13)增刊(Ⅱ)-0192-06
铸造多晶硅小平面枝晶生长机制的研究?
罗大伟1,龙剑平1,李廷举2
(1.成都理工大学材料与化学化工学院,四川成都610059;
2.大连理工大学材料科学与工程学院,辽宁大连116024)
摘一要:一近些年来由于低成本二低耗能和少污染等特点,铸造多晶硅已成为主要的光伏材料之一,越来越受到人们的广泛关注三但通过定向凝固工艺获得的粗大的晶体中存在大量的孪晶,认为孪晶就有可能对晶体生长起着主导作用三采用自行设计的真空电磁感应熔炼炉及定向凝固炉对冶金级多晶硅进行了真空条件下的定向凝固实验,通过对定向凝固铸锭的观察和分析并结合国内外其它研究机构在此方面的研究,对铸造多晶硅中平行孪晶的生长机制和小平面枝晶的生长机制进行了详细的分析和讨论三
关键词:一铸造多晶硅;平行孪晶;定向凝固;生长机制中图分类号:一TM914.4文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.增刊(Ⅱ).005 1一引一言
由于制备成本低廉及工艺简单等特点,自20世纪70年代以来铸造多晶硅制备技术在国内外得到迅速的发展三多晶硅目前已经成为最主要的光伏材料之一,但与单晶硅相比,由于用于制备多晶硅的原材料中含有较高的杂质元素,并且结晶条件和结晶组织也有差异,故多晶硅铸锭中存在较多的位错二孪晶等晶体缺陷,它们在光电转换器件中成为载流子的复合中心,从而严重影响太阳电池的光电转换效率三研究表明,铸造多晶硅的晶粒尺寸越大越好,这样可以减少晶界的表面积,并且最好使晶界方向与硅晶片表面相互垂直,这样可以明显降低晶界对多晶硅太阳电池转换效率的影响[1]三通过采用定向凝固技术可以获得沿生长方向整齐排列的粗大柱状晶组织,这些粗大的柱状晶尺寸减少了晶界数量同时也有利于提高太阳电池转换效率三因而研究铸造多晶硅中各类晶体缺陷的分布及其控制方法,对于多晶硅材料的进一步发展具有重要意义三孪晶是多晶硅中出现较多的另一类晶体缺陷三许多研究已经报道了关于小平面方式生长晶体(例如Si二Ge和Bi等)中的孪晶生长现象[2-5]三这些研究表明晶粒的生长方向与孪晶的表面是平行的,既然在这些晶体中存在大量的孪晶,那么孪晶就有可能对晶体生长起着主导作用三虽然孪晶的晶界并不捕获杂质,由于它们高度一致的晶界,因此在太阳电池器件中孪晶对于其光电转换效率的影响是微乎其微的三但是普通的晶界却能够引起杂质的诱捕,因此为了对杂质诱捕位置处的晶界进行评估,消除晶粒边界处的孪晶晶界是非常必要的三本文以经纯化处理的优级冶金级硅为原料,采用自行设计的真空电磁感应熔炼炉及定向凝固炉对冶金级多晶硅进行了真空条件下的定向凝固实验三采用光学金相显微镜对多晶硅铸锭中孪晶的分布规律进行观察和分析,同时对铸造多晶硅中平行孪晶的生长机制和小平面枝晶的生长机制进行了详细的分析和讨论三
2一实一验
自主设计的真空感应熔炼炉的结构示意图如图1所示三真空感应熔炼炉主要由两部分组成,即感应熔炼部分和定向凝固部分三其中感应熔炼炉的最大功率和频率分别为200kW和3000Hz三而定向凝固部分则由4段保温装置所构成,从而为定向凝固过程提供一个从上到下具有负温度梯度的温度场三实验所用的硅料为经过酸洗处理的粒度在0.3~0.5mm之间,质量为2.5k g三
图1一真空感应熔炼炉的结构示意图
Fi g1The structure dia g ram of vacuum induction meltin g furnace
实验具体过程如下:将经过酸洗的硅料放入石英
?基金项目:四川省科技支撑资助项目(2010GZ0228)
收到初稿日期:2013-01-03收到修改稿日期:2013-07-03通讯作者:罗大伟作者简介:罗大伟一(1983-),男,内蒙古通辽人,副教授,主要从事新能源材料制备与研究三
料进行精炼,精炼一定时间后将其倒入定向凝固部位的坩埚中同时关闭感应线圈加热电源三待硅液静止一段时间后,启动定向凝固牵引系统,当坩埚顶完全脱离保温段以后关闭牵引系统和所有电源三待硅锭完全冷却后将其取出三真空感应熔炼实验参数如表1所示,整个实验过程的测温设备为美国产RAYMR1SCSF 型红外测温仪三
表1一真空感应熔炼实验参数
Table 1Ex p erimental p arameters of vacuum induc -tion meltin g
实验参数实验条件精炼时间60min
精炼温度1773K 真空度
10
-2
~10-1Pa
感应熔炼石英陶瓷坩埚尺寸(??h ?δ)180mm?
220mm?15mm 定向凝固石英陶瓷坩埚尺寸
(??h ?δ)100mm?300mm?15mm
3一结果与讨论
3.1一铸锭组织分析
经过真空电磁感应精练后,通过定向凝固工艺(拉坯速度为30mm /h )
得到?70mm ?210mm 的多晶硅铸锭三硅锭及其横纵截面的金相照片如图2和3所示三
图2一多晶硅锭照片
Fi g 2Photo of p ol y silicon in g ot
沿铸锭的轴线分别在其底部二中部和上部进行取样分析三样品经研磨抛光后用浓度为20%的NaO H 溶液腐蚀10min 得到的金相组织如图4所示三图3
为距铸锭底部100mm 处硅锭的横纵截面金相照片三从图3(a )可以看出,所得铸锭具有发达的柱状晶组织,晶界的方向基本与结晶方向是相平行的,这样可以
呈小面生长习性,在由凝固点至室温的晶体冷却过程中其线性膨胀系数有一次突变(约在650?左右),将使得内应力增大,再加上结晶过程中原子堆积层错等
其它因素的影响,都可能导致孪晶的产生[
6]
三图3一多晶硅锭横纵截面金相照片
Fi g 3Metallo g ra p hic p hotos of p ol y silicon in g ot lon -g itudinal section cross section
通过对多晶硅锭不同高度横截面上的孪晶组织的高倍观察发现在硅锭的不同高度都存在大量的孪晶,而且不同位置处的孪晶数量略有不同,显然在靠近硅锭底部位置含有较多孪晶,如图4所示三由于在粗大的柱状晶中存在着大量的孪晶所以认为孪晶有可能对晶体生长起着主导作用三
3.2一硅中平行孪晶的形成机制
从本文的铸锭的金相照片可以看出,在发达的柱状晶内部存在很多的平行孪晶,因此推测孪晶有可能
对多晶硅晶体的生长起着主导作用三M.Hirofumi 等的研究表明,含有孪晶的晶粒二维形核时的临界晶核大小是普通晶粒二维形核时晶核半径的70%~80%,由于孪晶的存在临界形核半径降低了,同时形核时所需要的过冷度也降低了相同的比值,最终会影响晶体的主要生长方向和晶粒尺寸三因此在利用定向凝固生产铸造多晶硅时,控制对光电转换效率没有影响的孪
晶晶界是一个非常重要的因素[
7]
三下面对铸造多晶硅中平行孪晶的形成机制进行分析和说明三
图4一多晶硅锭不同高度横截面的金相照片
Fi g 4Cross section metallur g ical p hotos of p ol y silicon in g ot at different hei g hts
一一小平面枝晶最独特的特征是在枝晶的中心存在两个{111}平行孪晶[9-11]
三硅的平面枝晶与锗的平面枝晶具有极其相似的特征[
12-14]
三因此可以认为平面枝晶的生长是与平行孪晶密切相关的三硅的小平面界面通
过原位实验得到了观察[
5,8]
三可以利用K.Fu j iwara 等给出的模型对平行孪晶的形成机制进行解释[
8]
三图5给出了硅熔体生长过程中产生平行孪晶的模型的示
意图三图5(a )
为硅熔体在结晶过程中固液生长界面三硅的晶体生长界面是小平面同时在固液界面处出现了
{111}
晶面[4,15]三小平面界面的形状主要依赖于晶体生长方向,由于生长界面是平面,因此晶体生长总是在
{111}晶面产生三当原子与具有孪晶关系的晶面接触时,就会在随后生长的晶面上形成维持孪晶关系的薄层,然后会在这个薄层上产生一个孪晶层如图5(b )所示三可以认为原子总是沉积在具有孪晶关系的生长界
面,因为硅中{111}
孪晶晶界能接近于零三一方面当结晶驱动力非常低几乎接近于平衡条件时,为了降低系统的吉布斯自由能,这种吸附原子的孪晶结构可以发生重新排列,为了使这些吸附的原子适应晶体表面的外延生长结构;另一方面当熔体过冷度较大时即结晶驱动力较大时,由于在结晶过程中具有较快的生长动力学和较高的能量,具有孪晶关系的薄层的生长会得到推进,如图5(c )
所示三如果晶体是以侧向生长模型连续生长,注意到另一个孪晶晶界也形成了平行于先前的孪晶,如图5(d )
所示三在这个模型中,当一个孪晶在生长界面的小平面上形成时,两个平行的孪晶的形成是这个模型的关键三当熔体的过冷度足够大时,小平面枝晶开始从这两个相互平行的孪晶的位置生长三在这个生长机制中,小平面枝晶的生长方向与生长界面上的小平面晶面相平行如图5(d )
所示三图5一硅晶体生长过程中平行孪晶的形成机制示意图[
8]
Fi g 5Model of p arallel -twin formation durin g cr y stal g rowth from Si melts
一一因此,
这个模型解释了在晶体生长过程中为什么会产生和如何产生平行孪晶三这与K.Fu j iwara 等对
实验结果的解释是一致的三小平面枝晶生长所需要的
