химический каталог




Технология полупроводникового кремния

Автор Э.С.Фалькевич, Э.О.Пульнер, И.Ф.Червоный, Л.Я.Шварцман и др.

древесного угля. Обычно его вводят в шихту в количестве, не превышающем 25 % от древесного угля, для снижения в выплавляемом кремнии содержания алюминия и кальция.

Молодые малозольные каменные угли характеризуются значительно большим содержанием летучих (30- 37 %) и называются газовыми. Их подвергают механическому обогащению, в результате которого получают газоугольный концентрат, содержащий почти в 5 раз больше по сравнению с нефтекоксом и в ~ 10 раз по сравнению с древесным углем оксидов алюминия. Однако добавка его к древесному углю снижает содержание кальция в кристаллическом кремнии.

Содержание золы из древесины без коры обычно в 2-3 раза ниже, чем в угле, выжженном из древесины с корой. Обычно в древесном угле золы « 3 %, а летучих * 20 %.

140

Восстановление кремнезема в электрических печах

Восстановление кремнезема в рудовосстановительных электрических печах происходит при 2073- 2673 К по реакции: Si02 + 2С 32 Si + 2СО с затратой тепла 701,4 кДж/моль.

Участие восстановителя снижает расход тепла за счет выделения его при горении углерода: 2С + 02 >* 2СО + 221,6 кДж/моль; С + Оа **

С02 + 394,1 кДж/моль.

Анализ восстановительных газов свидетельствует, что содержание в них С02 не превышает сотых долей процента, т.е. роль последней реакции невелика.

Температура начала заметного восстановления диоксида кремния составляет 1933-1953 К.

При восстановлении кремнезема углеродом протекает целый ряд побочных реакций, в результате которых образуются летучие соединения кремния (монооксид): Si02(K) + С = SiO(rM) + СО; Si02(nt) + Si(K) = = 2SiO(rM>; SiOj(r„) + C(rB) - SiO(r„) + CO.

Равновесная газовая фаза над жидким кремнеземом при 2001 К содержит, %: SiO 45,9; 02 42,4; Si02 5,1; СО 6,6.

Монооксид кремния удаляется из шихты с газами и способствует неполному извлечению кремния из шихты в готовый продукт. Частично монооксид кремния может растворяться также в шлаках. Кроме того, он, попадая на холодные части печи и электрододержателей, осаждается в газоходах, что приводит к серьезным осложнениям при работе закрытых печей.

Кроме летучих оксидов, образуются карбиды. Например, уже при 1878 К: Si02 + ЗС = SiC + 2СО. В этих же условиях легко протекает реакция: SiOfrM) + 2С - SiC + СО.

Образование карбида кремния в ваннах печей значительно затрудняет плавку, так как образуются гарнисаж, настилы на поддоне печи, в результате чего уменьшается реакционная зона у электродов, увеличивается электропроводность шихты и т.д.

В то же время карбид кремния может разрушаться при протекании реакции при > 2025 К: SiC + SiO(rM) - 2Si^) + СО, а при » 2490 К: SiC + +2Si02 ~ 3SiO + CO.

При выплавке кремния вводится избыток углерода, на 20 % превышающий стехиометрическое количество, что способствует повышению концентрации СО в печных газах и созданию в печи восстановительной атмосферы.

При взаимодействии кремния с СО также возможно образование карбида кремния: Si + 2СО -* SiC + С02.

Особенно важно учитывать процессы карбидообраэования при проведении так называемых бесшлаковых процессов. В этом случае расплав

141

„„. ,„ны тпеппых и газообразных материалов

в печь нейтрального газа, быстрый выпуск расплава, а также создание на границе шлак - расплав кремния жидкоподвижного шлака, надежно отделяющего кремний от контакта с газовой фазой.

Для выплавки кристаллического кремния применяются однофазные одно- и двухэлектродные печи, а также трехфазные печи.

К недостаткам однофазных печей, которые ограничивают их применение, относят большой перекос фаз в системе энергоснабжения во время отключения печей на ремонт или при остановках печей. Обычно эти печи имеют небольшую мощность. На практике применяют однофазные двухэлектродные печи мощностью 6500 кВт. Это сравнительно низкая мощность, и поэтому высоки удельные тепловые потери, перерасход электроэнергии и трудозатраты на 1 т готовой продукции.

Наиболее перспективны трехфазные печи с прессованными угольными электродами большого диаметра мощностью 16500 кВт.

Однофазная двухэлектродная рудовосстановительная печь мощностью 6500 кВт состоит (рис. 64) из ванны, образованной кожухом и футеровкой, электродов, механизма перемещения и перепуска электродов. Печь снабжена также системой охлаждения, устройством для прожига летки, вытяжной и обдувной вентиляцией, электрическим оборудованием (короткой сетью, печными трансформаторами, защитной и контрольно-измерительной аппаратурой). Кожух, выложенный футеровкой, имеет отверстие для устройства леток.

Форма печи определяется расположением электродов. Однофазные печи с одним электродом и трехфазные печи с расположением электродов по вершинам равностороннего треугольника имеют ванну цилиндрической формы. Ванна однофазных печей с двумя электродами имеет овальную форму, а трехфазная печь, где электроды располагаются в линию, - прямоугольную форму. Футеровку выполняют из высокоогнеупорных материалов большой толщины, что уменьшает тепловые потери и создает большую тепловую инерцию. Кроме того, в процессе плавки образуется гарни

страница 40
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119

Скачать книгу "Технология полупроводникового кремния" (4.95Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
индивидуальное хранения
устройство датчика температуры в холодильной камере снайге
сковорода-гриль
курсы массажистов юао

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(03.12.2016)