研究目的
通过直接氮化法制备α-Si3N4来回收金刚线切割产生的多晶硅废料，研究添加剂（FeCl3、NaCl、Cu）对氮化过程的影响，实现高转化率与高α相含量，以降低环境污染和生产成本。
研究成果
铜是多晶硅废料氮化的有效添加剂，在1250°C下添加5 wt.%铜并反应8小时，可实现高整体转化率及92.37%的α-Si3N4含量。α-Si3N4纤维通过VLS和VS机制形成，其中Cu-Si液相促进成核与生长。该方法成功实现废料回收，降低环境影响与生产成本，且在杂质控制方面具有进一步优化潜力。
研究不足
FeCl3和NaCl添加剂不利于实现高α-Si3N4含量。由于氮气中的氧气或原料本身会产生微量SiO2，这可能影响产品纯度。产品中残留的铜需要通过酸浸去除，以避免高温应用时产生杂质。由于氮化过程中可能存在重量损失，转化率和相含量的计算结果为近似值。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用直接氮化法将多晶硅废料转化为α-Si3N4。通过添加FeCl3、NaCl、Cu等添加剂以增强氮化效果和α相形成。理论模型包括纤维生长的气-液-固（VLS）和气-固（VS）机制。
2：NaCl、Cu等添加剂以增强氮化效果和α相形成。理论模型包括纤维生长的气-液-固（VLS）和气-固（VS）机制。 样品选择与数据来源：
2. 样品选择与数据来源：以金刚线切割产生的超细多晶硅废料为原料，分析其化学成分（如Si 93.69%，O 4.44%）。采用高纯氮气（>99.999%）作为氮源。
3：69%，O 44%）。采用高纯氮气（>999%）作为氮源。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括配备MoSi2加热元件的电阻炉、氧化铝坩埚、场发射扫描电镜（ZEISS SUPRA 55）、X射线衍射仪（TTR III，Rigaku）、透射电镜、ICP-AES、真空干燥箱。材料包括多晶硅废料、FeCl3、NaCl、Cu粉末及氮气。
4：5）、X射线衍射仪（TTR III，Rigaku）、透射电镜、ICP-AES、真空干燥箱。材料包括多晶硅废料、FeClNaCl、Cu粉末及氮气。 实验步骤与操作流程：
4. 实验步骤与操作流程：多晶硅废料在120°C下干燥8小时。将10克混合粉末（含添加剂）以5°C/分钟速率从室温加热至1200-1400°C，在流动氮气（0.4 L/分钟）中反应不同时间。反应后样品随炉冷却，通过XRD和FE-SEM进行分析。
5：4 L/分钟）中反应不同时间。反应后样品随炉冷却，通过XRD和FE-SEM进行分析。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：利用XRD数据通过特征峰积分强度（如Si (111)、α-Si3N4 (102,210,201)、β-Si3N4 (101,210)）计算质量分数和转化率，应用Jovanovic和Kimura公式。通过FE-SEM和TEM分析形貌。
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