顶部籽晶溶液法生长碳化硅单晶及其关键问题研究进展

因其优异的物理特性,第三代半导体碳化硅(SiC)材料在高温、高频、高压及大功率电力电子器件和射频微波器件领域具有非常明确的应用前景。受限于自身技术特点,利用传统的物理气相输运(PVT)法制备SiC晶体仍面临许多技术挑战,难以满足当前电子器件对大尺寸、高质量和低成本SiC单晶衬底的迫切需求。顶部籽晶溶液(TSSG)法可以在更低的温度和近热力学平衡条件下实现SiC晶体制备,能够显著弥补PVT法的不足,正逐渐成为极具竞争力的低成本、高质量SiC单晶衬底创新技术之一。本文首先阐述了TSSG法生长SiC晶体的理论依据,并给出了各工艺环节要点,然后归纳了TSSG法生长SiC晶体的主要技术优势,梳理了国内外在该技术领域的研究现状并重点讨论了TSSG法生长SiC晶体关键技术问题、产生机制,以及可能的解决途径等。最后,对TSSG法生长SiC晶体的未来发展做出展望。

高盐废水同步除硬除硅实验研究

为探究高盐废水中除硬和除硅的最佳条件,分别进行了双碱法混凝除硬实验和铝剂混凝除硅实验,结合单独除硬和除硅结果进行了加药混凝同时除硬除硅的实验,并研究了同步加药法和分步加药法对除硬除硅效果的影响。结果表明,双碱法混凝除硬的最优条件为NaOH、Na_(2)CO_(3)投加量分别为450、1 100 mg/L,Ca^(2+)、Mg^(2+)去除率分别为91.5%和83.5%;铝剂混凝除硅的最优条件为pH=8、NaAlO_(2)投加量为600 mg/L,全硅、Si_(a)和Si_(c)的去除率分别为90%、92%和80%;同步加药法中Ca^(2+)、Mg^(2+)去除率与单独除硬实验基本一致,而全硅、Si_(a)和Si_(c)去除率分别仅为39.8%、37.3%、40.3%;分步加药法先加入除硅药剂去除SiO_(2),再加入除硬药剂去除硬度,全硅、Si_(a)和Si_(c)去除率与单独除硅实验基本保持一致,而Ca^(2+)、Mg^(2+)去除率分别为91.5%和88.3%,Mg^(2+)去除率较单独除硬实验略有上升。分步加药法可高效同时去除高盐废水中的硬度和硅,在实际工业应用中具有较好前景。

热等离子法制备锂离子电池硅碳负极材料

采用直流电弧热等离子法一步制备硅/碳球形纳米复合材料。以中值粒径分别为2.6、6.5和15.0μm的硅碳混合粉末为原料,制得了中值粒径为49.9、56.3和68.9 nm的纳米硅碳复合材料;在200 mA/g的电流密度下3种不同粒径的纳米硅碳负极材料的首次放电比容量分别达到1718、1651和1343 mAh/g,50次循环后其容量保持在1005、761和663 mAh/g;而未处理的硅碳混合粉末首次放电容量约为2321 mAh/g,但50次循环后,容量仅为274 mAh/g。由此可见,利用直流电弧热等离子法制备的硅/碳球形纳米复合材料的电化学性能得到了极大的提升。

Fast flow simulation study of pulsating ventilation performance on air contaminant removal

Fast flow simulation is imperative in the design of pulsating ventilation,which is potentially efficient in indoor air contaminant removal.The execution of the conventional CFD method requires considerable amount of computational resources.In this study,five different numerical schemes were proposed based on fast fluid dynamics(FFD)and fractional step(FS)methods,and were evaluated to achieve quick simulation of airflow/contaminant dispersion.One of these numerical schemes was identified with the best overall computing efficiency for investigating the performance of pulsating ventilation.With this numerical scheme at hand,the air contaminant removal effectiveness of different ventilation types was evaluated.Two kinds of pulsating ventilation and one kind of steady ventilation were tested upon a benchmark isothermal mixing chamber.The effect of adjusting supply velocity parameters on the ventilation performance was also investigated.CO_(2)concentration,airflow pattern,and vortex structure of different ventilation types were illustrated and analyzed.The results reveal that the FS method is more suitable for transient simulation of wall-bounded indoor airflow than the FFD method,and 34%–51%of computing time could be saved compared to the conventional CFD method.Regarding the choice of ventilation type,steady ventilation might result in short-circuit airflow and stagnant zones;alternatively,pulsating ventilation has greater potential in air contaminant removal due to its ever-changing vortex structure.