过冷度也得到了广泛的研究,一些实验数据表明过冷度的范围为10K <ΔT <100K 三当过冷度>100K 时,随着生长模型从横向生长变为连续生长的变化出
过程,因此平行孪晶生长模型得到了实验结果的直接
证明[
5]
三通过观察发现小平面枝晶生长过程中不仅仅只是在 112?快速生长方向上生长,同时在垂直于快速生长方向的 111?方向也发现生长现象三这表明枝晶的生长同时也会发生在平行于{111}晶面族的方向三这是从小平面枝晶内部平行于{111}孪晶方向观察到的三为了获得更多关于小平面枝晶生长行为的信息,
Fu j iwara 等又从垂直于{111}
孪晶方向对枝晶的生长进行了观察三当晶体生长过程中出现枝晶时,{111}平行孪晶在平行于{111}晶体表面产生三在枝晶的顶端出现了具有60?的三角形的拐角,
同时这个拐角的方向从一侧到另一侧交替地发生变化沿着晶体生长的方向三这个三角形的拐角在先前的Hamilton 和Seiden -sticker 的模型中并没有提到[16]
三因此可以得到关于小平面枝晶生长行为3个方面的重要结论:(1)
小平面枝晶可以沿 111?方向进行繁殖生长,这个方向是垂直于枝晶快速生长方向 112?的;(2)在小平面枝晶的顶端形成了具有60?三角形的拐角;(3)在生长过程中60?三角形拐角的方向在不断地发生变化三
的凹角(Ⅰ类型)出现在生长界面三相对于{111}
平坦的表面,形核很容易在凹角处发生[16]
,因此晶体快速
在凹角处生长,最终会形成具有60?的三角形拐角三
由于凹角的消失,快速生长在这个时候会停止三这就是为什么当只有一个孪晶时小平面枝晶不会出现三Hamilton 和Seidensticker 提出的双孪晶晶体生长模型,这个模型与1960年提出的小平面枝晶生长模型相吻合三图6(b )给出了由{111}惯性面组成的双孪晶三假定在{111}平坦表面是很难发生晶体生长的三发生在Ⅰ类型凹角处的快速生长类似于单孪晶晶体的生
长三新的生长层又形成了一个具有109.5?的新的凹角三利用Ⅱ类型对其进行表征三Hamilton 和Seiden -
sticker 认为在Ⅱ类型凹角处同样可以发生形核现象三因此,相对于只具有一个孪晶的晶体,在Ⅰ类型凹角消失前,Ⅱ类的凹角可以维持晶体在横向的连续生长三在他们的这个模型中最重要的是Ⅰ类型凹角并没有消失在枝晶生长过程中,也就是说,在枝晶生长的尖端不会出现三角形的拐角三然而,这个模型与Fu j iwara 等的实验结果是相矛盾的三
图6一硅晶体在一个孪晶和双孪晶情况下生长行为示意图[
16]
Fi g 6Schematic ima g es of g rowth behavior of silicon cr y stal with one twin and double twins [16
]
3.3.2一双孪晶生长模型Fu j iwara 等[5]
基于实验过程提出了一个新的生长模型三为了更好地对模型进行描述,分别用twin1和twin2来表征两个孪晶,如图7(a )
所示三在Ⅰ类型的凹角处的快速生长导致了在枝晶生长顶部形成了一个
具有60?的三角形的拐角,如图7(b )和(c )
所示三类似于在实验中观察到的单孪晶的晶体生长三虽然快速生长会因为凹角的消失而被抑制,但是晶体的生长却可以在{111}
平坦的表面继续三在先前的模型中,晶体的生长似乎很难在平坦的{111}面发生三然而从Fu j i
-wara 等的实验中却发现在过冷的液体中在{111}
表面发生了晶体生长现象[
6]
三晶体生长后注意到在twin2的生长表面形成了两个新的Ⅰ类型的凹角,如图7(d )所示三因此快速生长能够继续进行,具有60?的三角
形拐角也会以以前同样的形式继续形成,如图7(e )
和(f )所示三60?拐角的方向也会发生变化,如图7(d )和(f )所示,这与实验结果是相一致的三晶体的生长会在{111}
平坦表面继续推进,从而也会在twin1处形成新
的Ⅰ类型凹角,如图7(g)所示三通过重复以上相同的过程和在生长顶部不断地形成60?的拐角,枝晶的生长可以连续地进行三在先前提出的生长模型中[16],假定由于在twin2处形成了Ⅱ类型的凹角,晶体可以横向生长,同时晶体在{111}平面的生长可以忽略三在这种情况下,小平面枝晶只能在快速生长方向和垂直于快速生长方向发生生长,这表明在过冷的熔体中,枝晶生长可以在{111}平坦表面上很容易发生三双孪晶存在的重要意义不仅是形成了Ⅱ类型的凹角,而且在每个孪晶上交替地生成了Ⅰ类型的凹角三图7中的生长模型全面地解释了小平面枝晶的生长行为的实验现象三而且,双孪晶的生长模型不仅仅可以应用于硅,而且还可以应用于其它的小平面材料三
图7一双孪晶下硅晶体生长行为示意图[5]
Fi g7Schematic ima g es of g rowth behavior of silicon cr y stal with double twins
4一结一论
(1)一通过定向凝固工艺可以获得具有发达的柱状晶组织的多晶硅铸锭,晶界的方向基本与结晶方向是相平行的,这样可以使晶界方向与硅晶片表面相互垂直,从而有利于太阳能电池效率的提高三但多晶硅铸锭内部不同高度都存在大量的孪晶组织,所以认为孪晶有可能对晶体生长起着主导作用三
(2)一由于含有孪晶的晶粒的二维形核时的临界晶核大小是普通晶粒二维形核时半径的70%~80%,由于孪晶的存在,临界形核半径降低了,同时形核时所需要的过冷度也降低了相同的比值三最终会影响晶体的主要生长方向和晶粒尺寸三
(3)一平面枝晶生长行为3个方面的重要结论:小平面枝晶可以沿 111?方向进行繁殖生长,这个方向是垂直于枝晶快速生长方向 112?的;在小平面枝晶的顶端形成了具有60?三角形拐角;在生长过称中60?三角形拐角的方向不断地发生变化三
(4)一小平面枝晶只能在快速生长方向和垂直于快速生长方向发生生长,这表明在过冷的熔体中,枝晶生长可以在{111}平坦表面上很容易发生三双孪晶存在的重要意义不仅是形成了Ⅱ类型的凹角,而且在每个孪晶上交替地生成了Ⅰ类型的凹角,双孪晶的生长模型不仅仅可以应用于硅,而且还可以应用于其它的小平面材料三参考文献:
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Research on the small p lane dendrite g rowth mechanism of cast p ol y silicon
LUO Da -wei 1,LONG j ian -p in g 1,LI Tin g -j u
2
(1.Colle g e of Materials and Chemistr y &Chemical En g ineerin g ,Chen g du Universit y of Technolo gy ,
Chen g du 610059,China ;
2.School of Materials Science and En g ineerin g ,Dalian Universit y of Technolo gy ,Dalian 116024,China )
Abstract :In recent y ears ,cast p ol y cr y stalline silicon had become a one of ma j or p hotovoltaic because of its low cost ,low ener gy consum p tion and less p ollution and other advanta g es and it received wide attention.However ,there were a lot of twins in the coarse columnar g rain obtained b y directional solidification p rocess.We believed that twin was likel y to p la y a leadin g role on the cr y stal g rowth.The vacuum meltin g furnace and directional so -lidification furnace which were desi g ned b y us were used to refine metallur g ical g rade silicon (MG -Si )under
vacuum conditions.The g rowth mechanism of p arallel twins and small p lane dendritic g rowth mechanisms in castin g p ol y cr y stalline silicon were anal y zed and discussed in detail based on the observation and anal y sis of di -
rectional solidification test of our g rou p and the research in this area of other research institutions at home and abroad.
