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（三）粉料的熔化

在铸锭的过程中，有时会遇到粉料。这些粉料通常是FDR循环流化床工艺中产生的。由于粉料的价格比较便宜，因此，不少铸锭厂家希望能够对粉料进行铸锭。对于粉料的处理，需要十分注意。因为，粉料在大气状态下很容易被真空泵所产生的气流带起来在炉内飞扬，硅粉飞扬不仅会造成硅料的浪费，在飞扬过程中硅粉还会沾在加热件、保温体上，这样，一旦这些硅粉熔化，很容易渗入石墨材料和保温材料，导致加热件和保温体损坏；此外，硅粉的飞扬会随着气体到真空泵力，导致真空泵的损坏。因此，在对粉料的熔炼过程中，要严防粉料的飞扬。

为了解决这个问题，首先要了解粉料在什么情况下容易飞扬。粉料的飞扬一般在三个阶段下容易产生。

第一个阶段，是开始抽真空的瞬间。粉料放在坩埚里，粉料颗粒的间隙均是大气。在开始抽真空的时候，炉内的气压受机械泵的作用突然减小，颗粒间的气体会因压力差的作用向上运动形成气流，这些气流的力量有时很大，会带动硅粉飞扬。

为了避免这个问题，对于粉料，在开始抽真空时，不能像普通的块料那样直接用机械泵大力抽，而应当将阀门先关闭，然后慢慢打开，最好是关闭主管道，采用一个旁路的细管道，用细管道上的调节阀，从关闭到打开，逐渐增大，这样，抽真空时，炉内的压力会比较缓慢地下降，不会产生突然的压降，从而解决硅粉飞扬的问题。

到真空压力降到100Pa以下时，由于压力低，气体对硅粉的浮力很小，就可以逐步打开主管道的阀门，采用正常的阀门抽气，这时，因为气流的力量已经很小，不足以再将气体带出，因此，可以全力抽真空。

第二个阶段，是硅料升温到大约1000℃左右的阶段。首先，900℃以上，硅粉就会产生烧结现象，而由于硅粉的导热性很差，可以说几乎是绝热材料，因此，当红外测温仪测量到硅粉温度到1000℃左右的时候，坩埚侧面的温度可能已经达到接近熔化的问题，甚至已经开始融化，溶化的硅遇到周围的硅粉又会凝固而结壳；而这时，坩埚最中央部分的硅粉由于绝热作用，温度可能才100℃不到，这样，硅粉中吸附的水分以及气体，还没有完全释放。当外部硅粉结壳形成封闭体的时候，随着内部硅粉温度的逐渐上升，气体膨胀，压力增加，在硅粉内部逐渐形成封闭的高压球团，当压力到达一定程度，就会发生爆裂；或者虽然内部本身的压力没有达到爆裂压力，但结壳后，由于加热体的作用使得壳体再次熔化变薄后，内部的气体会爆冲出来，产生气流，将硅粉四溅。

这个过程的硅粉飞扬，比较难以避免，比较好的办法是在硅粉的上部，以比较碎的块料（尺寸在10-30mm）之间，铺上一层，厚度大约在50-100mm；这样，即便粉料有飞溅，块料可以挡住，使其不会溅得太远，而到达加热体或保温体。

此外，还有一个方法，使在硅粉装好后，采用细钢丝，在硅粉内部等间距扎一些小孔，从顶部到底部，这样，这些孔的周围由于间隙较大，使硅粉不容易形成密闭的球团，这经过试验也是比较有效的方式。

原标题：史珺博士谈多晶硅铸锭的加热和熔硅过程

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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