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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Raffinieren von Metall, wobei ein zu raffinierendes Material (ein Basismaterial abgeleitet von Metall) mit einem Elektronenstrahl bestrahlt wird. Im Ergebnis wird das zu raffinierende Metall verfestigt und veredelt und dabei in Metall umgewandelt. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Raffinieren von Metall, wobei hochreines Silizium (Si), welches am besten als Bestandteil für Solarbatterien geeignet ist und welches eine geringe Menge Eisen (Fe), Aluminium (Al) und Calcium (Ca) aufweist, verfestigt und veredelt wird.
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2008-199846 , eingereicht am 01. August 2008, wobei der Inhalt der japanischen Patentanmeldung durch Verweis hier aufgenommen ist.
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Hintergrund der Technik
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Einer der am besten bekannten Verfestigungsveredelungsprozesse für Halbleiter und Metalle wie Silizium und dergleichen ist ein Verfestigungsveredelungsprozess, der ein Elektronenstrahlschmelzverfahren verwendet. Gemäß diesem Verfahren werden, wie in dem Nicht-Patentdokument 1 beschrieben, zum Beispiel Verunreinigungen wie Phosphor (P) von dem zu raffinierenden Material ber einen wassergekühlten Kupferherd kontinuierlich verdampft. Anschließend wird das zu raffinierende Material in eine wassergekühlte Kupfergussform getröpfelt. Als Nächstes wird, während ein Elektronenstrahl auf den Badspiegel des getröpfelten zu raffinierenden Materials strahlt, dieses zu raffinierende Material in einer Richtung von einer unteren Seite der wassergekühlten Kupfergussform verfestigt.
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Allerdings wird gemäß diesem Verfahren Silizium, bevor es verfestigt und veredelt wird, ständig neu und kontinuierlich dem Schmelzbad des zu raffinierenden Materials (z. B. Silizium) innerhalb des wassergekühlten Kupferherds hinzugefügt. Folglich befindet sich im Schmelzbad ein Gemisch aus Silizium, von welchem Verunreinigungen wie Phosphor verdampft sind, und Silizium, welches Verunreinigungen enthält. Daher ist gemäß diesem Verfahren der Veredelungseffekt des Metalls niedrig im Vergleich zu einem Vorgang, in welchem Metall mittels Verfestigens in einer Richtung nach dem Schmelzen der gesamten Menge des zu verfestigenden und veredelnden Metalls (zu raffinierendem Material) verfestigt und veredelt wird.
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Der obere Verfestigungsveredelungsprozess, beschrieben in dem Nicht-Patentdokument 1, ist grundsätzlich derselbe wie der Zonenschmelzenveredelungsprozess. Allgemein gesprochen, nachdem das zu verfestigende und veredelnde Material in seiner Gesamtheit geschmolzen ist, ist es bekannt, dass, wenn ein Vorgang, in welchem das geschmolzene Metall in einer Richtung verfestigt wird, und ein anderer Vorgang, in welchem ein Teil des Metalls wie im Zonenschmelzen geschmolzen wird und eine Verfestigung durch sequentielles Verschieben der Schmelzzone durchgeführt wird, die Verfestigungsveredelungseffektivrate in dem ersten Vorgang höher ist als die Verfestigungsveredelungseffektivrate in dem letzten Vorgang.
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Ferner gibt es gemäß dem beschriebenen Verfahren in dem oben angegebenen Nicht-Patentdokument 1, wenn die Höhe der ausgehärteten Schicht ansteigt, eine Abnahme des Temperaturgradienten der Flüssigphase in der Nähe der Phasengrenze (Verfestigungsgrenzfläche) zwischen der Flüssigphase und der Festphase in einer Richtung senkrecht zu der Verfestigungsgrenzfläche. Dadurch tritt bei dieser Verfestigungsgrenzfläche ein kompositionelles Unterkühlungsphänomen, wie später beschrieben, wahrscheinlicher auf. In Wirklichkeit zeigt eine Analyse der Dichteverteilung von Verunreinigungen innerhalb des Ingots, der mittels einer Industrielevel-Experimentvorrichtung erhalten worden ist, dass der Veredelungseffekt an einer Stelle, welche ungefähr 50–60% der Tiefe diese Ingots übertrifft, auffallend sinkt.
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Zur Lösung der oben beschriebenen Probleme wird ein Verfestigungsveredelungsprozess mit Hilfe eines Mechanismus, mit welchem die wassergekühlte Kupfergussform rotiert wird, vorgeschlagen. (siehe z. B. Nicht-Patentdokument 1 und Patentdokument 1).
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Allerdings benötigt dieses Verfahren eine Vorrichtung, die mit einem Mechanismus ausgerüstet ist, welcher die Gussform rotiert und die Richtung dieser Rotation zu einem geeigneten Zeitintervall umkehrt. Somit besteht das Problem, dass die Ausrüstung zu kompliziert wird.
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Zusätzlich ist es zur Verbesserung des Veredelungseffekts erforderlich, die Gussform mit einer hohen Geschwindigkeit zu rotieren. In diesem Fall besteht das Problem, dass das geschmolzene Metall (Schmelzbad) möglicherweise von der Gussform aufgrund der Zentrifugalkraft austritt.
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Wenn die Gussform nicht rotiert wird, bildet das Silizium eine dünne verfestigte Schicht, z. B. ein Skull an der Wandoberfläche der wassergekühlten Kupfergussform. Zwischenzeitlich, wenn die Gussform mit einer hohen Geschwindigkeit rotiert, verschwindet dieses Skull. Folglich berühren sich das geschmolzene Metall von Silizium und die Kupfergussform einander direkt. Dadurch wird es schwierig, den Einfluss von Verunreinigung von Silizium aufgrund des Zusammenwirkens von Kupfer, das in der Gussform enthalten ist, zu vernachlässigen.
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Als ein weiterer Verfestigungsveredelungsprozess eines Metalls, ist ein Verfahren derart offenbart, dass ein Rohmetallmaterial (zu raffinierendes Material) in einen wassergekühlten Schmelztopf gegeben wird, wobei die gesamte Oberfläche des obigen Rohmetallmaterials mit einem Elektronenstrahl bestrahlt wird und in seiner Gesamtheit geschmolzen wird, wobei danach eine Ablenkspule zum Verkleinern des Bestrahlungsbereiches des Elektronenstrahls gesteuert wird (siehe Patentdokument 2).