Ke y words :cast p ol y silicon ;p arallel twin ;directional solidification ;g rowth mechanism
????????????????????????????????????????????????????(上接第191页)
Research on the antibacterial activit y and biosafet y of rare
earth zinc oxide whiskers
XIANG Ron g 1,
2,DING Don g -bo 1,FAN Lian g -lian g 1,LIANG Lon g 1,HUANG Hao 1,
CAO Bei -bei 1,JIANG Chan g -y u 1
,HUANG Xiao
-zhon g 3,XIA Kun 1,2(1.School of Life Sciences ,Central South Universit y ,Chan g sha 410013,China ;
2.State Ke y Laborator y of Medical Genetics ,Central South Universit y ,Chan g sha 410078,China ;
3.School of Ph y sics and Electronic ,Central South Universit y ,Chan g sha 410083,China )
Abstract :Needle -like zinc oxide whiskers (rare earth zinc oxide whiskers ,RE -ZnO )were a new t yp e antibiosis
com p osite.To evaluate the antibacterial activit y and biosafet y of the RE -ZnO ,a series ex p eriments were taken ,
includin g determinin g minimal inhibitor y concentration (MIC ),drawin g g rowth curve ,bacteriostasis circle test ,oxford cu p test ,mice acute toxicit y test ,skin excitation test and c y totoxicit y test.The results showed
that the RE -ZnO had an evident antibacterial effect on sta p h y lococcus aureus (g ram -ne g ative )and less but no -ticeable antibacterial effect on escherichia coli (g ram -p ositive bacteria ).And the RE -ZnO showed better anti -bacterial effects than normal zinc oxide.Excellent antibacterial effects have been observed when the RE -ZnO
s p ra y ed p aint on the solid material surface.The maximum lethal dose was hi g her than 500m g /k g when the
mice were irri g ated with RE -ZnO.The skins of the mice had no adverse reaction in the skin excitation test when
the concentration of RE -ZnO was lower than 1k g /L.When the concentration was 40m g /L or extract concen -tration lower than 6.25g /L of RE -ZnO ,no toxic effects on the cells were brou g ht about.In conclusion ,the RE -ZnO was a kind of favorable new -t yp e antibacterial material with insurance and hi g h -efficienc y .
Ke y words :rare earth zinc oxide whiskers ;antibacterial activit y ;biosafet y
7
91罗大伟等:铸造多晶硅小平面枝晶生长机制的研究
铸造多晶硅小平面枝晶生长机制的研究
作者：罗大伟， 龙剑平， 李廷举， LUO Da-wei， LONG jian-ping， LI Ting-ju
作者单位：罗大伟,龙剑平,LUO Da-wei,LONG jian-ping(成都理工大学 材料与化学化工学院,四川 成都,610059)， 李廷举,LI Ting-ju(大连理工大学 材料科学与工程学院,辽宁 大连,116024)
刊名：
功能材料
英文刊名：Journal of Functional Materials
年，卷(期)：2013(z2)
本文链接：https://www.doczj.com/doc/34977362.html,/Periodical_gncl2013z2005.aspx
专题:探究平面镜成像得特点 【河南中考】 (2017?河南)如图1就是“探究平面镜成像得特点”得实验装置。 (1)实验中用玻璃板代替平面镜,主要利用了玻璃透明得特点,便 于确定,玻璃板放置时要求与纸板。 (2)在玻璃板前面放一支点燃得蜡烛A,再拿一支没点燃得相同 得蜡烛B,在玻璃板后面移动,直至与蜡像A得像重合,这样做就是为 了比较像与物得关系;若用光屏替代蜡烛B,在光屏上观察不到蜡烛A得像,说明平面镜成得就是(选填“实”或“虚”)像。 答案:(1)像得位置(2)垂直(3)大小;虚 【知识解读】在“探究平面镜成像特点”得实验中,平面镜成像得特点就是: “正立、等大、等距”得“虚像” ,物与像“上下一致、左右颠倒” ,即像与物关于镜面“对称” ;平面镜成像得原理就是光得反射现象,反射光线进入人眼,眼睛逆着反射光线瞧到光线好像就是从镜后得像点发出,所以说像点就是反射光线反向延长线得交点。 1、镜面得选择与放置:用薄得茶色透明玻璃代替平面镜得目得就是便于确定像得位置;由于玻璃板得前后表面均能反射成像,为了减小两个像之间得干扰,玻璃板要薄一些较好。放置时玻璃板要与纸面垂直,否则玻璃板后得蜡烛无法与像完全重合。镀膜玻璃板得镀膜得一侧对齐方格纸得中线,且朝向像得一侧。 2、像得位置与大小:选取两段完全相同得蜡烛得目得就是为了比较像与物得大小关系,拿一支没有点燃得相同蜡烛在玻璃板后寻找蜡烛像得位置时,眼睛应在玻璃板前侧从不同角度观察,同时移动玻璃板后面得蜡烛,直到跟前面那支蜡烛得像完全重合,说明像与物得大小相等。 (1)镜前蜡烛点燃,目得就是成像清晰;镜后蜡烛不点燃,替代镜前蜡烛得像,用到了“等效替代法”。 (2)平面镜成像就是光得反射现象,在镜前反射光线所在得区域可以观察到物体得像,在镜后无法观察到物体得像,因为镜后没有反射光线进入人眼。即“镜前观察,镜后成像”。 3、多次测量探求规律:要分析像距与物距得关系,就要改变物距并用刻度尺多次测量记录像距与物距,比较得出像距等于物距得结论,多次测量得目得就是得出普遍结论。使用有刻度得方格纸,其目得就是便于比较像距与物距得关系。 4、虚像得理解与应用:人眼逆着反射光线瞧到镜后得像点,就是反射光线反向延长线得交点,没有实际光线得会聚,就是虚像,光屏不能承接。 5、像得亮度:像得亮度取决于物体与环境得光线亮度关系。可以在较暗得环境中观察蜡烛得像;若用棋子或圆斑小人代替蜡烛时,若像不清晰,可以用激光灯照亮棋子或小人,注意要照亮朝向镜面得一侧。 6、评估:(1)像无法与蜡烛重合,可能就是因为平面镜放置时与纸面不垂直。 (2)分析像距与物距关系时, 一组数据太少,结论没有普遍性。 7、结论:平面镜成像时,像得大小取决于物得大小,像距取决于物距。 【核心例题】如图1,在探究“平面镜成像特点”得实验中: (1)器材选用时,用平板玻璃板代替平面镜得目得就是;规格相同得茶色玻璃与普通玻璃,应该选择玻璃;实验中观察到蜡烛A在玻璃板后面有两个几乎重叠得像,这就是由于造成得,因此玻璃板(选填“厚些”或“薄些”)较好。 (2)选取两段完全相同得蜡烛得目得就是为了比较像与物得关系。在玻璃板得A侧竖直放一只点燃得蜡烛,小明在玻璃板后拿一支没有点燃得相同蜡烛寻找蜡烛得像得位置时,眼睛应在玻璃板得(选填“A”或“B”)侧观察。在玻璃板后面移动,直到跟前面那
