作者：王庆虎,李亚伟,李江涛,江雷,贺刚,潘丽萍

作者单位：省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉科技大学,武汉科技大学,中国科学院理化技术研究所

会议录名称：第十一届无机材料结构、性能及测试表征技术研讨会

出版年：2020-11-20

起页：38

止页：

总页数：1

馆藏号：

分类号：TB306;TQ127.2

语种：中文

会议名称：第十一届无机材料结构、性能及测试表征技术研讨会

会议地点：中国福建厦门

会议时间：2020-11-20

会议主办者：中国硅酸盐学会

关键词：润湿行为;渗透;硅;β-Si3N4

内容简介

光伏级Si的熔炼容器是含α-Si3N4涂层的石英坩祸（SiO2）。α-Si3N4涂层作为脱模剂,发挥界面应力释放作用,能有效避免Si锭/坩埚的粘连。相比于α-Si3N4,β-Si3N4具有相同的化学组分和更高的结构稳定性,且价格低3～5倍,是极具潜力的涂层候选材料。因此,急需以β-Si3N4为涂层材质,开展系统、深入研究,探明"Si熔体/β-Si3N4涂层/石英基板"三元体系的高温润湿/渗透行为。基于此,采用高温座滴测试技术和显微结构分析方法,系统研究了Si液滴分别在α-Si3N4涂层、β-Si3N4涂层、SiO2修饰β-Si3N4 （β-Si3N4@SiO2）涂层表面的界面润湿/渗透行为。结果表明,润湿性转变（不润湿→润湿）和渗透在所有涂层中普遍发生;β-Si3N4涂层较α-Si3N4涂层的不润湿持续时间极短、渗透严重。但是,与β-S i3N4涂层相比,β-Si3N4@SiO2涂层展示了显著延长的不润湿持续时长和有效滞后的渗透现象。上述润湿/渗透的差异与各涂层中的氧和脱氧反应密切相关。这一结果,澄清了业内长期存在的"β-Si3N4能否用作脱模剂"的疑惑,为光伏级硅冶炼用β-Si3N4涂层的设计和制备提供了理论指导。