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Gemäß diesem Verfestigungsveredelungsprozess, in welchem der Bestrahlungsbereich des Elektronenstrahls verkleinert wird, wird ein geschmolzener Metallanteil, welcher nicht länger mit dem Elektronenstrahl bestrahlt wird, schrittweise verfestigt und wird zu einem verfestigten Anteil. Währenddessen wird geschmolzenes Metall an einem Ende einer Seite des wassergekühlten Schmelztopfes belassen. Die Verunreinigungsdichte dieses geschmolzenen Metallanteils ist höher als die Verunreinigungsdichte des verfestigten Anteils. Daher kann ein veredeltes Metall mittels Entfernen dieses geschmolzenen Metallanteils und alleinige Extraktion des verfestigten Anteils erhalten werden.
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Allerdings liegt gemäß dem Verfestigungsveredelungsprozess mittels eines Elektronenstrahls, welcher in Patentdokument 2 offenbart ist, da der Strahlungsbereich des Elektronenstrahls stufenweise verkleinert wird, das Problem darin, dass die benötigte Zeit zur Veredelung zunimmt, weil es Zeit braucht, um die Verfestigungsgrenzfläche in eine Querrichtung des wassergekühlten Schmelztopfes zu bewegen (eine Richtung senkrecht zu der Tiefenrichtung). Ferner ist die Richtung, in welcher die Verfestigungsgrenzfläche sich bewegt, senkrecht zu der Richtung, in welcher der Elektronenstrahl strahlt. Zur gleichen Zeit ist der Temperaturgradient der Flüssigphase in der Richtung, in welcher die Verfestigungsgrenzfläche sich bewegt, kleiner im Vergleich zu dem Temperaturgradienten der Flüssigphase in der Richtung, in welcher der Elektronenstrahl strahlt. Daher tritt bei dieser Verfestigungsgrenzfläche eine kompositionelle Unterkühlung wahrscheinlicher auf. Daher liegt ein Problem darin, dass der Veredelungsertrag nicht erhöht werden kann, falls die Verfestigungsgeschwindigkeit nicht langsam genug ist.
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Im Falle von Silizium ist insbesondere der Gleichgewichtsverteilungskoeffizient von Verunreinigungselementen (wie Eisen (Fe) und Aluminium (Al) und dergleichen) ausgenommen Bor (B) und P äußerst klein. Folglich ist es bekannt, dass diese Verunreinigungen mittels einer Verfestigungsveredelung effizient entfernt werden können. Der Gleichgewichtsverteilungskoeffizient ist ein Verhältnis zwischen der Unreinheitsdichte innerhalb einer Flüssigphase und der Unreinheitsdichte innerhalb einer Festphase, wenn die Unreinheit vollständig gleichmäßig durch eine Konvektionsströmung oder eine Diffusion verteilt ist.
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Allerdings werden, wenn das geschmolzene Metall (Flüssigphase) mit einer endlichen Verfestigungsgeschwindigkeit unter Produktivitätsbetrachtung verfestigt wird, die Verunreinigungen, abgestoßen von der Verfestigungsgrenzfläche in die Flüssigphase, nicht gleichmäßig über die Zeit mittels Diffusion oder Konvektion transportiert. Stattdessen sind die Verunreinigungen an der Verfestigungsgrenzfläche mit einer höheren Dichte verteilt. Der Verteilungskoeffizient der Verunreinigungen unter Berücksichtigung solch eines Phänomens, z. B. der Wert des effektiven Verteilungskoeffizienten an der Verfestigungsgrenzfläche, kommt näher an 1 verglichen mit dem Wert des Gleichgewichtsverteilungskoeffizienten. Daher nimmt die Veredelungswirksamkeit ab.
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Zudem sinkt in einer wirklichen Verfestigung der Schmelzpunkt der Flüssigphase aufgrund der Unreinheit, welche an die Verfestigungsgrenzfläche gedrückt und gebunden wurde. Folglich erscheint, entsprechend einer Koordinationsbeziehung zwischen dem Schmelzpunkt einer Flüssigphase entsprechend der Konzentrationsverteilung der Verunreinigung und der aktuellen Temperaturverteilung, ein nicht-verfestigter Bereich in der Nähe der Verfestigungsgrenzfläche, wenn der Schmelzpunkt überschritten wird.
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Solch ein Phänomen wird eine kompositionelle Unterkühlung genannt. Aufgrund dieser kompositionellen Unterkühlung wird die Verfestigungsgrenzfläche instabil und verliert ihre Ebenheit. Folglich wird die Verfestigungsgrenzfläche unebener (Zellwachstum) und in extremeren Fällen wächst die Verfestigung in einer dendritenform (eine verzweigte Form).
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Mit anderen Worten, aufgrund kompositioneller Unterkühlung wächst der Kristall des Siliziums in die Flüssigphase in einer konvexen Form. Folglich werden die Verunreinigungen zu beiden Seiten gedrückt. Daher ist die Verunreinigung in eine Mikro-Perspektive abgesondert, aber selten in eine Makro-Perspektive abgesondert. Folglich geht der Verfestigungsveredelungseffekt erheblich verloren.
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Insbesondere ist bekannt, dass solche kompositionelle Unterkühlung wahrscheinlicher auftritt, wenn der Temperaturgradient der Flüssigphase bei der Verfestigungsgrenzfläche klein ist, wenn die Verunreinigungskonzentration hoch ist und wenn die Verfestigungsgeschwindigkeit der Flüssigphase hoch ist.
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[Stand der Technik-Dokument]
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[Patentdokument]
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- [Patentdokument 1] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, erste Veröffentlichungs, Nummer H10-251008
- [Patentdokument 2] Japanisches Patent Nr. 3848816
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DE 696 21 348 T2 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von polykristallinem Silizium aus metallischem Silizium oder Siliziumoxid als ein Rohmaterial in einem kontinuierlichen Fluss. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: (A) Schmelzen von metallischem Silizium im Vakuum, um den darin enthaltenen Phosphor durch Verdampfen zu entfernen, und anschließendes Ausführen gerichteter Erstarrung des Rückstandes, um die Verunreinigungselemente aus dem geschmolzenen Silizium zu entfernen, um einen ersten Block herzustellen; (B) Entfernen des konzentriert verunreinigten Teils des ersten Blockes durch Abschneiden; (C) erneutes Schmelzen des verbliebenen Teils, wobei Bor und Kohlenstoff durch Oxidieren in einer oxidierenden Atmosphäre aus der Schmelze entfernt werden, und anschließendes Blasen eines Argon-Gases oder eines Gasgemischs aus Argon und Wasserstoff in die Schmelze, um Desoxidation auszuführen; (D) Gießen der desoxidierten Schmelze in eine Form und anschließend gerichtete Erstarrung, um einen zweiten Block herzustellen; und (D) Entfernen des konzentriert verunreinigten Teils des zweiten Blocks durch Abschneiden.
