20.02.2019
219.016.bd1a

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИЛАНА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002245299
Дата охранного документа
27.01.2005
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к технологии получения силана из природных кварцитов для изготовления особо чистого полупроводникового кремния, используемого в силовой электронике. Силан получают взаимодействием кремнийсодержащих соединений природного происхождения с гидридом лития. В качестве кремнийсодержащего соединения используют кварцит. Реакцию спекания осуществляют при температуре 790 - 820°С с последующим измельчением плава. Плав раскладывают на постоянно обновляющейся поверхности движущихся пластинок льда, выполненных из дистиллированной воды. Техническим результатом является использование дешевого природного сырья для синтеза силана и разработка наиболее безопасной технологии получения целевого продукта.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к технологии получения силана из природных кварцитов для изготовления особо чистого полупроводникового кремния, используемого в силовой электронике, а также кремниевых пластин для изготовления сверхбольших интегральных схем, и для формирования различных кремний содержащих слоев и пленочных покрытий в микроэлектронике.

Известны различные способы получения силана из кремниевых продуктов, не встречающихся в природе. Чаще всего это алкокси-, хлор- или другие галогенпроизводные силана.

Известен способ получения силана по патенту ЕР №85303827, МКИ С 01 В 33/04, 1985, в котором для получения силана используется диоксид кремния, выделенный из геотермальных вод. При этом порошки диоксида кремния и металлического магния смешивают и сплавляют при 400-600°С. Образующийся при этом силицид магния обрабатывают далее соляной кислотой либо аммиаком или галогенидом аммония. Выход силана составляет 14%. Если силицид магния получать при более высокой температуре (до 800°С) в присутствии водорода и спрессовать его в таблетки и обработать далее 1 н. соляной кислотой (по каплям), то можно повысить выход силана до 60%. При этом наряду с моносиланом образуются и его гомологи Si2H6 и Si3H8.

Еще одним близким к данному изобретению является способ, разработанный индийскими исследователями (РЖХ 108624, Л-61П, Ahagava H.N., Dutta Sw.K., Baneijee H.D. // Solar Energy Matter, 3 (3), P.441-445, 1980).

Основным отличием его является способ получения диоксида кремния - сжиганием рисовой скорлупы. При этом образуется очень чистый аморфный SiO2, из которого получают соответственно и чистый Mg2Si и далее SiH4.

Основным недостатком обоих аналогов является использование искусственно полученного диоксида кремния, имеющего значительно более высокую стоимость по сравнению с природным кварцитом - минералом, содержащим диоксид кремния около 90%.

Кроме того, использование в ходе процесса соляной кислоты приводит к загрязнению силана этим веществом. В связи с чем требуются дополнительные усилия по очистке целевого продукта от НСl, а это трудоемкий процесс.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату - прототипом - является способ по патенту №2173297, МПК 7 С 01 В 33/04, 2001, использующий для получения силана реакцию взаимодействия тетрахлорида кремния с гидридом лития. Реакцию осуществляют при нагревании до 300°С с обязательным предварительным измельчением гидрида лития. Образующийся в ходе реакции хлорид лития поступает на регенерацию в гидрид лития. При этом выделяется хлористый водород.

Основным недостатком прототипа является необходимость использования в технологической цепочке тетрахлорида кремния. Тетрахлорид кремния является более дорогим продуктом, чем кварцит и к тому же он очень агрессивен.

Еще одним недостатком является необходимость очистки силана от следовых остатков хлористого водорода, что является трудоемким процессом.

Задача изобретения - использование дешевого природного сырья - кварцита (SiO2) - для синтеза силана, а также разработка наиболее безопасной технологии получения целевого продукта.

Поставленная цель достигается тем, что способ получения силана взаимодействием кремнийсодержащих соединений природного происхождения с гидридом лития согласно формуле изобретения отличается тем, что в качестве кремнийсодержащего соединения используют кварцит (SiO2) и реакцию спекания осуществляют при температуре 790-820°С с последующим измельчением плава и разложением его на поверхности пластинок льда, выполненных из дистиллированной воды.

Указанная совокупность признаков является новой и обладает изобретательским уровнем, так как в качестве исходного сырья используют дешевый, свободно добываемый природный продукт - кварцит (SiO2) и гидрид лития. Образующийся при этом силицид лития измельчают и обрабатывают не водой или водными растворами протонных кислот, а посыпают его на поверхность ледяных пластинок из дистиллированной воды. Дело в том, что силицид лития, в отличие от наиболее часто используемых для получения силана по этой реакции силицидов магния или железа, обладает существенно большей реакционной способностью и поэтому с водой, водными растворами протонных кислот и различными аминами взаимодействует очень бурно и процесс может сопровождаться самовоспламенением. А это чревато взрывоопасными ситуациями. Вместе с тем, даже глубокое охлаждение реакционной смеси хоть и несколько снижает опасность, но не решает полностью проблемы самовоспламенения. Использование же льда при взаимодействии с силицидом лития полностью освобождает от опасности самовоспламенения реакционной системы. При этом выделяется силан, и процесс протекает плавно и практически без разогрева.

