分子原位网状聚合反应,形成三维网络并将陶瓷悬浮体中的粉料聚集在一起,而形成聚合物凝胶,经干燥后即形成坯体。其优点是坯体较均匀,生坯密度较高,不足是生产周期长,效率低,料浆中气泡难以排除干净,造成成品中气孔存在,制品有阴影。冷等静压成型是[5] 将粉末装入塑性模具内,直接放进高压容器缸体中,与液体相接触的一种等静压成型方法。这种方法,可任意改变塑性模具的形状和尺寸,工艺灵

特种陶瓷制备工艺..

特种陶瓷材料的制备工艺 10材料1班 王俊红，学号：1000501134 摘 要：介绍粉末陶瓷原料的制备技术、特种陶瓷成形工艺、烧结方法。 目前，特种陶瓷中的粉末冶金陶瓷工艺已取得了很大进展，但仍有一些急需解决的问题。 当前阻碍陶瓷材料进一步发展的关键之一是成形技术尚未完全突破。 压力成形不能满足形状复杂性和密度均匀性的要求。 多种胶体原位成形工艺，固体无模成形工艺以及气相成形工艺有望促使陶瓷成形工艺获得关键性突破。 关键词：特种陶瓷；成形；烧结；陶瓷材料 前言：陶瓷分为普通陶瓷和特种陶瓷两大类， 特种陶瓷是以人工化合物为原料（如氧化物、氮化物、碳化物、硼化物及氟化物等）制成的陶瓷。 它主要用于高温环境、机械、电子、宇航、医学工程等方面，成为近代尖端科学技术的重要组成部分。 特种陶瓷作为一种重要的结构材料，具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀等优点，无论在传统工业领域，还是在新兴的高技术领域都有着广泛的应用。 因此研究特种陶瓷制备技术至关重要。 正文：特种陶瓷的生产步骤大致可以分为三步：第一步是陶瓷粉体的制备、第二步是成形，第三步是烧结。 特种陶瓷制备工艺流程图 一、 陶瓷粉体的制备 粉料的制备工艺(是机械研磨方法，还是化学方法)、粉料的性质(粒度大小、形态、尺寸分布、相结构)和成形工艺对烧结时微观结构的形成和发展有着巨大的影响，即粉末制备 坯料制备 成型 干燥 烧结 后处理 热压或热等静压烧结 成品

陶瓷的最终微观组织结构不仅与烧结工艺有关，而且还受粉料性质的影响。由于陶瓷的材料零件制造工艺一体化的特点，使得显微组织结构的优劣不单单影响材料本身的性能，而且还直接影响着制品的性能。陶瓷材料本身具有硬、脆、难变形等特点。因此，陶瓷材料的制备工艺显得更加重要。由于陶瓷材料是采用粉末烧结的方法制造的，而烧结过程主要是沿粉料表面或晶界的固相扩散物质的迁移过程。因此界面和表面的大小起着至关重要的作用。就是说，粉末的粒径是描述粉末品质的最重要的参数。因为粉末粒径越小，表面积越大，单位质量粉末的表面积(比表面积)越大，烧结时进行固相扩散物质迁移的界面就越多，即越容易致密化。制备现代陶瓷材料所用粉末都是亚微米(＜lμm)级超细粉末，且现在已发展到纳米级超细粉。粉末颗粒形状、尺寸分布及相结构对陶瓷的性能也有着显著使组分之间发生固相反应，得到所需的物相。同时，机械球磨混合无法使组分分的影响。粉末制备方法很多，但大体上可以归结为机械研磨法和化学法两个方面。 传统陶瓷粉料的合成方法是固相反应加机械粉碎(球磨)。其过程一般为：将所需要的组分或它们的先驱物用机械球磨方法（干磨、湿磨）进行粉碎并混合。然后在一定的温度下煅烧。由于达不到微观均匀，而且粉末的细度有限（通常很难小于 l μm 而达到亚微米级），因此人们普遍采用化学法得到各种粉末原料。根据起始组分的形态和反应的不同，化学法可分为以下三种类型： 1.固相法： 化合反应法：化合反应一般具有以下的反应结构式： A(s)+B(s)→C(s)+D(g) 两种或两种以上的固态粉末，经混合后在一定的热力学条件和气氛下反应而成为复合物粉末，有时也伴随一些气体逸出。 钛酸钡粉末的合成就是典型的固相化合反应。等摩尔比的钡盐BaCO3和二氧化钛混合物粉末在一定条件下发生如下反应： BaCO3+TiO2→BaTiO3+CO2↑ 该固相化学反应在空气中加热进行。生成用于PTC制作的钛酸钡盐，放出二氧化碳。但是，该固相化合反应的温度控制必须得当，否则得不到理想的、粉末状钛酸钡。 热分解反应法：