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US 2005/0074388 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Siliziums mittlerer Reinheit, wobei das Verfahren umfasst: Bereiten von flüssigem Silizium mit niedrigem Borgehalt durch carbothermische Reduktion von Silizium im Elektro-Lichtbogenofen; Raffinieren des flüssigen Siliziums mit Sauerstoff oder Chlor; Behandeln des raffinierten Siliziums unter reduziertem Druck zwischen 10 und 100 Pa mit Einspritzen von Neutralgas; Segregationserstarrung.
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[Nicht-Patentdokument]
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- [Nicht-Patentdokument 1] Journal of Metallurgic Society, 67. Edition, 10. Ausgabe, Oktober 2003, Seiten 575–582
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Offenbarung der Erfindung
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[Probleme, die mit der Erfindung zu lösen sind]
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Wie oben beschrieben, ist der konventionelle Verfestigungsveredelungsprozessschritt mittels eines Elektronenstrahls entweder ein Verfahren, in welchem geschmolzenes Metall schrittweise hinzugefügt wird und geschmolzenes Metall sich von dem unteren Bereich des Containers der Gussform nach dem oberen Bereich verfestigt wird, oder ein Verfahren, in welchem der Strahlungsbereich des Elektronenstrahls schrittweise verkleinert wird und die Verfestigungsgrenzfläche in eine Querrichtung des wassergekühlten Schmelztopfes (in eine Richtung senkrecht zu der Tiefenrichtung des wassergekühlten Schmelztopfes) bewegt wird. Folglich sind da Vorgänge, in welchen der Verfestigungsabstand des geschmolzenen Metalls länger wird, die erforderliche Zeit zur Verfestigung des geschmolzenen Metalls länger wird und die Produktivität sinkt, so wie Vorgänge, in welchen der Temperaturgradient der Flüssigphase bei der Verfestigungsgrenzfläche in eine Richtung senkrecht zu der Verfestigungsgrenzfläche kleiner wird und daher das kompositionelle Unterkühlungsphänomen wahrscheinlicher auftritt. Folglich sinkt der Veredelungseffekt des Metalls aufgrund der Verfestigung. Somit stellt die Abnahme der Ertragsrate ein Risiko dar.
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Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Probleme gemacht. Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Raffinieren von Metall bereitzustellen, so dass das zu raffinierende Metall (ein Basismaterial abgeleitet von Metall), welches zu Metall werden soll, verfestigt und zu einem hohen Grad innerhalb kurzer Zeit veredelt werden kann.
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[Mittel zum Lösen der Probleme]
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Um die oben genannten Ziele zu erreichen, verwendet ein Verfahren zum Raffinieren von Metall entsprechend der vorliegenden Erfindung Folgendes.
- (1) Ein Verfahren zum Raffinieren von Metall gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren derart, dass, nachdem ein Basismaterial, das von dem Metall abgeleitet worden ist, mittels Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl geschmolzen worden ist, das Basismaterial mittels Verfestigung des Basismaterials, welches geschmolzen war, raffiniert wird. Das Verfahren umfasst: Schmelzen des gesamten Basismaterials durch Bestrahlung mittels des Elektronenstrahls über eine gesamte Oberfläche des Basismaterials, das in einen wassergekühlten Schmelztopf gefüllt ist, der in einer Hochvakuumatmosphäre angeordnet ist; schrittweises Verfestigen des Basismaterials, welches geschmolzen war, von einem geschmolzenen Metallunterteil des Basismaterials, welches geschmolzen war, in Richtung eines geschmolzenen Metalloberflächenanteils an einer Seite, die mittels des Elektronenstrahls bestrahlt wird, indem ein Ausgang des Elektronenstrahls schrittweise abgeschwächt wird, während ein Zustand aufrechterhalten wird, in welchem das Basismaterial, das geschmolzen wurde, mittels des Elektronenstrahls bestrahlt wird; und Entfernen eines geschmolzenen Metallanteils, welcher nicht verfestigt ist, nachdem das Basismaterial, welches geschmolzen war, bis zu einem bestimmten Prozentsatz verfestigt ist, wobei eine geschmolzene Metalltiefe des Basismaterials, welches geschmolzen war, in einem Bereich von 20 mm bis 50 mm liegt, wobei eine kleinere Abmessung einer Breitenabmessung und einer Längenabmessung des wassergekühlten Schmelztopfes mehr als viermal eine Tiefe des Basismaterials, welches geschmolzen war, ist.
- (2) Das Verfahren zum Raffinieren von Metall, wie oben unter (1) beschrieben, kann wie nachfolgend eingestellt sein: eine Bestrahlungsdichte des Elektronenstrahls, wenn das Basismaterial geschmolzen wird, liegt in einem Bereich von 1.000 kW/m2 bis 3.000 kW/m2.
- (3) Das Verfahren zum Raffinieren von Metall, wie oben unter (1) beschrieben, kann wie nachfolgend eingestellt sein: ein Siliziummaterial wird als Basismaterial benutzt.
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Ergebnisse der Erfindung
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Gemäß dem Verfahren zum Raffinieren von Metall wird, wie oben unter (1) beschrieben, ein Elektronenstrahl auf die gesamte Oberfläche des geschmolzenen Metalls (Flüssigphase) gestrahlt, während das geschmolzene Metall von dem unteren Boden des wassergekühlten Schmelztopfes abgekühlt wird. Da bei diesem Vorgang die Tiefe des geschmolzenen Metalls klein ist, gibt eine Zunahme des Temperaturgradienten innerhalb der Flüssigphase in der Nahe der Verfestigungsgrenzfläche in einer Richtung senkrecht zu der Verfestigungsgrenzfläche. Folglich tritt eine kompositionelle Unterkühlung unwahrscheinlicher auf. Demzufolge kann die Verfestigungsgeschwindigkeit als groß eingestellt werden. Des Weiteren ist die zurückgelegte Strecke der Verfestigungsgrenzfläche klein, da die Tiefe des geschmolzenen Metalls klein ist. Daher verkürzt sich die erforderliche Zeit zum Verfestigen und Veredeln des Metalls. Folglich wird die Produktivität verbessert.