В ходе процесса необходимо обеспечить такой режим движения пластин на конвейере, при котором крупинки силицида лития все время падают не в одно место, а на свежую (новую) поверхность льда. В противном случае, образующийся оксид лития успевает прореагировать до гидроокиси лития. Последняя активно взаимодействует с выделяющимся силаном, связывая его в силоксаны, что может снижать выход целевого продукта на 15-20%.

Способ осуществляется следующим образом.

Пример 1.

Кварцит Искитимского месторождения - маршалит с содержанием SiO2 92.6% - предварительно обогащают простой водной отмывкой до содержания SiO2 98.8%, сушат и измельчают до порошка. Затем сплавляют его с гидридом лития в инертной атмосфере при температуре 790-820°С и выдерживают в электропечи в течение 2 ч. При этом выделяется 10-12% силана. Оптимальное соотношение Li и Si в исходной смеси реагентов составляло 8:1.

Плав после остывания измельчают, и этот порошок из бункера посыпают на поверхность пластинок льда из дистиллированной воды толщиной 1.5-2.0 см, которые медленно движутся на транспортере. Выход силана на этой стадии составлял 50-54%. Таким образом, извлечение кремния в виде силана из исходного маршалита достигает 60% и более.

Способполучениясиланавзаимодействиемкремнийсодержащихсоединенийприродногопроисхождениясгидридомлития,отличающийсятем,чтовкачествекремнийсодержащегосоединенияиспользуюткварцит,иреакциюспеканияосуществляютпритемпературе790-820°Сспоследующимизмельчениемплаваиразложениемегонапостояннообновляющейсяповерхностидвижущихсяпластинокльда,выполненныхиздистиллированнойводы.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 109.
27.04.2013
№216.012.3981

Цеолитсодержащий катализатор, способ его получения и способ превращения низкооктановых бензиновых фракций в высокооктановый бензин без и в присутствии водорода

Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и посвящено созданию катализаторов, используемых в переработке низкооктановых бензиновых фракций различного происхождения в высокооктановый бензин. Описан цеолитсодержащий катализатор для превращения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480282
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.04.2013
№216.012.39a1

Устройство для герметизации оболочек тепловыделяющих элементов контактно-стыковой сваркой с помощью заглушек

Устройство для герметизации оболочек тепловыделяющих элементов контактно-стыковой сваркой с помощью заглушек может применяться для герметизации тепловыделяющих сборок энергетических ядерных реакторов. Неразъемный в процессе работы корпус герметичной сварочной камеры устройства имеет сквозной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480314
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.05.2013
№216.012.3cf2

Штамп-автомат для формовки выступов в трубчатой детали

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в штамповой оснастке для формовки выступов в трубчатых деталях. Выступы формуют составным пуансоном в виде группы внутренних кулачков по форме наружных выступов детали по составной матрице в виде группы подвижных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481169
Дата охранного документа: 10.05.2013
27.05.2013
№216.012.4584

Способ контроля топливного столба тепловыделяющего элемента ядерного реактора и устройство для его осуществления

Изобретение относится к ядерной энергетике и может найти применение при изготовлении стержневых тепловыделяющих элементов (твэлов) с таблетированным керамическим ядерным топливом. Твэл протягивают линейно через блоки детектирования с постоянной скоростью, регистрируют собственное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483373
Дата охранного документа: 27.05.2013
01.03.2019
№219.016.d171

Способ изготовления таблетированного топлива из диоксида урана и оборудование для его осуществления

Использование: для получения спеченных таблеток из диоксида урана для ядерных реакторов. Сущность изобретения: в процессе получения порошка диоксида урана проводят непрерывное двухстадийное осаждение полиураната аммония из азотнокислого раствора уранилнитрата с поддержанием pH от 6,6 до 7,2 на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02158971
Дата охранного документа: 10.11.2000
20.03.2019
№219.016.e3d2

Способ изготовления тепловыделяющей сборки ядерного реактора

Изобретение относится к атомной энергетике. Способ изготовления тепловыделяющей сборки (ТВС) ядерного реактора включает предварительное изготовление пучка тепловыделяющих элементов, гексагональных дистанционирующих решеток (ГДР) из циркониевого сплава, центральной трубы и направляющих каналов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002287866
Дата охранного документа: 20.11.2006
20.03.2019
№219.016.e4e9

Автоматическая линия изготовления тепловыделяющих элементов

Изобретение относится к атомной промышленности и может найти применение на предприятиях по изготовлению тепловыделяющих элементов для ядерных реакторов. Технический результат: автоматизация контроля и разбраковки снаряженных оболочек по весу топливного столба, исключение при этом колебаний...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02216801
Дата охранного документа: 20.11.2003
20.03.2019
№219.016.e4f7