沉淀法去除钼酸钠溶液中磷和硅试验研究

采用沉淀法去除钼酸钠溶液中的杂质磷和硅,研究了沉淀剂种类、溶液pH值、时间、温度等条件对P、Si杂质去除率及除杂过程中Mo损失率的影响,结果表明:以氯化镁为沉淀剂时,除P率最高可达到92.9%,除Si率83.2%,因生成的镁盐呈胶体状态,具有吸附钼酸钠的能力,导致Mo损失率高达4.8%。直接以CaCl_(2)为沉淀剂,钙离子会同时与P、Si、Mo形成沉淀,导致P、Si去除率不理想且Mo损失率高达20.88%。将钼酸钠氧化为过氧钼酸钠后,再采用CaCl_(2)作为沉淀剂,可实现P、Si去除率均高于97.9%,Mo损失率低于0.25%。最佳工艺参数为:料液pH值8~10,沉淀剂用量系数为2,反应温度24~45℃,反应时间90~120 min。

东一含聚污水除油工艺优化

针对胜利油田东一含聚污水处理站现有重力自然除油处理工艺不能满足含聚污水的处理需求,而采用加药混凝重力沉降工艺处理含聚污水又会带来产生大量含聚污泥等处置难题,开展多流态梯级强化气浮法物理法除油工艺室内模拟试验研究,确定了多流态梯级强化气浮除油器在最佳运行参数:循环压力为0.11 MPa、气水比为4.17下,原水含油3684.00 mg/L,含聚量184 mg/L时,一级多流态梯级强化气浮工艺出水含油量为110 mg/L,两级气浮出水出水含油量为50 mg/L,除油率为98.6%。实现了含聚污水的物理法高效除油,处理过程中,除去的原油全部回收,无污泥产生,应用前景广阔。

等离子体还原SiCl_4一步法制备多晶硅实验研究

区别于改良西门子法、硅烷法、碳热还原法、区域熔炼法等多晶硅生产工艺,利用等离子体技术,建立了以硅的氯化物为原料,一步法制备多晶硅的实验装置和工艺流程,并在此基础上进行了粒状多晶硅制备的实验。实验表明,SiCl4单程转化率超过70%,多晶硅选择性60%。利用XRD、SEM、AS等分析手段,对所得产物进行了表征。与纯度为7个9的多晶硅标样的比较表明,实验产物达到了太阳能级。此方法为多晶硅生产极大地放宽了原料选择条件,为低成本生产太阳能级多晶硅提供了一种新的途径。

硅片切割废砂浆中去除硅和二氧化硅工艺的研究

本文主要研究用碱洗法去除硅片切割废砂浆中硅和二氧化硅等杂质,以获得高纯度的碳化硅。研究了碱液的种类、碱液的浓度、碱液与总硅的配比、反应时间和反应温度各因素对除硅效果的影响,通过正交实验得出了最优的工艺条件。

气压烧结氮化硅陶瓷的研究与应用进展

氮化硅陶瓷具有高强度高硬度、耐磨、损耐腐蚀等优点,是一种综合性能优异的结构材料。气压法烧结氮化硅能够提高烧结温度从而促进氮化硅陶瓷的致密化,而且适于烧制异形件。因此,是一种经济、实用的重要烧结技术。本文论述了氮化硅陶瓷气压烧结的基本原理、工艺要求及烧结过程,在此基础上总结了气压烧结氮化硅陶瓷在陶瓷轴承、航空航天等领域的应用。