铸造工艺学 名词：4个，每个2分；填空：20个，每个1分；简答+计算：72分。 铸造：是将液态合金注入铸型中使之冷却、凝固，制备铸件的工艺方法。 与其它工艺相比，铸造具有的优点： ①适用范围广 ②不受金属或合金种类限制 ③铸件尺寸精度高 ④成本低廉 第一章粘土砂及涂料 1.铸造工艺设计：根据铸造零件的特点，技术要求，生产批量和生产条件等确定铸造方案 和工艺参数，绘制工艺卡等技术文件的过程。 2.原砂中颗粒直径小于20um部分所占的质量分数统称为原砂的含泥量。 3.铸造用砂的粒形大致分为三类：即圆形、多角形、尖角形。○、□、△ 4.角形系数（E）是铸造用硅砂的实际比表面积与理论比表面积的比值。 5.ZGS 92-50/100(54A)：铸造用硅砂、硅砂中二氧化硅质量分数最低为90%、主要力度组 成为三筛，其首筛筛号为50，尾筛筛号为100，粒度的平均细度值为54，平均细度偏差为±2。 6.粘土砂铸型常见的缺陷：夹砂、粘砂、裂纹、侵入性气孔。 7. 8. 第二章无机化学粘结剂型（芯）砂 1.常用的无机化学粘结剂有水玻璃、水泥、磷酸盐聚合物等。 2.钠水玻璃CO2硬化法优缺点： 优点：①混砂、紧实、硬化、起模均很简易。②CO2便宜、安全。 缺点：①浇注后溃散性差。②旧砂难用摩擦法再生。③硬化的型、芯保存性差（尤其在寒冷潮湿条件下）。④强度稍显不足。 3. 第三章有机化学粘结剂砂
第五章铸造工艺方案的确定 1.型砂和芯砂的组成：原砂+粘结剂+附加物。 2.砂型铸造的铸型：湿型、干型、表面干型、自硬型 3.浇注位置－浇注时，铸件在铸型中所处的位置/铸件的某个表面位于铸型的上、下还是侧 面。 4.浇口位置－内浇口与铸型型腔连接处的位置/液态金属流入铸型型腔的位置。 5.浇注位置的选择原则 ①铸件的重要加工面应朝下或呈侧立面。 ②尽可能使铸件的大平面朝下，以避免形成夹砂和夹杂缺陷。 ③应保证铸件能充满。 ④应有利于铸件的补缩。 ⑤应尽可能避免使用吊砂、吊芯或悬臂砂芯，便于下芯，合箱及检验。 ⑥应使合箱位置、浇注位置和铸件的冷却位置相一致。 6.分型面：两半铸型相互接触的表面。 7.选择分型面时应注意以下原则： ①应尽量使铸件全部或大部置于同一半型内 ②应尽量减少分型面的数目 ③分型面应尽量选择平面 ④便于下芯、合箱及检查型腔尺寸 ⑤选定分型面时不要使某一砂箱过高 ⑥对受力件，分型面的选择不应削弱铸件结构强度 ⑦应注意减轻落砂、清理和机械加工的工作量 分型面的选择原则原则有的相互有矛盾。一个铸件的分型面毕竟以满足哪几项原则为最重要，这需要进行多方案的分析对比，最后选出最优方案。
探究平面镜成像的特点 【实验目的】 1．通过探究活动，认识平面镜成像的特点，并能用自己的语言将这些特点描述 出来。 2．经历从“提出猜想”“进行设计”“实验验证”“归纳评价”的探究活动全过程， 体验科学探究的乐趣。 【实验器材】同样大小的蜡烛一对、平板玻璃一块、白纸一张、三角板一对、刻 度尺一把。 【提出问题】 平面镜成像时，像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系？平面镜成 像有哪些特点？ 【猜想或假设】Array平面镜成的像到平面镜的距离等于物体到平面镜的 距离，像与物的大小可能相同。 【设计实验】 1．如图，在桌面上铺一张大纸，纸上垂直放置一块玻 璃板，作为平面镜。在纸上记下平面镜的位置。把一支 点燃的蜡烛放置在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支没有 点燃的同样的蜡烛，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的 像重合。这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。在纸上记下这两个位置。实验时注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同。所成的像是正立还是倒立。2．移动点燃的蜡烛，重做实验。 3．移去玻璃背后的蜡烛，在蜡烛所在的位置放上光屏，看光屏上能否接收到像？4．用直线把每次实验中蜡烛和它的像的位置连起来，用刻度尺测量它们到平面镜的距离。 【进行实验和收集证据】
【分析和论证】 （1）平面镜成像的大小与物体的大小相同。 （2）像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等。 （3）物体和像的连线与平面镜垂直。 （4）如果在你看到蜡烛像的位置放上一张白纸，不能在白纸上看到蜡烛的像_说明蜡烛的像不是真实存在的，这种像我们把它称为虚像。 【交流与合作】 （把你的探究过程及结论告诉同学和老师，或者把这个探究记录给他们看，征求他们的意见。既要改正自己的错误与不足，又要为自己的正确观点和做法辩护。把交流的情况简要记在这里。） 注：（1）为什么选择玻璃板代替平面镜？为了准确确定像的位置。 （2）为什么用两只完全相同的蜡烛？为了比较像与物的大小关系 （3）玻璃板没有与桌面垂直对实验会产生什么影响？不论怎么移动后面的蜡烛，都不会与前面的蜡烛的像完全重合。 （4）蜡烛的像能不能用光屏接收到？不能，说明平面镜成像是虚像。 （5）为什么要用另一只蜡烛与前面蜡烛的像重合？确定像的位置。 （6）实验用到刻度尺的作用？比较像与物到平面镜的距离关系。 （7）一只蜡烛在平面镜后面确成了两个像？玻璃板有两个反射面，实验时要用薄玻璃板进行。 （8）验证像与物的到平面镜的距离关系时，要进行多次实验的目的？找到更普遍的规律，使实验结论更具有普遍性，多次实验要求改变蜡烛的位置。 （9）用跳棋代理蜡烛进行实验，缺点：像比较暗，看不清。改进：用手电筒照亮玻璃板前面的跳棋子。 （10）平面镜成像的原理：光的反射。 （11）实验在什么环境下进行较好？在较暗处实验效果更好。
铸造多晶硅中的金属杂质及其对硅片性能的影响 摘要： 关键词：多晶硅铸造多晶硅金属杂质 正文： 金属杂质特别是过渡金属杂质，在原生铸锭中的浓度般都低于1×10”cm 3，但是它们无论是以单个原子形式，或者以沉淀形式出现，都对太阳能电池的转换效率有重要的影响。近期由于硅料中所含金属杂质超标，导致多个晶锭出现电阻率严重异常而整锭报废，另外还出现较多晶棒切片后的硅片电阻率出现较大波动，对公司的经济效益带来严重的影响。下面对铸造多晶硅中金属杂质的性质及其对硅片性能的影响进行详细的分析，为多晶硅片的生产及异常硅片的处理提供一定的参考。 1.铸造多晶硅中金属杂质的来源 铸造多晶硅中的金属杂质主要有Fe，Al，Ga，Cu，Co，Ni等，铸造多晶硅中金属杂质的来源主要有以下几个方面： A．原生硅料中含有一定量的金属杂质，这也是金属杂质的一个主要来源。目前由于硅料异常紧缺，导致一些含杂质较多的硅料在市场上 流通，造成铸出的晶锭出现问题的事故时有发生。 B．在硅料的清洗，铸锭及切片的整个过程中由于使用各种金属器件接触，导致金属杂质的引入。这也是铸造多晶硅中金属杂质含量偏高 的一个主要原因。整个工艺流程中引入金属杂质的途径有很多，例 如硅料清洗过程中清洗液的残留，晶锭转运过程中使用的不锈钢转 运车，多晶硅棒破碎过程中所使用的铁锤等。 2.过渡族金属在硅片中的扩散和溶解 硅中金属杂质的引入可以在晶体生长过程中，或者在硅片的抛光、化学处理、离子注入、氧化或其他处理过程中首先在表面附着，随后后续的高温热处理过程中扩散进入硅基体。 A．金属杂质在硅锭中的分布 在高温（>800℃）下，过渡族金属一般都有很快的扩散速度而溶解度则相对较小。Cu、Ni为快速扩散杂质，在高温下，Cu、Ni的扩散速率甚至可以接近于