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Wenn das Verfestigen der Flüssigphase voranschreitet, steigt die Verunreinigungskonzentration innerhalb der Flüssigphase im Allgemeinen. Demzufolge tritt eine kompositionelle Unterkühlung wahrscheinlicher auf. Daher ist, wenn ein bestimmtes Verfestigungsvolumenverhältnis (das Verhältnis des Volumens der Festphase bezüglich des Volumens der Flüssigphase) erreicht ist, es erforderlich, den Raffinationsschritt zu stoppen und die Flüssigphase auszustoßen. In dieser Hinsicht gibt es, gemäß dem Verfahren wie oben unter (1) beschrieben, eine Erhöhung des Temperaturgradienten der Flüssigphase bei der Verfestigungsgrenzfläche in einer Richtung senkrecht zu der Verfestigungsgrenzfläche. Daher tritt die kompositionelle Unterkühlung unwahrscheinlicher auf, bis das Verfestigungsvolumenverhältnis relativ groß wird. Folglich ist der Ertrag der Raffination des Metalls verbessert.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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1A ist eine schematische Darstellung einer Sequenz einer Verfestigungsveredelung mittels eines Elektronenstrahls betreffend eines Verfahrens zum Raffinieren von Metall entsprechend der vorliegenden Erfindung.
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1B ist eine schematische Darstellung, welche einen anderen Schritt der Sequenz illustiert.
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1C ist eine schematische Darstellung, welche einen anderen Schritt der Sequenz illustriert.
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Ausführungsform zur Durchführung der Erfindung
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Hiernach ist eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Raffinieren von Metall gemäß der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die Figuren detailliert beschrieben. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beschreibung beschränkt. Verschiedene Abwandlungen sind möglich, die mit dem Kern der Erfindung in Übereinstimmung sind.
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1A–1C sind schematische Darstellungen, die ein Verfahren zum Raffinieren von Metall entsprechend der vorliegenden Erfindung darstellen und ein Verfestigungsveredelungsprozess mittels eines Elektronenstrahls repräsentiert. Hier wird ein metallisches Silizium als zu raffinierendes Material (ein Basismaterial abgeleitet von Metall) betrachtet, welches einem Verfestigungsveredelungsprozess unterzogen wird. In 1A–1C ist der wassergekühlte Schmelztopf 10 ein Schmelztopf mit einem flachen Boden.
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Hier wird ein wassergekühlter Kupferherd mit einem flachen Boden benutzt.
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Eine Vielzahl von Wasserführungen 10a sind auf der Unterseite des wassergekühlten Schmelztopfes (wassergekühlter Kupferherd) 10 und den vier Seitenteilen angeordnet. Diese Wasserführungen 10a bilden einen Wasserkühlmechanismus, welcher in dem wassergekühlten Kupferherd 10 bereitgestellt ist.
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Die Elektronenbestrahlungsvorrichtung 11 umfasst zum Beispiel eine Elektronenkanone und eine Ablenkspule. Diese Elektronenbestrahlungsvorrichtung 11 strahlt einen Elektronenstrahl EB, emittiert von der Elektronenkanone zu einem zu raffinierenden Material (Metallbestandteil), welches in dem wassergekühlten Kupferherd 10 angeordnet ist. Auf diese Weise schmilzt die Elektronenbestrahlungsvorrichtung 11 den Metallbestandteil. Die Elektronenbestrahlungsvorrichtung 11 friert den geschmolzenen Metallbestandteil ein und verfestigt ihn dadurch.
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Dieser wassergekühlte Kupferherd 10 und die Elektronenbestrahlungsvorrichtung 11 sind in einer hohen Umgebung 30 innerhalb des Elektronenstrahlsschmelzofens platziert. Hier ist es bevorzugt, dass der Innenraum des Elektronenstrahlsschmelzofens auf oder unter 10–2 pa ist.
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Zunächst ist ein Verfestigungsveredelungsprozessschritt von Metall im Folgenden beschrieben.
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Zunächst wird ein vom Metall abgeleitetes Basismaterial (metallisches Siliziummaterial) in den wassergekühlten Kupferherd 10 mit einem flachen Boden gesetzt. Hier wird das metallische Siliziummaterial in den wassergekühlten Kupferherd 10 gesetzt, so dass die Tiefe des geschmolzenen Metalls, wenn das metallische Siliziummaterial geschmolzen ist, eine vorbestimmte Tiefe d des geschmolzenen Metalls ausmacht. Hier ist es bevorzugt, dass die vorbestimmte Tiefe d des geschmolzenen Metalls z. B. größer oder gleich 20 mm und kleiner oder gleich 50 mm ist. Wenn die Tiefe d des geschmolzenen Metalls weniger als 20 mm beträgt, ist die Auflösungsmenge für jede Charge klein und daher ist die Produktivität unzureichend. Auf der anderen Seite wird, wenn die Tiefe d des geschmolzenen Metalls größer als 50 mm ist, selbst wenn der Elektronenstrahl EB auf die gesamte Oberfläche des metallischen Siliziummaterials, das in dem wassergekühlten Kupferherd 10 angeordnet ist, abgestrahlt wird, das metallische Siliziummaterial an dem unteren Bereich des wassergekühlten Kupferherdes 10 nicht geschmolzen, wodurch sich Skull bildet. Auf diese Weise wird nichtraffiniertes Silizium hinterlassen.
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Es ist bevorzugt, dass der wassergekühlte Kupferherd 10 so ausgestaltet ist, dass die kleinere Abmessung von der Breite und der Länge größer oder gleich dem Vierfachen der Tiefe d des wassergekühlten Kupferherdes 10 ist. Wenn die kleinere Abmessung von der Breite und der Länge des wassergekühlten Kupferherdes 10 weniger als als das Vierfache der Tiefe d des wassergekühlten Kupferherdes 10 beträgt, wird die Fläche des wassergekühlten Kupferherdes 10 bezüglich seiner Tiefe klein. Daher wird viel Zeit benötigt, um das metallische Siliziummaterial mit einem Elektronenstrahl EP zu schmelzen. Zusätzlich wird die Auflösungsmenge des metallischen Siliziums klein. Auf diese Weise wird die Produktivität nicht verbessert.
