在定向凝固多晶硅铸锭生产过程中，由于带Si3N4涂层的石英坩埚壁与硅铸锭发生粘连、污染而导致大尺寸Si铸锭中一级品切出率过低，是该行业长期未解决的技术难题。这表明涂层材料体系和结构不尽合理，本质原因在于Si/Si3N4/SiO2三元体系高温界面反应机理不清楚。针对以上问题，本课题首先制备出相含量、氧含量、颗粒尺寸与形态可控的Si3N4粉体，而后明确了Si熔体对Si3N4/SiO2润湿过程的控速环节与Si/Si3N4/SiO2界面反应的关系，揭示了Si3N4 多孔涂层的结构特征对Si/Si3N4/SiO2界面行为的影响机制。针对Si3N4粉末的三个重要性能特征（α/β 相组成、粒度、颗粒形貌），提出在石英坩埚内壁制备多孔Si3N4 涂层的结构设计原则。用燃烧合成法制备出单相Si2N2O粉体，成功开发出与高温Si熔体不反应、不润湿的新型Si2N2O脱模剂材料，从而可以达到提高一级品的目的。该涂层材料有望代替传统α-Si3N4材料在太阳能级多晶硅铸锭制备工艺中得到应用。 2100433B