实验四、探究平面镜成像的特点 【实验目的】探究平面镜成像特点 【实验器材】两支完全一样的蜡烛、一块玻璃板、一个光屏、火柴、刻度尺 【实验步骤】： ①将玻璃板垂直置于桌面，在玻璃板的一侧立一支点燃的蜡烛，透过玻璃板观察其另一侧面的蜡烛的像。 ②将光屏放在像的位置，不透过玻璃板，直接观察光屏上有无像。 ③将相同的未点燃的蜡烛放在像的位置，观察像与蜡烛的大小关系。 ④移到蜡烛的位置，观察其像的大小有无变化。 ⑤量出蜡烛和像到玻璃板的距离。 【实验数据】： 像与物的大 小关系 物体与玻璃 的距离（cm） 像与玻璃的 距离(cm) 物像连线与 镜面的关系 实像或虚像 位置1 位置2 位置3 【实验结论】： 平面镜成像特点： 1.像和物大小相等； 2.像到镜面的距离和物到镜面的距离相等； 3.像和物的连线与镜面互相垂直； 4.平面镜所成像是虚像。 【考点方向】： 1、平面镜成像的原理是：光的反射。 2、镜面的选择与放置：用薄的茶色透明玻璃代替平面镜的目的是便于确定像的位置；由于玻璃板的 实验剖析
前后表面均能反射成像，为了减小两个像之间的干扰，玻璃板要薄一些较好。放置时玻璃板要和纸面垂直，否则玻璃板后的蜡烛无法与像完全重合。 3、像的位置与大小：选取两段完全相同的蜡烛的目的是 为了比较像与物的大小关系 ，拿一支没有点燃的相同蜡烛在玻璃板后寻找蜡烛像的位置时，眼睛应在玻璃板前侧从不同角度观察，同时移动玻璃板后面的蜡烛，直到跟前面那支蜡烛的像完全重合，说明：像和物的大小相等。 （1）镜前蜡烛点燃，目的是成像清晰；镜后蜡烛不点燃，替代镜前蜡烛的像，用到了“等效替代法”。（2）平面镜成像是光的反射现象，在镜前反射光线所在的区域可以观察到物体的像，在镜后无法观察到物体的像，因为镜后没有反射光线进入人眼。即“镜前观察，镜后成像”。 4、多次测量探求规律：要分析像距和物距的关系，就要改变物距并用刻度尺多次测量记录像距和物距，比较得出像距等于物距的结论，多次测量的目的是得出普遍结论。使用有刻度的方格纸，其目的是便于比较像距与物距的关系。 5、虚像的理解和应用：人眼逆着反射光线看到镜后的像点，是反射光线反向延长线的交点，没有实际光线的会聚，是虚像，光屏不能承接。 6、像的亮度：像的亮度取决于物体和环境的光线亮度关系。可以在较暗的环境中观察蜡烛的像；若用棋子或圆斑小人代替蜡烛时，若像不清晰，可以用激光灯照亮棋子或小人，注意要照亮朝向镜面的一侧。 7、如果在实验过程中，垂直于桌面的玻璃板向蜡烛方向倾斜，那么看到玻璃板另一侧的像会怎么变化：像的大小不变，像的位置会升高，与未点燃的蜡烛不在重合。 8、评估： （1）像无法和蜡烛重合，可能是因为平面镜放置时与纸面不垂直。 （2）分析像距与物距关系时，一组数据太少，结论没有普遍性。 9、结论：平面镜成像时，像的大小取决于物的大小，像距取决于物距。 在学习了“探究平面镜成像特点”的实验后，聪明的小明也在家里也独自完成了实验，小明的实验步骤如下： （1）实验前选用玻璃板代替平面镜目的是：。 经典母题
第六章零件的毛坯类型及其制造方法 6.1零件毛坯类型 铸件： 形状复杂的毛坯，宜采用铸造方法制造。目前生产中的铸件大多数是砂型铸造，少数是尺寸较小的优质铸件可采用特种铸造。 锻件： ①自由锻件： 自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形，不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法，简称自由锻。 ②模锻件： 模锻件就是有模具的锻造件，利用模具锻出精度要求比较高，比较复杂的锻件。 1、型材： 按截面形状有圆钢，方钢，六角钢等。①热轧型材： ②xx型材： 选择毛坯时应该考虑如下几个方面的因素： （一）零件的生产纲领 大量生产的零件应选择精度和生产率高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的昂贵费用可由材料消耗的减少和机械加工费用的降低来补偿。如铸件采用金属模机器造型或精密铸造；锻件采用模锻、精锻；选用冷拉和冷轧型材。单件小批生产时应选择精度和生产率较低的毛坯制造方法。 （二）零件材料的工艺性
例如材料为铸铁或青铜等的零件应选择铸造毛坯；钢质零件当形状不复杂，力学性能要求又不太高时，可选用型材；重要的钢质零件，为保证其力学性能，应选择锻造件毛坯。 （三）零件的结构形状和尺寸 形状复杂的毛坯，一般采用铸造方法制造，薄壁零件不宜用砂型铸造。一般用途的阶梯轴，如各段直径相差不大，可选用圆棒料；如各段直径相差较大，为减少材料消耗和机械加工的劳动量，则宜采用锻造毛坯，尺寸大的零件一般选择自由锻造，中小型零件可考虑选择模锻件。 （四）现有的生产条件 选择毛坯时，还要考虑本厂的毛坯制造水平、设备条件以及外协的可能性和经济性等。 零件的毛坯制造方法： 该零件时属于箱壳类零件，结构比较简单规则但某些加工面和孔的尺寸精度、平面度，垂直度、位置精度、表面粗糙度要求比较高，铸件适用于制造复杂形状的毛坯，锻件 适用于形状简单，强度要求高的毛坯。但因此零件并不是很复杂，因此该零件选择毛坯为锻件，锻件制造的方法有自由锻和模锻两种。自由锻毛坯精度低、加工余量大、生产率低，适用于单件小批量生产以及大型零件毛坯。模锻毛坯精度高、加工余量小，生产率高、适用于中批以上生产的中小型零件毛坯。常用的锻造材料为中、低碳钢及低合金钢。综上所诉；该零件应选择自由锻的方法制造毛坯。 合理选择毛坯，根据零件工艺特性，生产纲领大小及其经济性，确定为自由锻件经过热处理后进行调质处理以消除锻件在铸造过程中产生的内应力，提高材料性能。
探究平面镜成像特点实验的问题解答
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探究平面镜成像特点实验的问题解答1．实验放在较暗的环境中进行效果更好。 2．关于玻璃板 (1) 用透明的玻璃板代替平面镜，目的是：便于确定像的位置，便于比较像和物大小的关系； （2）如果在实验中透过玻璃板看到两个蜡烛的像，（其中离观察者较远的像较暗）那是因为：玻璃板太厚，蜡烛分别经过玻璃板前后两个面反射成像。所以如果有3mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选择________mm厚的玻璃板做实验。 （3）在实验中如果发现无论怎样移动玻璃板后的蜡烛，都不能和前面蜡烛的像重合，原因是：玻璃板没有和桌面垂直。 3．实验中对选择的两支蜡烛，有什么要求？为什么？ 答：实验中要选择两支完全相同的蜡烛，其中一支点燃，另一支不点燃，点燃的蜡烛放在玻璃板前。这样选择的目的是：便于比较像与物的大小关系。此物理研究方法叫等效替代法。 4．实验中刻度尺的作用是：测量并比较像和物到镜面的距离的关系。 5．实验中若用两枚相同的棋子代替蜡烛，发现棋子的像不太清楚，你该怎么做? 答：棋子的像不清楚，可用手电筒对准棋子照射。 6.为证实有关成像特点是否可靠，应多次实验，你认 为应怎样多次实验？（）
A．保持A、B两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置进行观察B．保持玻璃板位置不变，多次改变点燃的蜡烛的位置，重复实验。 7.取一光屏放到像的位置，光屏上不会出现像。说明平面镜成像是虚像。 8、图中甲图为刘军 和其他同学“探究平面镜 成像”的实验装置，其中 A、B是两段完全相同的 蜡烛，C是平整的白纸，E是玻璃板． （1）将点燃的蜡烛A放在玻璃板前，观察到玻璃板后有蜡烛的像A＇．此时在玻璃板后移动蜡烛B使其与像A＇完全重合．但刘军无论怎样移动B，始终不能与蜡烛的像A＇完全重合，你认为造成这种情况的原因可能是什么? （2）解决上面的问题后，刘军重新做实验，图乙是他们经过三次实验后，在白纸上记录的像与物对应点的位置。他下一步应该怎样利用和处理这张“白纸”上的信息得出实验结论：______________________。 （3）若发现看到蜡烛A的像不清晰，于是他将蜡烛B也点燃，用来增加像的亮度。他这样做______（填“能”或“不能”）使看到的像更清晰。 （4）刘军发现，旁边一组同学是将玻璃板和蜡烛放在方格纸上进行实验的。你认为选择白纸和方格纸哪种做法更好？说出你的理由：_______________________________。 （5）实验中，有四个同学将收
