等靜壓蜜桃视频APP网站入口的特性
3.2等靜壓蜜桃视频APP网站入口的特性
3.2.1各向同性
蜜桃视频APP网站入口壓製前的物料，無論是糊料，還是粉末，物料的顆粒排列是無序的，在壓力作用下，粉末顆粒發生位移和變形，顆粒間的接觸表麵因塑性變形而增大，發生機械的咬合和交織，使物料被壓實。物料中的炭質顆粒，用顯微鏡觀察，可以看到，他們既非圓形，也非方形。屬不規則形狀。即長、寬比不同。在擠壓和模壓的情況下，受單方向壓力和模具摩擦作用，這些炭質顆粒將作有序排列。這便造成最終產品性能上的差異，如電氣、機械、熱性能等。即垂直於壓力麵的方向與水平於壓力麵的方向性能不同，人們稱其為“各向異性”。在許多使用的場合，不需要蜜桃视频APP网站入口的“各向異性”，而需要它的“各向同性”。
等靜壓成型改物料的單方向（或雙方向）受壓為多方向（全方位）受壓，碳素顆粒始終處於無序狀態。從而使最終產品沒有或很少有性能上的差異。方向上的性能比不大於111。人們稱其為：“各向同性”。當然，為了進一步縮小性能上的差異，除關鍵的等靜壓機成型外，尚需在炭質顆粒結構和工藝上進一步調整。
各向同性蜜桃视频APP网站入口材料的最大特征，是蜜桃视频APP网站入口各方向測定的性能都是等同性的（異方性）。它的異方向性為1.0-1.1，一般為1.02-1.06。此外，各向同性蜜桃视频APP网站入口的體積密度、機械強度等與普通蜜桃视频APP网站入口相比，其性能要高一個檔次，如體積密度為1.70-1.90g/cm3（普通蜜桃视频APP网站入口為1.60-1.80 g/cm3 ），抗折強度為35-90MPa（普通蜜桃视频APP网站入口為25-45MPa）等。
3.2.2體積密度的均一性
為製造細結構，質地致密，組織均勻的蜜桃视频APP网站入口製品，采用粉末壓製（而非糊料）是唯一的方法。而用粉末壓製隻有采用模壓方法和等靜壓方法。在采用模壓成型時，無論是單麵壓製或雙麵壓製，受摩擦力（炭質顆粒間和製品與模具間）的影響，壓力的傳遞將逐漸降低，從而造成體積密度的不均勻。這種差異，隨製品的高度增加而加大。
這種毛坯整體上的密度不均勻，不僅為以後工序——焙燒帶來隱患，亦將造成毛坯加工成品部件時，帶來單個產品的性能差異，是十分有害的。
采用等靜壓機成型時，產品各方位受力均勻，體積密度比較均一，且不受產品高度的限製。
3.2.3可以製造大規格製品
由於信息產業的飛速發展，單晶矽的直徑不斷向大直徑方向延伸，已由原來的75-100mm，發展到150-200mm，而且正向250mm、300mm發展。需要蜜桃视频APP网站入口材料的直徑也隨之增加。此外電火花加工用蜜桃视频APP网站入口、連鑄蜜桃视频APP网站入口、核反應堆用蜜桃视频APP网站入口亦需大規格製品，如當今商品市場上已出現?1500×2000mm的蜜桃视频APP网站入口製品。而采用模壓方法是無法完成的。這是因為它受到下列製約：
（1）壓機噸位的限製
以產品直徑1500mm為例，假如壓製單位壓力為100MPa，則壓製的使用壓力將為：17，662.5t，設計的噸位將更高。雖然當今製造這樣高噸位的壓機，並不困難，但是假如製品長度加大，則此壓機將是一個龐然大物。造價亦十分可觀。