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Weiterhin wird, wie in 1A gezeigt, ein Elektronenstrahl EB mittels der Elektronenbestrahlungsvorrichtung 11 auf die gesamte Oberfläche des wassergekühlten Kupferherdes 10 abgestrahlt, welcher mit metallischem Siliziummaterial (die gesamte Oberfläche des metallischen Siliziummaterials) beladen ist. Auf diese Weise wird das metallische Siliziummaterial vollständig geschmolzen. Folglich wird das metallische Siliziummaterial, welches in dem wassergekühlten Kupferherd 10 geladen ist, zu einem Flüssigphase-Silizium (geschmolzenes Metallsilizium) 20.
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In 1A zum Beispiel, wenn die Tiefe d des geschmolzenen Metalls des Bades des geschmolzenen Metallsiliziums 20 mm–50 mm beträgt, ist es bevorzugt, dass die Elektronenstrahlabstrahlungsdichte in einem Bereich zwischen 1.000 kW/m2 bis 3.000 kW/m2 eingestellt ist und das metallische Siliziummaterial mittels des Elektronenstrahls EB, welcher auf die gesamte Oberfläche des wassergekühlten Kupferherdes 10 strahlt, geschmolzen wird. Wenn die Elektronenstrahlungsdichte weniger als 1.000 kW/m2 beträgt, kann das metallische Siliziummaterial nicht ausreichend geschmolzen werden. Auf der anderen Seite wird, wenn die Elektronenstrahlungsdichte 3.000 kW/m2 überschreitet, die Kühlungskapazität der Wasserführung 10a überschritten. Daher besteht ein Risiko im letzteren, dass das Flüssigphase-Silizium nicht ausreichend abgekühlt werden kann.
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Als Nächstes wird, wie in 1A dargestellt, wenn das metallische Siliziummaterial in dem wassergekühlten Kupferherd 10 vollständig aufgelöst ist, wie in 1B dargestellt, die Strahlungsbreite des Elektronenstrahls EB nicht geändert (d. h. der Elektronenstrahl EB verbleibt zur Bestrahlung der gesamten Oberfläche des geschmolzenen Metallsiliziums) und der Strahlungsausgang (Strahlungsdichte) des Elektronenstrahls EB wird schrittweise geschwächt.
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Auf diese Weise wird das geschmolzene Metallsilizium 20 schrittweise von dem unteren Bereich des wassergekühlten Kupferherdes 10 verfestigt und der Festphasenanteil (verfestigter Anteil) 20a wird gebildet. Zu diesem Zeitpunkt bestehen Verunreinigungen wie Fe, Al und Cr und dergleichen primär in dem nichtverfestigten Flüssigphasenanteil (geschmolzenes Metallanteil) 20b. Daher ist die Verunreinigungskonzentration des Flüssigphasenanteils (geschmolzenes Metallanteil) 20b höher bei dem geschmolzenen Metallanteil 20b verglichen mit dem erstarrten Anteil 20a, mit der Phasengrenze (Verfestigungsgrenzfläche) 20c zwischen dem verfestigten Anteil 20a und dem geschmolzenen Anteil 20b als die Grenzen.
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In 1B bleiben Verunreinigungen wie Fe, Al, Ca und dergleichen primär innerhalb des Flüssigphasenanteils (geschmolzenes Metallanteil) 20b. Allerdings, wenn die Verfestigungsgeschwindigkeit zu groß ist, wird eine erhöhte Menge solcher Verunreinigungen in dem Festphasenanteil (erstarrtes Anteil) 20a bleiben. Folglich wird es schwierig, Silizium mit einem hohen Reinheitsgrad zu erhalten. Daher wird zum Beispiel der Abstrahlungsausgang des Elektronenstrahls EB schrittweise geschwächt, so dass die Verfestigungsgeschwindigkeit des geschmolzenen Metallsiliziums kleiner oder gleich 2 mm/min. beträgt.
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In 1A bis 1C ist die Tiefe d des geschmolzenen Metalls des geschmolzenen Metallsiliziums klein und Hitze ist an dem unteren Bereich des wassergekühlten Kupferherdes 10 gut abgeführt. Daher, wenn der Strahlungsausgang (Strahlungsdichte) des Elektronenstrahls EB schrittweise während der Elektronenstrahl EB auf die gesamte Oberfläche des geschmolzenen Metallsiliziums geschwächt wird, ist es möglich, die Verfestigungsgrenzfläche von dem unteren Bereich des wassergekühlten Kupferherdes 10 in die obere Richtung in einen Zustand zu bewegen, in welchem der Temperaturgradient der Flüssigphase in der Nähe der Verfestigungsgrenzfläche in der Richtung senkrecht zu der Verfestigungsgrenzfläche groß gehalten wird. Auf diese Weise tritt eine kompositionelle Unterkühlung unwahrscheinlicher auf. Außerdem wird verhindert, dass die Verfestigungsgrenzfläche uneben wird, wodurch der Veredelungseffekt des Metalls verbessert wird.
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Wie in 1C gezeigt, wird der Ausgang des Elektronenstrahls, welcher auf die gesamte Oberfläche des geschmolzenen Metallsiliziums gestrahlt wird, schrittweise geschwächt und die Verfestigung des geschmolzenen Metallsiliziums schreitet sogar weiter voran. Dadurch wird die Menge des Festphasenanteils (verfestiger Anteil) 20d des metallischen Siliziums größer als die Menge des Flüssigphasenanteils (geschmolzener Metallanteil) 20e. Wenn die Verfestigung weiter voranschreitet, bleibt das geschmolzene Metallanteil 20e nur in dem mittleren Bereich der Oberfläche des Schmelzbades. Der bleibende Anteil wird zu einem verfestigten Anteil 20d mit der Verfestigungsgrenzfläche 20f als die Grenze.