第三节探究平面镜成像的特点 一、填空题 1）正常人的眼睛观察25厘米处的物体最清楚，眼睛也不容 易感到疲劳，若要使眼睛的像成在距离眼睛25厘米处，眼睛 与平面镜的距离应为 . 2）如图所示，平面镜M前有一个发光点S，S1是它在镜中所成的像，当平面镜转动一个角度后，像的位置为S2，试作出平面镜的新位置． 3）在“研究平面镜成像的特点”实验中，在桌面竖直立一块作为平面镜．实验时，要使镜后的物体与镜前相同物体的像完全重合，这是为了，从而能得到像与物等大、到镜面距离相等的结论． 4）池中水的深度是2m，月球到地球的距离为3.8×105km，月球在池中的像到水面的距离是__________________，水中的月是___________________像（填实或虚）． 5）汽车后视镜是__________，而汽车头灯是利用_______________来反射光的．平面镜可以改变_________，如潜水艇上经常用到的___________镜，就是这种现象的应用．
6）雄奇险秀的长江三峡景色，自古以来就为文人墨客所称颂，北魏著名地理学家、散文学家郦道元就写下了脍炙人口的《三峡》名篇．文中写到春冬的美景时，用“素湍绿潭，回清倒影”作了精要的描绘，句中的“倒影”是光的现象 二、选择题： 1）人逐渐向平面镜靠拢的过程中，人在镜中的像（） A.变大 B.变小 C.不变 D.无法判断 2）有一种自行车尾灯设计得很巧妙．当后面汽车的灯光以任何方向射到尾灯时，它都能把光钱“反向射回”．下图是4种尾灯的剖面示意图，其中用于反光的镜面具有不同的形状．能产生上述效果的镜面是 [ ] A B C D 3) 有些电工仪表的刻度盘上有一个弧形缺口，缺口下面有一面镜子，它的作用是 [ ]
探究平面镜成像特点实验的问题解答 探究平面镜成像特点实验的是中考中常考到的一个实验，我们要会对实验中出现的问题 作解答。 1?在探究平面镜成像特点实验中，(1)用玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃板透明的 特点，便于____________________________ ; (2)如果有3mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选 择________ mm厚的玻璃板做实验。 解答：在探究平面镜成像特点实验的是中，我们用玻璃板代替平面镜主要是便于观察和 确定像的位置。选择的玻璃板要较薄，应选2mm厚的块玻璃板。 2?实验中对选择的两支蜡烛，要求是什么？为什么？ 解答：实验中要选择两支完全相同的蜡烛，其中一支点燃，另一支不点燃，点燃的蜡烛 放在玻璃板前。这样选择的目的是便于比较像与物的大小关系。 3?实验中用刻度尺的作用是什么？ 解答：实验中利用刻度尺比较像到镜面的距离和物到镜面的距离的大小关系。 4?实验中用蜡烛作为研究对象，实验装置放在明处好还是暗处好？ 解答：由于蜡烛的烛焰是发光的，因此实验放在暗处效果好。 5?实验中若用两枚相同的棋子代替蜡烛，发现棋子的像不太清楚，你该怎么做解答：棋子的像不清楚，可用手电筒对准棋子照射。 6?如图1是某一个小组探究平面镜成像特点”的情景：竖立的 透明玻璃板下方放一把直尺，直尺与玻璃板垂直；两 支相同的蜡烛A、B竖立于玻璃板两侧的直尺上，以A蜡烛为成像物 体，点燃A蜡烛。 (1)小明小心地移动B蜡烛，发现它能与A蜡烛的像为 重合，“重合”说明________ ;当B蜡烛与A蜡烛的像重合时， 观察A、B两支蜡烛在直尺上的位置发现，像和物的连线与玻璃板， 像和物到玻璃板的距离___________________________ 。 (2)为证实上述有关成像特点是否可靠，你认为应采取下列哪一项操作？( ) A.保持A、B两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置进行观察 B .保持玻璃板位置不变，多次改变A蜡烛的位置，进行与上述(2)相同的操作 (3)________________________________________________ 在实验中小明用到的研究物理问题的方法是_______________________________________________________ 。 解答：(1) B蜡烛与A蜡烛的像重合，说明平面镜成的像与物体是等大的。平面镜成像，像与物的连线与玻璃板垂直，像和物到玻璃板的距离相等。(2)要得到平面镜成像的特点，必须多次改变物体到平面镜的位置进行实验。选项为B。( 3)实验用到的研究物理问题的方法是等效法。 7.图2中甲图为刘军和其他同 学探究平面镜成像”的实验装置，其 中A、B是两段完全相同的蜡烛，C是平 整的白纸，E是玻璃板. (1)将点燃的蜡烛A放在玻璃 板前，观察到玻璃板后有蜡烛的像A z ?此时在玻璃板后移动蜡烛不能与蜡烛 的像A，完全重合，你认为造成这种情况B使其与像A /完全重合?但刘军无论怎样移动B，始终
科学探究平面镜成像 教学目标： 1、知识与技能 (1)了解平面镜成像的特点。 (2)了解平面镜成虚像，了解虚像是怎样形成的。 (3)理解日常生活中平面镜成像的现象。 2、过程与方法 (1)经历“平面镜成像特点”的探究，学习对实验过程中信息的记 录。 ( 2)观察实验现象，感知虚像的含意。 3、情感、态度、价值观 (1)在探究“平面镜成像特点”中领略物理现象的美妙与和谐，获得“发现”成功的喜悦。 (2)通过实验，培养实事求是的科学态度和团队合作精神； ( 3 )通过对平面镜应用的了解，初步认识科学技术对人类生活的影响。课型：科学探究，新授课 教学重点：本节的重点是平面镜成像特点的实验探究活动，它是本节教学活动开展的中心； 教学仪器：每个实验小组同样大小(长短、粗细)的蜡烛2支、小蜡烛和大蜡烛各一支、平面镜一面、平板玻璃一块、火柴、支架、刻度尺、电脑等多
媒体设备。 引入新课： 请同学们欣赏一段很有创意的视频，你知道它有什么样的效果？我们身边有没有这样的器材可以模拟出这样的效果来呢？ 学生：镜子。 通过这节课的学习我们也能用镜子制造出神奇的效果来。我们每天都会照镜子，它的面是平的，我们把它叫做平面镜。除了生活中常用的镜子以外，在以前人民利用光滑的金属当做平面镜、在自然界中也有平面镜（平静的水面）。现在让我们面对手中的平面镜，我们能够看到什么？生答：自己的像。 二、进行新课 （- ）平面镜成像特点： 1、提出问题：同学们，面对平面镜你想知道什么呢？（学生猜想……） （1）平面镜成像有什么特点？ （2）平面镜为什么要成像？原理是什么？ （3）平面镜有什么用途？…… 2、进行猜想： 好，对平面镜同学们许多感性的认识，那你们猜一猜平面镜成像有哪些特点呢？（教师不做任何暗示，让学生充分发挥想像）。 可能有下列猜想：（允许有不正确的猜想） （1）像与物等大；