（2）產品高度的限製
目前采用雙麵壓製模壓產品的高度，也隻能在300-400mm之間，假如製品高度為2，000mm，在通常情況下，上滑塊與壓機床麵高度與製品高度比是4：1，那麽壓機的空間距離將達到8000mm。雖然對壓機和模具進行結構改變，有望降低一些高度，但壓機的設計與製造上將遇到很大的困難。更何況如此高的產品，其體積密度上的差異，將十分明顯。甚至造成中間部位無法成型的狀態。
（3）焙燒的限製
統計數據表明，炭蜜桃视频APP网站入口製品的生產廢品，70%以上是焙燒工序造成的，廢品的主要形式是產品的內、外部裂紋。造成焙燒產品開裂的原因很多，諸如配方的合理性、粘結劑的加入量多少、單位壓力的大小、焙燒曲線的快慢、產品受熱的均勻程度、焙燒低溫過程的“浸氧”、填充料的性質等等，但不可否認，製品體積密度的不均勻，是產品內部結構缺欠所造成焙燒開裂的主要元凶之一。這是因為體積密度的不同，膨脹係數便有差異，在焙燒過程中，將產生不均衡的內應力。當這種內應力超過製品本身強度時，便因內應力釋放而開裂。這種開裂不僅在焙燒過程中產生，在冷卻過程也易於產生。
由於等靜壓機成型的產品，如上所述，在很大程度上，克服了體積密度的不均勻性，不僅在產品規格相同的情況下，產品開裂的可能性大幅度降低，而且使生產大規模產品成為可能。除上述之外，采用等靜壓機成型的等靜壓蜜桃视频APP网站入口，除圓形和板材之外，還可以製造異形產品。更重要的是，產品性能與產品的規格大小無關。
3.2.4各向同性蜜桃视频APP网站入口與各向異性蜜桃视频APP网站入口的性能比較
各向同性蜜桃视频APP网站入口與各向異性蜜桃视频APP网站入口的性能比較見表3-1
表3-1 各向同性蜜桃视频APP网站入口與各向異性蜜桃视频APP网站入口的特性比較
對比項目 各向同性蜜桃视频APP网站入口 各向異性蜜桃视频APP网站入口
各向異性比 1.0-1.1 大於1.1
平均焦炭顆粒直徑/?m 1-10 10-100
體積密度/（g/cm3） 1.7-2.0 1.6-1.8
抗折強度/MPa 39.2-98 29.4-58.8
毛坯尺寸/mm
最大直徑-圓筒形 1500 500
最大直徑-圓柱形 1100 500
最大長度 2500 500
毛坯形狀 可以製造長尺寸和異形材料 不能製造長尺寸和異形製品
毛坯尺寸與特性 特性與毛坯形狀尺寸無關 根據毛坯形狀、尺寸大小特性不同
毛坯尺寸精度 精度不好 精度較好
毛坯內離散程度體積密度的R值 與毛坯內部位置無關，特性離散小，0.03以內 中心部位與周邊部位特性有差異，0.06左右
體積密度LOT間的離散 ±0.03 ±0.6
4.蜜桃视频APP网站入口製品及製品在半導體工業、光伏產業中的應用情況
4.1蜜桃视频APP网站入口材料在鑄錠多晶矽製造中的應用
4.1.1鑄錠多晶矽