两种硅油取出术并发症分析

目的:比较常规扁平部三通道硅油取出术和既往两切口单纯硅油取出术的手术并发症,考察并评价其临床效果。方法:回顾性分析2001-04/2003-06以及2003-06/2006-11两个时期(分为两组)在本院行硅油取出术的临床连续病例。前组共78例(78眼),47例无晶状体眼采用角膜缘或角膜小切口取出硅油;7例有晶状体眼采用睫状体平坦部双切口取硅油;16例联合白内障手术者,常规行超声乳化或ECCE术,再撕开后囊膜,从前房白内障手术切口放出硅油;8例视网膜复位欠佳,或局部有增生膜者,硅油取出联合常规三通道玻璃体切除术。后组病例共113例(113眼),不论有无晶状体,全部病例均采用常规扁平部三通道取硅油,取油时联合切除残余玻璃体基底部、视网膜光凝及剥离视网膜前膜。硅油取出术后随访5mo～5a,平均随访时间为(2.7±2.1)a。结果:前组中共有3例发生脉络膜上腔出血(3.8%);15例发生视网膜再脱离(19.2%);8例眼压控制不良需加用降眼压药物(10.3%);12例出现低眼压(眼压<5mmHg)(15.4%);1例术后发生角膜内皮失代偿(1.3%);38眼视力提高2行以上(48.7%)。后组病例中未出现脉络膜上腔出血和新发角膜病变,11例发生视网膜再脱离(9.7%),与前组比较差异具有统计学意义(P<0.05)。7例眼压控制不良需加用降眼压药物(6.2%),15例出现低眼压(13.3%);58眼视力提高2行以上(51.3%)。结论:虽然两切口单纯硅油取出术方法简单,在几年前应用较为普遍,但术中不能做一些眼底的详细检查及适当处理;而常规扁平部三切口硅油取出可以联合玻璃体切割及膜剥离、激光光凝等操作,有助于保持视网膜复位和视功能提高,减少并发症的出现,具有广泛的临床应用价值。

新型聚铝硅复合絮凝剂的制备及性能研究

本文初步制备了两种新型聚铝硅复合絮凝剂:聚铝硅(含活化硅酸聚合铝,PACSi)和聚硅铝(聚硅酸硫酸铝,PSiAS).研究对比了PACSi,PSiAS与PAC的絮凝性能,考察了硅酸聚合程度,硅、铝含量对其絮凝性能的影响。结果表明,提高硅酸聚合程度或硅、铝含量的增加均有利于增强絮凝性能,且随[Si]/[Al]比值的提高,其絮凝性能也明显增强。在铝含量相同情况下,聚铝硅和聚硅铝的絮凝性能均优于聚合氯化铝。

三元复合驱硅垢除垢剂在螺杆泵举升井中的应用

采用三元复合驱硅垢除垢剂,进行了硅垢除垢剂室内除垢实验,并对大庆油田某三元复合驱试验区螺杆泵采油井进行了现场除垢试验. 试验结果表明:除垢后各项生产指标,如电流、产量、沉没度等恢复到新泵初期生产状况;螺杆泵免修期延长1倍,单井每次减少经济损失至少10万元.

高纯冶金硅除硼的研究进展

硼是多晶硅太阳电池的受主元素,影响太阳电池的光电转换效率和稳定性。硼在硅中的物理性质很稳定,通过定向凝固、真空熔炼等方法很难去除。主要介绍了冶金法除硼的研究进展,包括吹气造渣除硼、等离子体除硼、合金定向凝固除硼工艺。同时,介绍了本实验室采用冶金法除硼的最新实验结果。

采用二步法合成核-壳型二氧化硅/二氧化铈复合微粒(英文)

以正硅酸已酯为硅源,以氨水为催化剂,无水乙醇为溶剂,采用溶胶–凝胶法并经500℃煅烧1h后制备了SiO2微粒,运用激光粒度分析方法研究了各原料配比对SiO2粒子大小和粒径分布的影响;再以硝酸铈为铈源,碳酸铵为沉淀剂,十二烷基苯磺酸钠为分散剂,加入SiO2微粒,用化学沉淀法,通过控制反应和焙烧条件,经300℃煅烧1h后成功合成了核–壳型单分散球状SiO2/CeO2复合微粒。并用差示扫描量热仪/热重分析仪、X射线衍射仪、红外光谱仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线能谱仪等手段以及zeta电位测定对SiO2/CeO2复合微粒的结构、组成和性能进行了表征。结果表明:SiO2/CeO2复合微粒呈规则球状,粒子分布非常均匀,粒径约300～350 nm;CeO2基本上为膜包覆,伴有少量的CeO2沉积,CeO2包覆层厚度约为30 nm;SiO2包覆CeO2后所得复合微粒的表面电性质发生变化,其等电点对应的pH值从2.2增大至5.5。