定向凝固制备铸造多晶硅的原理及应用综述 摘要：阐述了介绍了定向凝固应用于硅材料的理论基础，论述了近年来定向凝固制备技术在杂质提纯和晶体生长的研究进展，提出了定向凝固制备铸造多晶硅研究现状和存在的问题。展望今后的发展前景，认为新型的定向凝固技术制备出的硅锭在杂质含量、晶体结构方面均优于传统凝固技术，应积极改善定向凝固技术，以制备高品质的太阳能硅材料。 关键词定向凝固；铸造多晶硅；杂质和缺陷；转化效率 晶体硅太阳能电池包括单晶电池和多晶电池2种，多晶电池的市场份额占到一半以上，商业化的多晶电池效率可以达到14%左右[1]。实验条件下，多晶电池的最高转化效率达到20.30左右，多晶电池的效率虽然略低于单晶电池1%～2%，但多晶电池制造成本低、环境污染小，仍有很高的性价比和市场[2]。近年来，由于技术改良、电池效率提高及生产成本下降等有利因素，因而大大促进了多晶电池应用技术的发展，也使业内专家学者给予了多晶电池制备技术更多研究和关注[3]。影响多晶电池转换效率主要有2个方面：一是多晶硅铸锭的纯度，即使材料中含有少量的杂质，对电池的光电性能就有很大的影响[4]；二是尽量减少材料中各种缺陷，多晶硅铸锭中的晶界、位错与杂质聚集成载流子复合中心，大大的降低了多晶电池效率。由以上表述可知，要提高多晶电池的效率，必须围绕提高材料纯度和降低材料缺陷的技术进行研究，而定向凝固技术正是制备硅晶体材料的典型应用。定向凝固技术开始只用于传统的高温合金研制，经过几十年的发展，它已经是一种成熟的材料制备技术[5]。定向凝固技术在多晶硅铸造主要是控制晶体生长和杂质提纯2方面的应用。定向凝固技术可以很好地控制组织的晶面取向，消除横向晶界，获得大晶粒或单晶组织，提高材料的力学性能[6]。同时，定向凝固可生成按照一定晶面取向、排列整齐的晶体结构,由于分凝系数的不同，杂质凝聚于晶界和铸锭上方，对材料起到提纯作用。 1. 基本原理 多晶硅铸锭实际上就是由定向排列的柱状晶体组合形成，形成的理论基础就
物理实验报告 班级：_____ 姓名：________ 学号：______ 实验日期：________ 同组者：______________________ 指导教师：__________ 实验名称：探究平面镜成像的特点 实验目的：观察平面镜成像的情况，总结平面镜成像的特点 实验器材：完全相同的“蜡烛”一对、平板玻璃一块、支架、白纸两张、刻度尺一把、铅笔一支。 实验步骤： 1．提出问题：平面镜成像有什么特点？ 2．猜想与假设： （1）平面镜成的像到平面镜的距离_________（选填“等于”或“不等于”）物体到平面镜的距离，（2）像与物的大小可能______（选填“相等”或“不等”）。 3．设计实验和进行实验： （1）在桌面上铺上白纸，在白纸上竖直的放上平板玻璃，在纸上记录玻璃板的位置。 （2）把一个“蜡烛”A放在玻璃板前。观察它的像在镜前还是镜后？ （3）把另一个相同的“蜡烛”B放在镜后并移动，让它跟“蜡烛”A的像重合,此时“蜡烛”B的位置就是“蜡烛”A的像的位置。 （4）观察比较A的像与B的大小关系。 （5）用铅笔描出电池A和B的位置，画出它们的连线，并用刻度尺分别测出两电池到玻璃板的距离，并记录在表格里。 （6）把一张白纸放在像的位置，直接观察白纸上有没有“蜡烛”A的像 （7）改变A的位置，重复上面的步骤 4．记录实验数据 5 （1）像到镜面的距离和物到镜面的距离有什么关系？ （2）像的大小与物的大小有什么关系？ （3）像和物的连线是否被镜面垂直平分？ 6、总结实验结论 （1）平面镜成像的大小与物体的大小_______________。 （2）像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离_________________。 （3）像与物对应点的连线和镜面_____________。 （4）平面镜成的像是___________(选填“虚”或“实”)像。整理实验器材 7、评估与交流： （1）、实验中为什么使用两支同样的“蜡烛”？ _______________________ （2）、放在玻璃板前面的蜡烛要求点燃，而放在玻璃板后面的蜡烛为什么不要求点燃？ ______________________________ （3）、实验中为什么用能够透光的平板玻璃，而不用镜子去做？ ____________________________________
第六章锻压与冲压加工技术 第一节锻压加工工艺基础 锻压是使金属材料在外力的作用下产生塑性变形，从而获得具有一定形状和尺寸的毛坯或零件 的一种加工法。 锻压包括锻造和冲压。 根据成形方法的不同，锻造又分为自由锻造和模型锻造两类。自由锻造按工作时所受作用力来 源的不同，又可分为手工自由锻造和机器自由锻造两类。 冲压是使板料分离或成形而得到制件的加工方法。冲压由于是一种高效率的生产方法，所以它 在汽车、拖拉机、航空、仪表及国防等工业部门中占有极其重要的地位。 锻造和冲压应用非常广泛，是目前机制制造中毛坯生产的主要方法之一。图6-1所示为锻压方 法示意图。 图6-1锻压方法示意图 （a）自由锻造（b）模型锻造（c）板料冲压 锻造的材料应具有良好的塑性，以便在锻造加工时能产生较大的塑性变形而不破坏。钢和有色金属具有一定的塑性，都可以进行压力加工，而铸铁的塑性极差，不能锻压加工。 锻造生产与其他加工方法相比，具有以下特点。 ①可以改善金属的内部组件，提高金属的机械性能。通过锻造能使锻件金属中的气孔及疏松压实，细化晶粒，并形成纤维组织。当纤维组织沿着零件轮廓合理分布时，能提高零件的塑性和韧性。 ②具有较高的劳动生产率。以制造六角螺母为例，用模锻成形后再加工螺纹，生产效率可比全 部用切削加工提高约50倍。如果采用多工位冷鐓，则生产效率可提高400倍以上。 ③节约金属材料。一些精密模锻件的尺寸精度和表面粗糙度能接近成品零件的要求，需要少量甚至不需要切削加工即可得到成品零件，从而减少了金属的损耗。 ④适用范围广。锻造质量小的可不到1kg，大的重达数百吨。锻造既可进行单件小批量生产, 又可以进行大批量生产。 ⑤锻造工艺的不足之处是不能锻造外形和内腔复杂的工件。 一、锻件图和锻造比 1?锻件图 自由锻件的锻件图是在零件图的基础上考虑了加工余量、锻造公差、工艺余块等之后绘制而成的图样。模锻件的锻件图还应考虑分模面的选择、模锻斜度和圆角半径等。 在锻件图中，锻件的外形用粗实线表示，零件（精、粗加工）的外形用双点画线表示。锻件的基本尺寸与公差注在尺寸线上面，零件的尺寸则注在尺寸线下面的括号内，如图6-2所示。 1470+40 4 的! 1010±30 (450) (930}
探究平面镜成像教案 【篇一：优质课平面镜成像教案】 探究平面镜成像的特点 滨海县条港初级中学于正芹 一、教学目标： （1）知识和技能：了解平面镜成像的特点，并能解释日常生活中实际问题；通过亲自实验，锻炼动手操作能力，观察能力，和思维能力；通过总结、交流与合作培养学生的表达和交流能力。 （2）过程与方法：学生真正地参与科学的探究过程，了解科学探究的过程，学会对实验过程中信息的记录，并能顺利地完成合作从而得到正确的结论；另外通过观察实验现象，感知虚像的含意。（3）情感、态度、价值观：让学生在探究中领略物理现象的美丽，获得成功的喜悦，并培养实事求是的科学态度；通过了解平面镜在日常生活、生产、科技方面广泛的应用，激发求知欲，培养良好的非智力品质。初步认识人类生活离不开科学，而科学也真正的服务于社会。 二、重点与难点: （1）重点：探究平面镜成像特点，感受探究的各个环节。 （2）难点：虚像的概念 三、实验器材： 每个实验小组不等大蜡烛２支、棋子2颗，平面镜一面、平板玻璃一块、火柴、支架、细线、刻度尺、白纸、方格纸，电脑等多媒体设备。 四、教学过程 一、引入新课 人们常说桂林山水甲天下，让我们来欣赏一下这甲天下的山水图片吧！（课件出示三幅图片：船行山顶） 面对此情此景，清代诗人袁枚这样赋诗：“船于山顶行，桨在天上撑”，你能根据画面说说：船能在山顶行是怎么一回事吗？ 如果在波涛汹涌的海面还会出现刚才的景象吗？这是因为？（水面是光滑的平的可以看作镜子） 学生说出镜子后：同学们的课桌上也有一面的镜子，大家可以拿起来观察一下，你注意到它的表面怎么样？
师：像这种表面是平的镜子（教师板书）物理学中叫做“平面镜”。(课件出示：平面镜) 师：我们知道，日常生活中使用的镜子大都是在玻璃后面涂上水银制成的，是不是只有涂了水银的玻璃才是镜子呢？生：不是 师：同学们说说看，还有哪些可以当作平面镜？生：铜镜 师：同学们说得非常好！其实，早在4000多年前的夏王朝时代，我国劳动人民就制造了铜镜。 师：是不是只有铜才能做成镜子。（学生讨论） 生：不是，有平静的水面。 生：光亮的金属表面。 师：不仅玻璃可制成平面镜，抛光的金属平面（向学生展示光盘的光滑一面）、平静的 水面都可以看作平面镜。 二、探究平面镜的成像特点： （一）虚像 这个玻璃板可以看作镜子吗？ 师：都说水火不容，下面老师给大家表演一个魔术，不灭的火焰（（表演：一块平板玻璃与黑板平行，竖直放置在水平桌面上，在平板玻璃的两边分别对称地放置两支相同的蜡烛，朝学生的一面点燃，朝教师的一面未点燃，教师向未点燃烛焰上浇水，问学生火焰灭了吗？生答没有，师转过玻璃板让学生看到蜡烛其实是灭的） 教师：这奇妙的现象是因为什么呀？ 生：平面镜 教师：对，生活中我们看到的像一般能呈现在屏幕上，那么这烛焰的像也可以呈现在屏幕上吗？ 生：可以 教师：好，我们来试一试，请一位同学到讲台前观察，并把现象告诉大家（白纸上没有烛焰的像） 教师：看来这种像有点神秘，物理学中把这种能被看见，但在屏幕上得不到的像叫做虚像。（课件出示）所以我们说，平面镜所成的像是像。 （二）实验探究（将虚像的讲解放入第一次探究中问题汇总时，效果会怎样？）师：小时候的我们就对镜中的自己充满了好奇（出示课件小孩照镜子），现在我们再拿起桌上的镜子观察，
