Контурное литье является специфическим методом, используемым преимущественно для изготовления фасонных отливок из кремния. Вследствие высокой химической активности расплавленного кремния изготовление из него литых деталей обычными методами – заливкой кремния в нагретую литейную форму – неизбежно приводит к загрязнению кремния в результате его взаимодействия с материалом формы. При заливке расплавленного кремния в холодную форму его загрязнение может быть в значительной степени предотвращено быстрой кристаллизацией в тонком граничном слое на поверхности контакта со стенкой формы, но при этом практически неизбежным становится образование трещин и газовой пористости в кремниевой отливке.
Сущность метода контурного литья состоит в том, что в контейнер-ванну с расплавленным кремнием погружают холодный плунжер из графита или другого материала, наружная поверхность которого соответствует внутренней полости отливки. На поверхности контакта расплава с плунжером происходит быстрая кристаллизация кремния, что предотвращает загрязнение расплава. Процесс кристаллизации распространяется в расплаве по направлению, перпендикулярному поверхности теплоотдачи, и, таким образом, всегда имеет место фронт свободной кристаллизации. Кристаллизация продолжается до образования затвердевшего слоя кремния необходимой толщины, после чего плунжер с отливкой извлекают из ванны. Регулирование скорости кристаллизации производят путем соответствующего изменения температуры расплава и плунжера. Режим охлаждения уже затвердевшей отливки выбирают с учетом коэффициентов термического расширения кремния и материала плунжера с тем, чтобы предотвратить растрескивание и обеспечить свободное снятие отливки с плунжера.
Контурным литьем получают кремниевые фасонные плиты и чашки диаметром 300 и толщиной до 50 мм.