2007年在全球半導體產業低速增長的情況下，中國的半導體產業持續發展，比2006年增長了20.8%，隨著各國對可再生能源的重視，以及太陽能電池轉換效率不斷提高，產品成本不斷下降，太陽能電池產量快速增長。自2000年以來光伏市場的發展超過了工業曆史上的任何一次飛躍。2007年全球太陽能電池產量達到4000MW，較2006年增長了56%，中國2007年太陽能電池產量達到1088MW，同比增長148%，市場占有率由2006年的17%提升到27%。光伏發電的前景已經被越來越多的國家和金融界認識，多晶矽材料不僅用於半導體集成電路單晶矽的生產，同時還大量用於光伏太陽能電池產業，特別是用多晶矽生產的單晶矽製造的太陽能電池片其轉化效率高﹙13%-18%﹚。
矽太陽能電池所用的單晶矽片，主要來自兩種工藝渠道生產、供應的。一類是通過直拉單晶矽，生產出單晶矽棒，經切割等製成晶圓。另外一類是以多晶矽為原料，通過鑄錠方法製成鑄錠多晶矽塊，再利用線切割機加工製成晶圓。
在太陽能電池製造的工藝流程中，可以看出，多晶矽鑄錠是整個光伏產業鏈中的一個非常重要的基礎工序。利用鑄造技術製備矽多晶體，稱為鑄造多晶矽或鑄錠多晶矽﹙multicrystalline silicon,mc-Si﹚。鑄造多晶矽雖然含有大量的晶粒、晶界、位錯和雜質，但由於省去了高費用的晶體拉製過程，所以相對成本較低，而且能耗也較低，在國際上得到了廣泛應用。
與直拉單晶矽相比，鑄造多晶矽的主要優勢是①材料利用率高、能耗小、製備成本低，而且其晶體生長簡便，易於大尺寸生長；②可直接得到方錠，與拉製單晶圓棒相比，在切割製備矽片的過程中比較省料，提高了矽料的利用率，且方形較圓形易於提高電池模塊的包裝密度。但是，其缺點是含有晶界、高密度的位錯、微缺陷和相對較高的雜質濃度，其晶體的質量明顯低於單晶矽，從而降低了太陽能電池的光電轉換效率。
目前，太陽能用於多晶矽片主要采用鑄造多晶矽，多晶片的製作工藝是一個鑄造過程，在這個過程中，熔化的矽被傾倒到一個模子裏並且被定型，然後它被切成薄片。因為多晶片是通過模鑄被製作出來的，由於鑄造過程的晶體結構上的不完整，鑄造多晶矽太陽能電池的效率低於單晶矽電池，但是由於生產工藝簡單，所以他們能夠更加便宜的被生產，具有廣闊的市場前景。
早在1975年，德國的瓦克﹙Wacker﹚公司在國際上首先利用澆鑄法製備多晶矽材料﹙SILSO﹚製造太陽能電池。幾乎同時，其他研究小組也提出了不同的鑄造工藝來製各多晶矽材料如美國Solarex公司的結晶法、美國晶體係統公司的熱交換法、日本電氣公司和大阪鈦公司的模具釋放鑄錠法等。以此為開端，鑄造多晶矽產品走入人們的視線。
自從鑄造多晶矽發明以後，技術不斷改進，質量不斷提高，應用也不斷廣泛。在材料製備方麵，平麵固液界麵技術和氮化矽塗層技術等技術的應用、材料尺寸的不斷加大；在電池方麵，SiN減反射層技術、氫鈍化技術、吸雜技術的開發和應用，使得鑄造多晶矽材料的電學性能有了明顯改善，其太陽能電池的光電轉換效率也得到了迅速提高，實驗室中的效率從1976年的12.5%提高到21世紀初的19.8%。近年來更達到20.3%。而在實際生產中的鑄造多晶矽太陽能電池效率也已達到15%-16%左右。
由於鑄造多晶矽的優勢，包括中國在內的世界各主要太陽能生產國都在努力發展其工業規模。自20世紀90年代以來，國際上新建的太陽能電池和材料的生產線大部分是鑄造多晶矽生產線，並且隨著產業規模和技術的提升，更多的鑄造多晶矽材料和電池生產線投入應用。目前，鑄造多晶矽已占太陽能電池材料的55%以上，稱為最主要的太陽能電池材料。
鑄造多晶矽片加工流程是由鑄錠開始，到多晶矽矽片的加工而完成。它的完整工藝流程參見下圖。
裝料 → 熔化 → 定向生長 → 冷卻凝固
↓
矽片清洗 ← 多線切割 ← 破錠 ← 矽錠出爐
↓
包裝 → 出廠
多晶矽片的典型生產工藝如下：
（1）裝料：將清洗後的或免洗的51料裝入噴有氮化矽的塗層的石英坩堝內，整體放置在定向凝固塊上，下爐罩上升與上爐罩合攏，抽真空，並通入氬氣作為保護氣體，爐內壓力大致保持在4×104-6×104Pa左右；
（2）加熱：利用均布於四周的蜜桃视频APP网站入口加熱器按設定的速率緩慢加熱，去除爐內設施及矽料表麵吸附的濕氣等；
（3）熔化：增大加熱功率，使爐內溫度達到1540℃左右的矽料熔化溫度並一直保持直至矽料完全熔化；
（4）長晶：Si料熔化結束後，適當減小加熱功率，工作區溫度降至1430℃左右的矽的熔點，緩慢提升隔熱籠，使石英坩堝底部的定向凝固塊慢慢露出加熱區，形成垂直方向的大於0℃的溫度梯度，坩堝中矽料的溫度自底部開始降低並形成固液界麵，多晶開始在底部形成，隨著隔熱籠的提升，水平的固液界麵也逐漸上升，多晶矽呈柱狀向上生長，生長過程中需要盡量保持水平方向的零溫度梯度，直至晶體生長完成，該過程視裝料的多少而定，約需要20-30h；
（5）退火：長晶完成後，由於坩堝中51料的上部和下部存在較大的溫差，這時的多晶矽錠會存在一定的熱應力，容易在後道剖錠、切片和電池製造過程中碎裂，因此，長晶後應保溫在矽熔點附近一段時間以使整個晶錠的溫度逐漸均勻，減少或消除熱應力；
（6）冷卻：退火後，加熱器停止加熱，並通入大流量氬氣，使爐內溫度逐漸降低，氣壓逐漸回升，直至達到大氣壓及容許的出錠溫度。
（7）出錠：降低下爐罩，露出固定器上的坩堝，用專用的裝卸料叉車將坩堝叉出；
（8）破錠：利用剖錠機將多晶矽錠上易吸收雜質的上下表麵及周邊切除，按所需矽片尺寸﹙如125mm×125mm規格或156mm×156mm規格﹚切割成均勻的方形矽柱；
（9）切片：用多線切割機將方形Si柱切割成厚度為220?m左右的多晶矽片；（10）清洗、包裝：清洗切好的矽片以去除切削液及表麵的其他殘餘物，烘幹後包裝待用，工藝結束。
4.1.2多晶矽鑄錠爐的結構組成
根據多晶矽片的生產工藝可以得知其核心設備為大容量多晶矽鑄錠爐。它是將矽料高溫熔融後通過定向冷卻冷凝結晶，使其形成晶向一致的矽錠，從而達到太陽能電池生產對矽片品質的要求。多晶矽鑄錠爐是多晶矽製造的關鍵設備之一，其工藝流程的穩定性、設備控製的穩定性和先進性直接關係到是否生成出合格的矽錠，而合格的矽錠直接決定著矽片製成的電池的光電轉換效率。
多晶矽鑄錠爐由罐狀爐體、加熱器、裝載及隔熱籠升降機構、送氣及水冷係統、控製係統和安全保護係統組成。多晶矽片質量的好壞主要取決於多晶矽在多晶矽鑄錠爐中的定向生長。
為了完成上述連續的工藝過程，全自動多晶矽鑄錠爐設計由下麵的幾大工作係統組成。它們分別為抽真空係統、加熱係統、測溫係統、保溫層升降係統、壓力控製係統及其他輔助係統。
（1）抽真空係統
抽真空係統是保持矽錠在真空下進行一係列處理，要求在不同的狀態下，保持爐內真空壓力控製在一定範圍內。這就要求真空係統既有抽真空設備，同時還有很靈敏的壓力檢測控製裝置。保證矽錠在生長過程中，處於良好的氣氛中。抽真空係統由機械泵和羅茨泵、比例閥旁路抽氣係統組成。
（2）加熱係統
加熱係統是保持工藝要求的關鍵，采用發熱體加熱，由中央控製器控製發熱體，並可保證恒定溫場內溫度可按設定值變化；同時控製溫度在一精度範圍內。完成矽錠在長晶過程中對溫度的精確要求。
（3） 測溫係統
測溫係統是檢測爐內矽錠在長晶過程中溫度的變化，給矽錠長晶狀況實時分析判斷係統提供數據，以便使長晶狀況實時分析判斷係統隨時調整長晶參數，使這一過程處於良好狀態。
（4）保溫層升降係統
保溫層升降係統機構是保證矽錠在長晶過程中，保持良好的長晶速度，它是通過精密機械升降係統，並配備精確的位置、速度控製係統來實現。保證矽錠晶核形成的優良性，保證光電轉化的高效性。
（5）壓力控製係統
壓力控製係統主要保證爐內矽錠在生長過程中，在一特定時間段內，壓力根據工藝要求保持在一壓力下。它由長晶狀況實時分析判斷係統來控製。
（6）其他輔助係統
多晶矽鑄錠爐的工作原理：將多晶矽料裝入有塗層的坩堝內後放在定向凝固塊上，關閉爐膛後抽真空，加熱待矽料完全熔化後，隔熱籠緩慢往上提升，通過定向凝固塊將矽料結晶時釋放的熱量輻射到下爐腔內壁上，坩堝底部的定向凝固塊單向散熱，在矽料液固界麵處形成豎直的、大於0℃的溫度梯度，進行柱狀結晶生長。矽料凝固後，矽錠經過退火、冷卻後出爐即完成整個鑄錠過程。
4.1.3蜜桃视频APP网站入口材料在多晶矽鑄錠爐中的應用
多晶矽鑄錠爐中，多個組件是需要蜜桃视频APP网站入口材料。特別是加熱器中使用的加熱材料-高純蜜桃视频APP网站入口，以及加熱器中使用的隔熱材料-高純碳氈隔熱材料，是目前重要的配套材料。
﹙1﹚ 加熱器中使用的加熱材料-高純蜜桃视频APP网站入口材料
在多晶矽鑄錠爐設計上，為使矽料熔融，必須采用合適的加熱方式。從加熱的效果而言，感應加熱和輻射加熱均可以達到所需的溫度。一般多采用輻射加熱方式。它可以對結晶過程的熱量傳遞進行精確控製，易於在坩堝內部形成垂直的溫度梯度。
加熱器的加熱能力必須超過1650℃，同時其材料不能與矽料反應，不對矽料造成汙染，能在真空及惰性氣氛中長期使用。符合使用條件可供選擇的加熱器有金屬鎢、鉬和非金屬蜜桃视频APP网站入口等。由於鎢、鉬價格昂貴，加工困難，而蜜桃视频APP网站入口來源廣泛，可加工成各種形狀。另外，蜜桃视频APP网站入口具有熱慣性小、可以快速加熱，耐高溫、耐熱衝擊性好，輻射麵積大、加熱效率高、且基本性能穩定等特點。
﹙2﹚ 加熱器中使用的隔熱材料-高純碳氈隔熱材料
對於鑄錠工藝而言，為了提高生產效率，要求設備的升溫速度盡可能快；由於采用真空工藝，要求爐內材料的放氣量應盡可能少，縮短真空排氣的時間；同時矽料中溫度梯度的形成還需要隔熱層的精確提升實現，隔熱層的質量要盡可能輕，以減少升降時的慣性而影響控製精度。綜上所述對於隔熱材料的選擇要求是：耐高溫、密度低、導熱小、蓄熱量少、隔熱效果好、放氣量少、重量輕、膨脹係數小，在眾多的耐火保溫材料中，以高純碳氈最為理想。