3.3探究平面镜成像原理 一．探究平面镜成像的特点： 问题（1）此实验是研究的与的关系。 （2）实验所需要的器材是：。 （3）实验中使用玻璃板而不使用带水银的平面镜，为什么？ （4）实验中要求玻璃板如何放置？ （5）观察2.3-2两只蜡烛到平面镜的位置有什么关系？通过什么器材测量可以知道这个关系？ （6）图 2.3-1中的两只蜡烛有什么特点？为什么使用这样的蜡烛？ （7）用直线把图2.3—2中的S与S1连接起来看一看这条线与平面镜所在的直线有什么关系？ 1.虚像 观察2.3—2回答下列问题 （1）眼睛的位置与S还是S1在一条直线上？ （2）根据光沿直线传播的原理，我们感觉好像是发出的光射入我们的眼睛。但是，实际上 是发出的光。准确来说，是S发出的光经平面镜以后，射入眼睛的。 （3）况且，由2.3--2可知，S是 S1是光线的延长线，物理中把象S1这样的像叫虚 像 （4）平面镜成像的原理是 总结：上面 1.2可知平面镜的特点有 1. 2. 3. 4. 2.球面镜 阅读P44科学世界回答问题 （1）凸面镜对光线的作用是：举例： （2）凹面镜对光线的作用是：举例： （3）在文中什么地方涉及了“在反射现象中，光路是可逆的”这个道理 自学检测： 1.物体在平面镜里所成的像是_______ (“虚”或“实”)像，像的大小跟物的大小_______，像 和物的直线跟镜面_________，像和物到镜面的距离． 2.某人站在平面镜前1.5M处，像到镜面的距离 M,人与像的距离为 M. 3．作出图中物体AB在平面镜中的像
4. 球面镜有两种，反射面是凹面的叫，对光有作用，反射面是凸面的叫对光线有作用。生活中的凸面镜有很多，例如凹面镜的例子如 5、某同学在做平面镜成像特点实验时，将一块玻璃板竖直架在一直尺的上面，再取两段等长的蜡烛A和B，一前一后竖放在直尺上，点燃玻璃板前的蜡烛A，用眼睛进行观察，如图所示。 （1）直尺的作用是便于比较物与像_______关系； （2）两段等长的蜡烛是为了比较物与像的______关系； （3）移去蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上______接收到蜡烛A的烛焰的像（填“能”或“不能”），这说明平面镜成的是__ 课堂延伸 1. 一人在一竖直放置的平面镜前2m处，则他在镜中的像离他_____m，若他沿着与平面镜平行的方向以1m／s的速度运动了3s，则运动中，像相对于人的速度是________，运动结束时像与人相距__________m 2.池中水的深度是3M，月球到地球的距离为 3.8X105KM，月球在水中的像到水面的距离是 M。3．把手指头按在平面镜的厚玻璃上，若手指尖与它的像的距离是6mm，则平面镜玻璃的厚度为 ( ) A．6 mm B．12 mmC．3 mm D．2 mm 4.决定平面镜像大小的因素是（）（） A物体距平面镜的远近 B物体与平面镜的夹角 C镜面的大小 D物体的大小 5.汽车的观后镜是，它可以起到的作用。 能力提高： 1.一个人站在平面镜前，当他走近镜子时，则（） A．像变大，像与人的距离变大 B．像变大，像与人的距离变小 C．像大小不变，像与人的距离变大 D．像大小不变，像与人的距离变小 2.要使放在平面镜前的铅笔与它在平面镜里的像互相垂直，那么铅笔与平面镜的夹角应是： （） A、90° B、60° C、45° D、30° 3、观察到某一号码在平面镜里的像是“01-81”，则该号码是：（） A、01-18 B、18-01 C、18-10 D、10-18 4、在一些狭小的商店内墙上多挂几面大镜子，可以形成空间增大的感觉，这主要是利用了平面境能够：（） A、成像的性质 B、改变光的传播方向 C、使物像距离是物镜距离的2倍 D、使商店内更明亮一些 5．检查视力时人与视力表间的距离应为5 m．现在由于屋子太小而使用一个平面镜，视力表到镜子的距离为3 m(如图2所示)，那么人到镜子的距离应为 m．
专题：探究平面镜成像的特点 【河南中考】 （2017?河南）如图1是“探究平面镜成像的特点”的实验装 置。 （1）实验中用玻璃板代替平面镜，主要利用了玻璃透明的特 点，便于确定，玻璃板放置时要求与纸板。 （2）在玻璃板前面放一支点燃的蜡烛A，再拿一支没点燃的相同的蜡烛B，在玻璃板后面移动，直至与蜡像A的像重合，这样做是为了比较像与物的关系；若用光屏替代蜡烛B，在光屏上观察不到蜡烛A的像，说明平面镜成的是（选填“实”或“虚”）像。 答案：（1）像的位置（2）垂直（3）大小；虚 【知识解读】在“探究平面镜成像特点”的实验中，平面镜成像的特点是：“正立、等大、等距”的“虚像”，物与像“上下一致、左右颠倒”，即像与物关于镜面“对称”；平面镜成像的原理是光的反射现象，反射光线进入人眼，眼睛逆着反射光线看到光线好像是从镜后的像点发出，所以说像点是反射光线反向延长线的交点。 1. 镜面的选择与放置：用薄的茶色透明玻璃代替平面镜的目的是便于确定像的位置；由于玻璃板的前后表面均能反射成像，为了减小两个像之间的干扰，玻璃板要薄一些较好。放置时玻璃板要和纸面垂直，否则玻璃板后的蜡烛无法与像完全重合。镀膜玻璃板的镀膜的一侧对齐方格纸的中线，且朝向像的一侧。 2. 像的位置与大小：选取两段完全相同的蜡烛的目的是为了比较像与物的大小关系，拿一支没有点燃的相同蜡烛在玻璃板后寻找蜡烛像的位置时，眼睛应在玻璃板前侧从不同角度观察，同时移动玻璃板后面的蜡烛，直到跟前面那支蜡烛的像完全重合，说明像和物的大小相等。 （1）镜前蜡烛点燃，目的是成像清晰；镜后蜡烛不点燃，替代镜前蜡烛的像，用到了“等效替代法”。 （2）平面镜成像是光的反射现象，在镜前反射光线所在的区域可以观察到物体的像，在镜后无法观察到物体的像，因为镜后没有反射光线进入人眼。即“镜前观察，镜后成像”。
《铸造工艺CAD》教学大纲 课程编号：15239000 学分：3 授课学时：40 上机学时：18 适用专业：材料成型与控制（铸造） 一、课程性质和教学目的 《铸造工艺CAD》是材料成型与控制工程（铸造）专业的必修专业课之一同时也是本专业的主干课程。它在培养学生工程意识、创新思维以及利用信息技术解决工程技术问题的能力方面具有重要的作用。 《铸造工艺CAD》主要讲述铸造工艺设计和优化的基本方法、原理和软件开发技术。对学生在计算机辅助铸造工艺三维实体建模、模拟计算及二次软件开发方面进行基本训练。 通过本课程的学习，使学生熟悉铸造工艺CAD各部分的基本计算模型和设计步骤，学会用计算机语言进行工艺CAD模块以及铸造工艺优化模拟计算软件的开发为今后的科研和生产设计奠定良好的基础。 二、教学内容和基本要求 绪论 了解工业产品与过程设计的基本组成部分，铸造工艺CAD 的基本定义和主要内容即包括工艺设计和工艺优化，以及在产品设计中的重要性。课程学习过程中用到的基本知识如三维建模，计算机语言，传热学，数值计算等。 第一部分铸造工艺CAD-工艺设计 了解铸造工艺设计的国内外的新技术及发展方向。 第二章基于三维的冒口CAD 了解冒口的分类及设计的基本原则，学会冒口的设计计算方法以及基于三维的铸件模数计算算法，了解冒口CAD的基本过程。 第三章基于三维的浇注系统CAD 了解浇注系统的设计要求和设计原则，学会浇注系统设计各部分尺寸的定量计算方法，熟悉浇注系统设计的基本过程。 第四章冷铁CAD 了解冷铁的分类，熟悉外冷铁、融合内冷铁以及不融合内冷铁的设计计算步骤及主要参数，，熟悉冷铁设计的基本过程。 第五章其他工艺参数CAD