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Al-Si合金法提纯硅工艺拥有很多优势,可以同时有效的去除硅中的硼(B)和磷(P)。本文基于Al-Si合金法提纯硅工艺,重点从动力学、不同元素间交互作用方向做了系列的工作。主要结果如下: 研究了过共晶Al-Si熔体在不同硅含量下B、P的去除率。发现在过共晶Al-Si熔体中,当冷却速率为0.55 mK/s时,随着硅含量降低,B、P的去除率升高。 研究了动力学对初晶硅中B、P含量的影响。通过改变熔体的冷却速率可以改变初晶硅的生长速率,发现随着冷却速率降低,初晶硅中B、P含量降低。从而验证了动力学对B、P去除的影响。 研究了共晶硅中的B含量。发现同一样品中共晶硅中的B含量高于初晶硅中的B含量,且随着样品冷却速率降低,共晶硅中的B含量升高。 提出了表观分配系数的概念。利用这个概念可以表征合金凝固过程中,凝固温度区间内杂质的分配系数。利用冶金级硅和工业级铝得到B的表观分配系数为0.09(Al-20%Si),0.27(Al-30%Si),0.45(Al-40%Si)。P的表观分配系数为0.35(Al-20%Si),0.15(Al-30%Si),0.11(Al-40%Si)。 基于动力学对B、P去除的影响,设计了一个类似提拉法的从过共晶Al-Si熔体中生长硅的装置和方法。利用该装置生长出来硅中的B、P含量低于熔体中B、P的含量。 发现Al-Si合金法提纯硅工艺中,原材料Al和Si的纯度对B、P的去除有很大的影响。研究了不同元素间交互作用对B、P去除的影响,提出了元素间交互作用对B、P去除影响的模型。并重点研究了Al-Si熔体中Fe的存在(最大Fe含量为10000 ppmw)对B、P去除的影响,发现Fe的存在对B、P的去除没有明显的影响。