真空定向凝固的方法结合了真空挥发精炼及定向凝固分凝和晶体定向生长等技术,既可以在底部获得纯度相对较高的多晶硅,又可以控制TiSi₂合金的晶体生长。目前对其杂质在真空定向凝固作用下扩散传质及挥发去除的理论研究较少,且定向凝固过程中的相分离及晶体定向生长的机理也研究不多。（1）本文探索性修正了分离系数,分析讨论了Al和Ca的理论分离特性;结合气-液相边界层,讨论了杂质Al、Ca、Mg间的相对分离能力;真空定向凝固较真空精炼能够更好地对杂质进行挥发去除,且真空精炼下杂质的含量随着保温时间及熔炼温度的升高逐渐降低,杂质的挥发率随着保温时间及熔炼温度的升高逐渐升高。（2）真空定向凝固使得杂质Al、Ca、Fe的含量在纵向上由坩埚底部（硅富集区）至顶部（合金富集区）的分布是先升高后降低,在固液界面处含量达到最高,但是杂质Mg在纵向上的含量分布是逐渐降低的;杂质Al、Fe、Mg和Ca在纵向上的分凝系数的分布规律是先升高后降低的。（3）在1414℃-1331℃的阶范围内是初晶硅优先凝固析出的阶段,然后是温度低于1331℃以下的TiSi₂晶体和Si晶体共同凝固析出阶段;XRD定量分析3μm/s的下拉速度使得Si晶体的含量为79.9wt%,高于15μm/s（55.5wt%）,而TiSi₂晶体的数量相对减少。（4）Al在Si熔体内的扩散系数小于Ti–85 wt.%Si合金熔体;在相同的熔炼温度及熔体移动速度下,Al在Ti–85 wt.%Si合金熔体内的传质系数大于Si熔体,且TiSi₂合金相内Al的相边界层厚度大于Si相。线扫描显示Al在TiSi₂合金相内含量高于Si相,但在两相的相边界处的含量最高;Al在Si相内的分布均匀,但是在TiSi₂合金相内分布却差异较大。