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Bei dieser Entwicklung der Verfestigung des geschmolzenen Metallsiliziums wird, wenn die Menge des geschmolzenen Metallanteils 20e kleiner als die Menge des erstarrten Anteils 20d wird, der wassergekühlte Kupferherd 10 geneigt und der geschmolzene Metallanteil 20e wird gegossen (entfernt). Es ist bevorzugt, dass der geschmolzene Metallanteil 20e gegossen wird, wenn der geschmolzene Metallanteil 20e weniger oder gleich 30 Prozent des gesamten metallischen Siliziums beträgt. Es ist weiter bevorzugt, dass dieser geschmolzene Metallanteil 20e gegossen wird, wenn der geschmolzene Metallanteil 20e 20 Prozent des gesamten metallischen Siliziums beträgt.
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Verunreinigungen wie Fe, Al, Ca und dergleichen existieren primär in dem geschmolzenen Metallanteil 20e. Daher wird die Verunreinigung mittels des oberen Gießens entfernt. Dadurch wird es beim Wiederherstellen des verbleibenden erstarrten Anteils 20d möglich, metallisches Silizium mit einem hohen Reinheitsgrad und mit einer niedrigen Verunreinigungskonzentration zu erhalten.
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Ferner wird es, statt den geschmolzenen Anteil 20e in der Mitte zu gießen, möglich, das Gießen erst durch Verfestigen aller Flüssigphasenanteile 20 (20b, 20e) und anschließendes Wiederschmelzen der Anteile, welche eine Beseitigung erfordern, durchzuführen. Daher kann der Bereich, welcher die Verunreinigungen konzentriert, wieder geschmolzen und beseitigt werden. Folglich wird das Schneideverfahren des Ingots des hergestellten Metalls unnötig. Daher wird es möglich, die Kosten zu reduzieren.
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Wenn die Tiefe des geschmolzenen Metallsiliziums klein gewählt ist, erzeugt, gemäß der vorliegenden Erfindung, die Zunahme der Fläche des wassergekühlten Kupferherdes 10 und die Verkürzung der Verfestigungszeit des geschmolzenen Metallanteils einen Synergieeffekt zur Verbesserung der Produktivität von raffiniertem Metall.
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In der vorliegenden Erfindung wurde die Tiefe des geschmolzenen Metallsiliziums klein gewählt und das Metall mittels schrittweiser Schwächung des Strahlungsausgangs (Strahlungsdichte) des Elektronenstrahls, während der Elektronenstrahl auf die gesamte Oberfläche des geschmolzenen Metallsiliziums weiterhin strahlt, verfestigt und veredelt. Daher ist es möglich, den Temperaturgradienten der Flüssigphase in der Nähe der Verfestigungsgrenzfläche in einer Richtung senkrecht zu der Verfestigungsgrenzfläche zu erhöhen. Folglich tritt, wenn sogar die Verfestigungsgeschwindigkeit des geschmolzenen Metallsiliziums relativ groß gewählt ist, die kompositionelle Unterkühlung bei der Verfestigungsgrenzfläche unwahrscheinlicher auf. Daher ist es möglich, den Rückgang des Veredelungseffektes des Metalls zu verhindern.
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Daher ist es gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn die Verfestigungsgeschwindigkeit auf einen Wert eingestellt ist, welcher einer Verfestigungsgeschwindigkeit ähnlich ist, die in einem konventionellen Verfahren genutzt wird, wie z. B. eine Verfestigungsgeschwindigkeit eines Verfahrens, in welchem geschmolzenes Metall schrittweise hinzugefügt wird und von dem unteren Bereich des Containers der Gussform in die obere Richtung verfestigt wird, oder eine Verfestigungsgeschwindigkeit eines Verfahrens, in welchem die Strahlungsbreite des Elektronenstrahls verkleinert wird und das geschmolzene Metall in der Breitenrichtung des Herdes oder in der Längenrichtung des Herdes verfestigt, möglich, einen Grad von Raffinationsreinheit, welcher größer oder gleich dieser konventionellen Methoden ist, zu behalten.
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Außerdem benötigt das Verfestigungsveredelungsverfahren eines Metalls gemäß der vorliegenden Erfindung keinen Mechanismus zur Rotation einer Gussform, welcher in einem konventionellen Elektronenstrahlschmelzofen benutzt wird, und zur Umkehrung der Rotationsrichtung. Daher ist es möglich, die Struktur innerhalb des Ofens zu vereinfachen.
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Auf diese Weise schreitet gemäß dem Verfestigungsveredelungsverfahren von Metall, das auf der vorliegenden Erfindung basiert, die Verfestigungsgrenzfläche in eine Richtung der Tiefe des wassergekühlten Kupferherdes 10 mittels schrittweiser Schwächung des Ausganges des Elektronenstrahls EB, während der Elektronenstrahl EB immer noch die gesamte Oberfläche des geschmolzenen Metalls bestrahlt, voran und verfestigt dabei das Metall in der Flüssigphase von dem unteren Bereich des geschmolzenen Metalls in Richtung des Oberflächenbereichs des geschmolzenen Metalls. Hier liegt eine Erhöhung des Temperaturgradienten der Flüssigphase bei der Verfestigungsgrenzfläche in einer Richtung senkrecht zu der Verfestigungsgrenzfläche vor. Daher tritt eine kompositionelle Unterkühlung in der Flüssigphase bei der Verfestigungsgrenzfläche unwahrscheinlicher auf. Daher ist es möglich, das Unebenwerden der Verfestigungsgrenzfläche zu verhindern. Gleichzeitig ist es möglich, den Rückgang der Effektivität eines Raffinierens des Metalls zu verhindern. Ferner ist, da die Tiefe des geschmolzenen Metalls klein ist, der Wanderungsabstand der Verfestigungsgrenzfläche klein. Folglich ist es möglich, die erforderliche Zeit zum Raffinieren des Metalls zu verkürzen.
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Mit anderen Worten wird es gemäß dem Verfestigungsveredelungsverfahren von Metall gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, Metall, Halbleitermaterial und Silizium, welches als Bestandteil für Solarbatterien geeignet ist, in einer kurzen Zeit auf einen hohen Reinheitsgrad zu verfestigen und zu veredeln.
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[Ausführungsformen]
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Ausführungsform 1
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Zuerst wird ein metallisches Siliziummaterial umfassend 350 ppm Fe, 200 ppm Al und 7 ppm Ca als Verunreinigung in den wassergekühlten Kupferherd geladen. Der wassergekühlte Kupferherd besitzt eine Abmessung von D = 80 mm in Tiefe und eine Abmessung von 200 mm in Breite und Länge. Die Menge von metallischem Siliziummaterial wird in so einer Menge benutzt, dass, wenn das metallische Siliziummaterial vollständig mittels des Elektronenstrahls geschmolzen ist, die Tiefe d des geschmolzenen Metalls 50 mm beträgt.
