新材料领域申报指南.doc

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1、附件4新材料领域科技计划项目申报指南突破新材料设计、制备加工、高效利用、安全服役、低成本循环再利用等关键技术，开发新型功能材料、先进结构材料和高性能复合材料等关键基础材料，提高关键材料供给能力和新产品研发能力。一、水电硅材料产业发展关键技术研究及应用方向通过解决“工业硅冶炼-单晶硅/多晶硅/电子级硅-硅合金材料加工-含硅废料的综合回收”硅产业链过程中的系列基础性、关键性、共性技术难题，实现我省硅材料的绿色、清洁、低碳生产。（一）新型硅太阳能电池及硅功能材料制备研究研究内容：开展退火工艺及表面缺陷对硅少子寿命和比电

2、阻的影响规律，金刚线切割的硅表面金属辅助刻蚀法制备可控纳米线与倒金字塔结构及其对光电转化影响规律研究；无铅化高性能电子封装用硅基玻璃粉的设计、制备及其封装性能，新产品全生命周期评价研究；高比能量锂离子电池碳包覆纳米硅钛、球形硅粉以及一氧化硅负极材料制备及其性能研究；钛硅、铝硅共晶合金在外场作用下真空定向凝固提纯制备及夹杂物的分布规律与去除机理研究。考核指标：退火处理后硅平均少子寿命提高10%，采用电化学刻蚀法处理制备倒金字塔绒面结构，制备的超薄新型结构硅太阳能电池转换效率超过15%；制备的无铅化硅基玻璃粉材料接触

3、角小于10o，热膨胀系数30-70×10-7/℃，电阻率大于109欧姆厘米，介电常数为4-7，介质损耗小于0.05；合成的纳米硅合金、硅及其化合物粉体颗粒粒径<100nm，纯度≥99.95%，在0.2C放电倍率下，比容量≥700mAh/g；高硅铝硅、钛硅合金分离率在95%以上；申请专利10项以上。（二）硅合金及硅化合物的制备与加工新技术研究研究内容：研究喷射沉积高硅铝硅合金工艺沉积坯形状控制、不同硅含量铝硅合金、致密化工艺及热处理等关键技术；研究直拉法制备硅锗合金新工艺及合金生长过程受组分分凝、结构缺陷、杂质成分

4、等影响对材料性能的影响规律；研究4-6英寸碳化硅单晶制备技术及晶体生长炉结构、热场和生长参数与成晶率间的关系，开发4-6英寸碳化硅单晶生长炉。考核指标：开发出空调压缩机滑片用和汽车缸套、活塞用两种高硅铝硅合金，合金密度大于合金理论密度的98%，抗拉强度分别大于200MPa和280MPa，形成500吨/年喷射沉积高硅铝硅合金生产中试示范线；获得直拉法制备N型及P型硅锗合金的掺杂元素及浓度及最佳制备工艺条件；设计制作出生长4-6英寸碳化硅单晶的晶体生长炉，获得4-6英寸的碳化硅单晶，单晶微管密度＜1cm-2；申请发明

5、专利5项以上。（三）硅废料再生利用关键技术研究研究内容：研究不同硅废料的物理化学性能，包括颗粒尺寸、化学组成、物相组成、化学溶解性；硅废料的物理和化学过程纯化处理，高温熔炼与精炼再生循环利用技术；废料中硅颗粒与SiC颗粒的旋流分离及高温渣精炼技术；易燃及易氧化硅废料的控制技术及提炼技术；废料中超细Si粉高值化再生利用新技术；不同硅废料再生利用配套装备的研制。考核指标：工业硅生产过程边皮料利用率超过90%，硅回收率达到80%以上，处理后的粉料可添加到精炼抬包内循环利用，作为工业硅产品；切割硅废料的化学预处理过程除铁

6、率大于98%；高温精炼和化学提纯处理后硅的纯度可达99.9%，可作为高品质工业硅产品；建成2-3条处理能力大于10000吨/年硅废料再生利用生产示范线；申请专利6项以上，2020年回收再生利用工业硅1万吨。（四）高品质工业硅冶炼关键技术研究与开发研究内容：研究SiO反应活性、固炭比率、煤、焦及生物质等炭质综合特性，探索炭质还原剂科学组配技术；对25.5-33.0MVA大容量工业硅电炉新型还原剂冶炼装备进行优化改进；研究新型高效辅助精炼剂与新型复合精炼气体及其协同的关键技术；研究高效新型炉外精炼设备的研制及反应器中

7、渣-金-气相间化学动力学与流体动力学；建立硅基溶液热力学数据库。考核指标：新型还原剂在工业硅冶炼生中的使用量大于60%；工业硅固定碳单耗小于1t/t、冶炼电单耗小于11600kWh/t、综合能耗小于3050kgce/t；工业硅产品硼磷含量均低于30ppmw，其他杂质满足客户要求；在现有基础上，炉外精炼时间缩短30min以上；建立硅基溶液的热力学数据库，为工业硅的炉外精炼技术提供理论支撑；产业化应用规模产能达到1万吨/年，达产后年新增销售收入超过1亿元；申请专利4项以上。（五）电子级多晶硅生产过程低沸物分离与回收技

8、术研究与开发研究内容：开展电子级多晶硅生产过程低沸物的分离及低沸物回收利用进行产业化应用研究，研发电子级多晶硅生产系统中低沸物二氯二氢硅提纯分离工艺及低沸物反歧化技术；含低沸物再生氢气回收利用工艺研究；含低沸物氯化氢分离工艺研究；含低沸物氯化氢回收利用工艺研究。考核指标：低沸物反歧化摩尔转化效率≥90%；含低沸再生氢回收利用量≥500NM3/h；含低沸氯化氢分离率≥80%