Способ изготовления таблетированного топлива для тепловыделяющих элементов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к атомной промышленности и может найти применение на предприятиях изготовления таблетированного топлива из диоксида урана. Способ изготовления таблетированного топлива для тепловыделяющих элементов включает подготовку пресс-порошка диоксида урана UO, обогащенного ураном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02210821
Дата охранного документа: 20.08.2003
20.03.2019
№219.016.e586

Установка для калибровки сборных заготовок биметаллических изделий

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве биметаллических изделий, состоящих из заготовки оболочки с донной частью и заготовки сердечника и имеющих донную часть с цилиндрическим участком. Установка содержит гидравлический пресс с системой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002319588
Дата охранного документа: 20.03.2008
20.03.2019
№219.016.e596

Тепловыделяющая сборка ядерного реактора

Изобретение относится к атомной энергетике. Тепловыделяющая сборка ядерного преимущественно водо-водяного энергетического реактора содержит пучок тепловыделяющих элементов, установленных в каркасе из дистанционирующих решеток, закрепленных на трубчатых каналах, хвостовик и съемную головку, где...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002317600
Дата охранного документа: 20.02.2008
Показаны записи 1-10 из 25.
20.02.2019
№219.016.c486

Способ изготовления таблеток ядерного топлива

Назначение: в ядерной технике, в частности при изготовлении таблеток ядерного топлива из оксидов урана или смесей оксидов урана и оксида плутония, особенно при использовании в качестве исходного сырья порошков регенерированного ядерного топлива. Способ включает измельчение исходных порошков...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02165651
Дата охранного документа: 20.04.2001
01.03.2019
№219.016.d11f

Сплав на основе циркония

Сплав на основе циркония содержит следующие компоненты, мас.%: ниобий 0,5 - 3,0, олово 0,5 - 2,0, железо 0,3 - 1,0, хром 0,002 - 0,2, углерод 0,003 - 0,04, кислород 0,04 - 0,15, кремний 0,002 - 0,15, один элемент, выбранный из группы, содержащей вольфрам, молибден и ванадий 0,001 - 0,4,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02141540
Дата охранного документа: 20.11.1999
01.03.2019
№219.016.d120

Сплав на основе циркония

Сплав на основе циркония содержит следующие компоненты, мас.%: ниобий 0,5 - 3,0, железо 0,005 - 0,5, кислород 0,03 - 0,2, углерод 0,001 - 0,04, кремний 0,002 - 0,1, никель 0,003 - 0,02, цирконий - остальное, при этом микроструктура сплава характеризуется частицами β-ниобийсодержащих фаз,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02141539
Дата охранного документа: 20.11.1999
01.03.2019
№219.016.d171

Способ изготовления таблетированного топлива из диоксида урана и оборудование для его осуществления

Использование: для получения спеченных таблеток из диоксида урана для ядерных реакторов. Сущность изобретения: в процессе получения порошка диоксида урана проводят непрерывное двухстадийное осаждение полиураната аммония из азотнокислого раствора уранилнитрата с поддержанием pH от 6,6 до 7,2 на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02158971
Дата охранного документа: 10.11.2000
20.03.2019
№219.016.e4f7

Способ изготовления таблетированного топлива для тепловыделяющих элементов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к атомной промышленности и может найти применение на предприятиях изготовления таблетированного топлива из диоксида урана. Способ изготовления таблетированного топлива для тепловыделяющих элементов включает подготовку пресс-порошка диоксида урана UO, обогащенного ураном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02210821
Дата охранного документа: 20.08.2003
20.03.2019
№219.016.ea65

Тепловыделяющая сборка ядерного реактора

Сущность изобретения: тепловыделяющая сборка ядерного реактора включает пучок тепловыделяющих элементов 1, установленных в каркасе из дистанционирующих решеток 2 шестигранной формы, смонтированных на трубчатых каналах 3, закрепленных вместе с тепловыделяющими элементами 1 нижними заглушками в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02189644
Дата охранного документа: 20.09.2002
04.04.2019
№219.016.fd27

Авиационный многофункциональный индикатор

Изобретение относится к авиационному приборостроению. Предложенный индикатор предназначен для отображения экипажу параметров состояния летательного аппарата, окружающей среды и бортового оборудования. В состав устройства входят жидкокристаллический экран, блок управления режимами работы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02181093
Дата охранного документа: 10.04.2002
10.04.2019
№219.017.0a77

Тепловыделяющая сборка ядерного реактора

Использование: в тепловыделяющих сборках преимущественно для энергетических реакторов типа ВВЭР-1000. Техническим результатом является повышение надежности тепловыделяющих сборок за счет повышения надежности крепления между собой составных частей обода дистанционирующей решетки в процессе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02163036
Дата охранного документа: 10.02.2001
19.04.2019
№219.017.2cdf

Способ изготовления таблетированного топлива из диоксида урана

Изобретение может быть использовано на предприятиях изготовления спеченных таблеток из керамического ядерного топлива, в частности из диоксида урана. Способ изготовления таблетированного ядерного топлива из диоксида урана включает испарение и гидролиз гексафторида урана. Производят растворение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02209476
Дата охранного документа: 27.07.2003

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД