[发明专利]一种硅铝合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硅铝合金的制备方法。

背景技术

目前，为了降低硅太阳能电池的材料成本，物理法提纯金属硅制备太阳能级多晶硅被全世界广泛研究。其中，有一种叫“硅铝合金法”的提纯技术。这种技术需要将硅和铝混合后加热，利用硅在铝中的偏析原理提纯硅。但是，硅和铝的混合往往是不均匀的，这样容易导致最终产品的产率和质量下降。

传统意义上的铝硅系合金，也叫“硅铝明”或“矽铝明”。有良好铸造性能和耐磨性能，热胀系数小，是铸造铝合金中品种最多，用量最大的合金。但是，这种硅铝合金中硅的含量最高一般为25％，如果用于硅的提纯，那将是对铝的大量浪费，且难以达到降低成本的初衷。而传统的方法要么很难制备高硅含量的合金，要么耗时耗电，都不适用于低成本低能耗的物理法提纯。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的硅铝合金的制备方法，用这种方法制备的硅铝合金具备硅含量高，混合均匀，致密性好，方法简单，成本低，能耗低的优点。

本发明的硅铝合金的制备方法，其步骤如下：

1)将粒径分别为0.05mm～10mm金属硅与金属铝去油、清洁、烘干后，按质量比金属硅∶金属铝＝1∶0.5～1∶2.5混合均匀，压制成固体混合物；

2)将固体混合物放入加热炉中，加热至300～600℃，保温1～3h，然后升温至800～1250℃，保温3～19h，将炉温降低到室温，得到硅铝合金。

本发明利用了粉末冶金的原理，将硅和铝压制成形后加热，可以制备得到硅含量高，混合均匀，致密性好的硅铝合金，该方法具备操作简单，成本低，能耗低的优点，能够满足“硅铝合金法”提纯多晶硅的要求。

具体实施方式

实例1

1)将粒径为0.1mm的金属硅与粒径为0.1mm的金属铝分别用无水乙醇去油，用去离子水将附着的乙醇冲洗干净，烘干；按质量比金属硅∶金属铝＝1∶2.5混合均匀，用10MPa的压力压制成圆柱体；

2)将步骤1)的圆柱体放入加热炉中，加热至300℃，保温1h，然后升温至800℃，保温3h，将炉温降低到室温，得到硅铝合金。此例中制得的硅铝合金经EDS能谱分析得知其硅铝分布均匀，经ICPAES分析得知硅含量达29％，密度为2.57g/cm³，与该硅含量下的铝硅合金密度理论数值很接近，证明其致密性较好。

实例2

1)将粒径为10mm的金属硅与粒径为10mm的金属铝分别用无水乙醇去油，用去离子水将附着的乙醇冲洗干净，烘干；按质量比金属硅∶金属铝＝1∶0.5混合均匀，用40MPa的压力压制成圆柱体；

2)将步骤1)的圆柱体放入加热炉中，加热至600℃，保温6h，然后升温至1250℃，保温19h，将炉温降低到室温，得到硅铝合金。此例中制得的硅铝合金经EDS能谱分析得知其硅铝分布均匀，经ICPAES分析得知硅含量达61％，密度为2.48g/cm³，与该硅含量下的铝硅合金密度理论数值很接近，证明其致密性较好。

实例3

1)将粒径为0.05mm的金属硅与粒径为0.05mm的金属铝分别用无水乙醇去油，用去离子水将附着的乙醇冲洗干净，烘干；按质量比金属硅∶金属铝＝1∶1混合均匀，用40MPa的压力压制成圆柱体；

2)将步骤1)的圆柱体放入加热炉中，加热至600℃，保温1h，然后升温至1200℃，保温6h，将炉温降低到室温，得到硅铝合金。此例中制得的硅铝合金经EDS能谱分析得知其硅铝分布均匀，经ICPAES分析得知硅含量达47％，密度为2.45g/cm³，与该硅含量下的铝硅合金密度理论数值很接近，证明其致密性较好。