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Weiter wird der Elektronenstrahl auf die gesamte Oberfläche des metallischen Siliziummaterials, welches wie oben beschrieben geladen wurde, gestrahlt. Daher wird das gesamte metallische Siliziummaterial geschmolzen und wird als das geschmolzene Metallsilizium betrachtet.
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Weiter wird ohne Änderung der Strahlungsbreite des Elektronenstrahls (während die gesamte Oberfläche des geschmolzenen Metallsiliziums mit dem Elektronenstrahl bestrahlt wird) der Ausgang des Elektronenstrahls schrittweise geschwächt und das geschmolzene Metallsilizium von dem unteren Boden des wassergekühlten Kupferherdes in Richtung der oberen Seite verfestigt. Bei diesem Vorgang wird der Ausgang des Elektronenstrahls schrittweise geschwächt, so dass die Richtung der Verfestigung des geschmolzenen Metallsiliziums eine Richtung der Tiefe des wassergekühlten Kupferherdes ist und die Verfestigungsgeschwindigkeit gleich 2 mm/min ist.
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Ferner wird, wenn die Menge des geschmolzenen Metallanteils des geschmolzenen Metallsiliziums 20 Prozent des Ganzen beträgt, der wasserkühlte Herd geneigt und der geschmolzene Metallanteil gegossen (entfernt).
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Weiter wird eine Probe des Siliziumingots erhalten, der auf dem wassergekühlten Kupferherd verbleibt, und jede Verunreinigungskonzentration wurde gemessen. Die Probe wird von der Nähe des unteren Bodens des wassergekühlten Kupferherdes (Schmelztopf) des Siliziumingots, von einem mittleren Bereich der Dickenrichtung des Siliziumingots und nahe der oberen Oberfläche des Siliziumingots erhalten. Die Messergebnisse sind in Tabelle 1 nachfolgend dargestellt. [Tabelle 1]
| | Fe (ppm) | Al (ppm) | Ca (ppm) |
| bodennahe Fläche vom Schmelztopf | < 0,1 | < 0,1 | < 0,1 |
| mittlerer Bereich der Dickenrichtung | < 0,1 | < 0,1 | < 0,1 |
| Oberflächennähe | < 0,3 | < 0,2 | < 0,1 |
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Vergleichsbeispiel 1
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Der Verfestigungsveredelungsschritt des metallischen Siliziums wurde ähnlich der Ausführungsform 1 durchgeführt mit der Ausnahme, dass, wenn das geschmolzene Metallsilizium verfestigt ist, das geschmolzene Metallsilizium mittels schrittweiser Verkleinerung der Strahlungsbreite (Oberfläche) des Elektronenstrahls von der einen Seite der Seitenoberflächen des wassergekühlten Kupferherdes in Richtung der anderen Seitenoberfläche verfestigt wurde. Bei diesem Vorgang wurde die Bestrahlungsfläche des Elektronenstrahls verkleinert, so dass die Verfestigungsgeschwindigkeit des geschmolzenen Metallsiliziums in einer Querrichtung des wassergekühlten Kupferherdes (die Breitenrichtung oder Längsrichtung) gleich 2 mm/min ist, welche dieselbe ist wie in Ausführungsform 1.
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Weiter wurde eine Probe in der Nähe des Verfestigungsstartpunktes des verbleibenden Siliziumingots auf dem wassergekühlten Kupferherd, nahe eines mittleren Bereichs der Längsrichtung der Verfestigung und nahe des Verfestigungsendpunkts erhalten. Jede Verunreinigungskonzentration wurde gemessen. Die Messergebnisse sind in Tabelle 2 nachfolgend dargestellt. [Tabelle 2]
| | Fe (ppm) | Al (ppm) | Ca (ppm) |
| Nähe des Verfestigungsstartpunktes | < 0,1 | < 0,1 | < 0,1 |
| mittlerer Bereich | 0,4 | 0,2 | < 0,1 |
| Nähe des Verfestigungsendpunktes | 2,5 | 0,8 | < 0,1 |
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Die Verunreinigungskonzentration der Probe, welche in der Nähe des Verfestigungsstartpunktes im Vergleichsbeispiel 1 entnommen wurde, war mit jeder erhaltenen Probe aus Ausführungsform 1 äquivalent. Unterdessen war, unter Berücksichtigung der erhaltenen Proben von dem mittleren Bereich und von der Nähe des Verfestigungsendpunktes des Ingots im Vergleichsbeispiel 1, die Konzentration von Fe und Al höher im Vergleich zu der erhaltenen Probe in Ausführungsform 1. Ferner war, da die Raffinationszeit in Ausführungsform 1 ungefähr 20 Minuten betrug, die Raffinationszeit im Vergleichsbeispiel 1 80 Minuten, welche viermal länger war. Dadurch sind die Kosten einer Raffination erhöht.
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Ausführungsform 2
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Zuerst wird ein metallisches Siliziummaterial mit einer hohen Konzentration an Verunreinigung im Vergleich zur Ausführungsform 1 in einen wassergekühlten Kupferherd, ähnlich wie in Ausführungsform 1, geladen, so dass die Tiefe des geschmolzenen Metalls 50 mm wird. Der wassergekühlte Kupferherd besitzt eine Abmessung von D = 80 mm an Tiefe und eine Abmessung von 200 mm in Breite und Länge. Das metallische Siliziummaterial, welches in der vorliegenden Ausführungsform eingesetzt wird, enthält 620 ppm Fe, 360 ppm Al und 24 ppm Ca als Verunreinigung.
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Weiter wird, in einer Weise ähnlich der Ausführungsform 1, das metallische Siliziummaterial vollständig mittels des Elektronenstrahls geschmolzen, der Ausgang des Elektronenstrahls schrittweise geschwächt und das geschmolzene Metallsilizium verfestigt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Ausgang des Elektronenstrahls schrittweise geschwächt, so dass die Verfestigungsgeschwindigkeit des geschmolzenen Metallsiliziums gleich 1 mm/min beträgt. Weiter wird, wenn die Menge des geschmolzenen Metallanteils des geschmolzenen Metallsiliziums gleich 30 Prozent des Ganzen ist, der wassergekühlte Kupferherd geneigt und der geschmolzene Metallananteil gegossen.