湿法磷酸制作饲料级磷酸氢钙新工艺

传统的二段中和法生产饲料级磷酸氢钙 ,虽操作简便 ,但不足之处是磷酸中的P2 O5只有 40 %～ 6 0 %能够转化为产品 ,因此生产成本高。所研究的“复合沉淀脱氟法”,脱氟性能稳定 ,可使磷酸中的 P2 O5转化率提高到 80 %～ 96 % ,生产成本降低 2 0 % ,该方法已获得国家发明专利。

硅胶改性材料对染料吸附性能的研究进展

综述了近年来国内外关于改性硅胶材料用于染料吸附去除的研究现状,介绍了硅胶材料的物化特性,吸附原理及三种主要改性方法:表面化学改性、物理改性及复合改性。通过改性合成新型功能化硅胶吸附材料,实现对不同类型染料的高效去除。最后对硅胶改性材料在染料处理应用中目前仍存在的问题提出了建议,为深入研究提供一定的参考价值。

航空重力向下延拓的误差影响分析

本文从分析航空重力向下延拓过程中偶然误差和系统误差的变化特性入手,进而提出处理办法。首先,利用试验说明移去恢复法局限性,同时表明需处理系统误差和偶然误差的必要性。然后,采用理论推演和数值模拟计算分别估计了系统误差和偶然误差影响,试验结果发现:系统误差影响和偶然误差影响均与数据格网间隔、向下延拓高度呈线性关系,当格网化间隔较小和延拓高度较高时系统误差影响和偶然误差影响较大。最后,提出使用半参数模型和正则化算法的两步法估计系统误差和减弱偶然误差影响,试验结果说明两步法处理向下延拓各类误差影响优于仅用半参数模型或正则化算法的结果,在试验数据的偶然误差标准差为2×10^(-5) m/s^2、恒值系统误差3×10^(-5) m/s^2和变值系统误差标准差约1.3×10^(-5) m/s^2时,以及向下延拓高度6.3 km和格网间隔6′的条件下,两步法向下延拓结果的精度可达2.3×10^(-5) m/s^2。

确定斜拉屋盖结构拉索预应力的逐步去约束法

斜拉钢结构是典型的刚柔组合结构,其找形分析是一个"由形找力"的过程,即依据结构设计或施工确立的几何位形,确定拉索的预应力值,使结构在预应力和恒荷载作用下,能够达到结构设计要求的几何位形。针对斜拉结构的组成与受力特点,提出了确定拉索预应力值的逐步去约束迭代法:按照设计要求的结构成型态,将整体结构按照一定顺序分为若干个基本单元,通过给结构控制点施加约束并有规律地逐步释放约束,依次确定结构中拉索中的预应力值。论文通过一个简单的平面模型介绍了逐步去约束法的基本原理与实施步骤,最后结合一实际工程计算确定了其拉索的预应力值及拉索的下料长度。

两步法腐蚀硅锥阴极阵列的工艺研究

详细研究了利用硅的各向异性腐蚀、各向同性腐蚀制备硅锥阴极阵列的工艺。采用快速腐蚀与缓蚀削尖两步工艺，制备出了均匀、尖锐的硅锥阵列。其阵列密度可达106／cm2，硅锥曲率半径可做到20nm。

一步法制备氟化钠和二氧化硅的实验研究

以氟硅酸和碳酸钠为原料,在氟硅酸与碳酸钠物质的量比1.0∶3.5,反应温度90～95℃,反应时间150～180min,pH=6.6～7的条件下,一步沉降法制备氟化钠和二氧化硅。对生成的共沉淀物氟化钠和二氧化硅利用双锥分离器,采用母液漂浮法,控制母液的上升速度在4.0～5.0mm/s之间,实现了氟化钠和二氧化硅的有效分离,氟化钠的回收率可达99%以上,漂浮物中二氧化硅的回收率在96%以上,氟化钠和二氧化硅的产品质量分别符合或超过国标GB4293-84和国标GB10571-89。