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Weiter wird eine Probe von dem verbleibenden Siliziumingot auf dem wassergekühlten Kupferherd in einer Weise ähnlich wie in Ausführungsform 1 erhalten und jede Verunreinigungskonzentration wurde gemessen. Die Messergebnisse sind nachfolgend in Tabelle 3 aufgelistet. [Tabelle 3]
| | Fe (ppm) | Al (ppm) | Ca (ppm) |
| bodennahe Fläche vom Schmelztopf | < 0,1 | < 0,1 | < 0,1 |
| mittlerer Bereich von Dickenrichtung | < 0,1 | < 0,1 | < 0,1 |
| Oberflächennähe | 0,5 | 0,3 | < 0,1 |
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Vergleichsbeispiel 2
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Der Verfestigungsveredelungsprozess des metallischen Siliziums wurde ähnlich wie in Ausführungsform 2 durchgeführt, außer dass, wenn das geschmolzene Metallsilizium verfestigt ist, das geschmolzene Metallsilizium mittels schrittweiser Verkleinerung der Strahlungsbreite (Oberfläche) des Elektronenstrahls von einer Seite der Seitenfläche des wassergekühlten Kupferherdes in Richtung der anderen Seite der Oberfläche verfestigt wurde. Bei diesem Vorgang wurde die Strahlungsfläche des Elektronenstrahls verkleinert, so dass die Verfestigungsgeschwindigkeit des geschmolzenen Metallsiliziums in einer Querrichtung zu dem wassergekühlten Kupferherd (die Breitenrichtung oder Längenrichtung) gleich 1 mm/min beträgt, welche dieselbe wie in Ausführungsform 2 ist.
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Weiter wurde eine Probe von der Nähe des Verfestigungsstartpunktes des verbleibenden Siliziumingots auf dem wassergekühlten Kupferherd, von der Nähe eines mittleren Bereichs der Längenrichtung der Verfestigung und von der Nähe des Verfestigungsendpunktes erhalten. Jede Unreinheitskonzentration wurde gemessen. Die Messergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 4 dargestellt. [Tabelle 4]
| | Fe | Al | Ca |
| Nähe des Verfestigungsstartpunktes | < 0,1 | < 0,1 | < 0,1 |
| mittlerer Bereich | 1,4 | 0,7 | < 0,1 |
| Nähe des Verfestigungsendpunktes | 22,6 | 3,2 | 0,8 |
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Die Verunreinigungskonzentration der erhaltenen Proben von der Nähe des Verfestigungsstartpunktes im Vergleichsbeispiel 2 war mit jeder Probe der Ausführungsform 2 äquivalent. Unterdessen war, hinsichtlich der Probe erhalten von dem mittleren Bereich des Ingots im Vergleichsbeispiel 2, die Konzentration von Fe und Al höher im Vergleich zu jeder Probe aus Ausführungsform 2. Darüberhinaus waren, hinsichtlich der entnommenen Proben von der Nähe des Verfestigungsendpunktes des Ingots, die Konzentration von Fe, Al und Ca alle höher im Vergleich zu jeder entnommenen Probe in Ausführungsform 2.
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Ferner betrug die Raffinationszeit in Ausführungsform 2 ca. 35 Minuten und die Raffinationszeit in Vergleichsbeispiel 2 140 Minuten, welche viermal länger war. Auf diese Weise steigen die Kosten einer Raffination.
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Vergleichsbeispiel 3
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Metallisches Silizium wurde in einer Weise ähnlich wie in Ausführungsform 1 raffiniert, außer dass der geschmolzene Metallanteil mittels eines Grafittiegels statt mit einem wassergekühlten Kupferherd gegossen wurde, wobei der Grafittiegel geneigt wurde, wenn der geschmolzene Mittelanteil des metallischen Siliziums 30 Prozent des Ganzen betrug.
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Weiter wurde von dem Siliziumingot innerhalb des Grafittiegels in einer Weise wie in Ausführungsformen 1 und 2 eine Probe erhalten. Somit wurde jede Verunreinigungskonzentration gemessen. Die Messergebnisse sind nachfolgend in Tabelle 5 dargestellt. [Tabelle 5]
| | Fe | Al | Ca |
| bodennahe Fläche vom Schmelztopf | < 0,1 | < 0,1 | < 0,1 |
| mittlerer Bereich von Dickenrichtung | 1,5 | 1,2 | 0,3 |
| Oberflächennähe | 38 | 12 | 0,6 |
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Gemäß der obigen Tabelle 5 wurde, wenn der Grafittiegel (Grafitherd) benutzt wurde, eine deutliche Erhöhung der Verunreinigungskonzentration in den Proben von der Nähe der oberen Oberfläche des erhaltenen Siliziumingots und von dem mittleren Bereich in Breitenrichtung festgestellt. Folglich nahm der Raffinationsertrag ab. Der Grund ist, dass Hitze nicht von dem unteren Boden des Grafittiegels abgeführt werden kann und folglich der Temperaturgradient der Flüssigphase bei der Verfestigungsgrenzfläche in einer Richtung senkrecht zu der Verfestigungsgrenzfläche klein ist, was das Auftreten einer kompositionellen Unterkühlung bei der Verfestigungsgrenzfläche wahrscheinlicher macht. Daher ist es bevorzugt, einen wassergekühlten Kupferherd in dem Verfestigungsraffinationsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung einzusetzen.
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Industrielle Anwendung
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Gemäß einem Verfestigungsraffinationsverfahren eines Metalls gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Metall, Halbleitermaterial und Silizium, das geeignet ist für Solarbatterien, zu einem hohen Reinheitsgrad innerhalb kurzer Zeit zu verfestigen und zu veredeln.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- wassergekühlter Schmelztopf (wassergekühlter Kupferherd)
- 10a
- Wasserführung
- 11
- Elektronenstrahlungsvorrichtung
- 20
- Flüssigphasensilizium (geschmolzenes Metallsilizium)
- 20a, 20d
- Festphasenanteil (verfestiger Anteil)
- 20b, 20e
- Flüssigphaseanteil (geschmolzener Metallanteil)
- 20c, 20f
- Verfestigungsgrenzfläche
- 30
- hochvakuumierte Umgebung
- EB
- Elektronenstrahl