×
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 31-40 из 109.
19.04.2019
№219.017.2ce0

Тепловыделяющая сборка ядерного реактора

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к конструкции тепловыделяющих сборок ядерных реакторов водо-водяного типа, например ВВЭР-1000. Технический результат достигается тем, что жесткое соединение дистанционирующих решеток между собой и несущей решеткой осуществлено контактной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02209475
Дата охранного документа: 27.07.2003
19.04.2019
№219.017.2cf8

Способ получения топливных таблеток для тепловыделяющих элементов из диоксида урана (варианты)

Изобретение относится к области атомной энергетики и используется при производстве керамического ядерного топлива для тепловыделяющих элементов ядерных реакторов. Способ получения топливных таблеток для тепловыделяющих элементов из диоксида урана включает приготовление пресс-порошка из диоксида...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002253913
Дата охранного документа: 10.06.2005
19.04.2019
№219.017.2d02

Способ изготовления тепловыделяющей сборки ядерного реактора

Изобретение относится к ядерной энергетике, а именно к способу изготовления тепловыделяющей сборки ядерного реактора. Техническим результатом является повышение качества формы и внешнего вида ячеек дистанционирующей решетки, точности их геометрических размеров, минимизации напряжений при сборке...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002255383
Дата охранного документа: 27.06.2005
19.04.2019
№219.017.2d07

Тепловыделяющая сборка ядерного водо-водяного энергетического реактора

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно тепловыделяющим сборкам ядерного водо-водяного энергетического реактора. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и безопасности работы ядерного водо-водяного энергетического реактора за счет уменьшения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002255384
Дата охранного документа: 27.06.2005
19.04.2019
№219.017.2d1c

Линия изготовления таблетированного топлива для тепловыделяющих элементов

Изобретение относится к атомной энергетике и, в частности, к изготовлению таблетированного топлива из диоксида урана для тепловыделяющих элементов тепловыделяющих сборок энергетических реакторов. Для чистки тоннеля печи агрегата спекания таблеток от цинксодержащих наростов линия снабжена...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002256246
Дата охранного документа: 10.07.2005
19.04.2019
№219.017.2d1d

Способ изготовления таблетированного топлива для тепловыделяющих элементов

Изобретение относится к атомной энергетике и, в частности, к изготовлению таблетированного топлива из диоксида урана для тепловыделяющих элементов тепловыделяющих сборок энергетических реакторов. Спекание таблеток в печи тоннельного типа осуществляют постепенно, по изолированным тепловыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002256245
Дата охранного документа: 10.07.2005
19.04.2019
№219.017.2d7a

Способ удаления оболочки с тепловыделяющего элемента и линия для осуществления способа

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение на предприятиях по изготовлению тепловыделяющих элементов ТВЭЛ для тепловыделяющих сборок ТВС энергетических ядерных реакторов (ЯР). В способе удаления оболочки проводят сортировку бракованных ТВЭЛ по видам брака, отбирают ТВЭЛ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02229177
Дата охранного документа: 20.05.2004
19.04.2019
№219.017.2d96

Способ изготовления тепловыделяющих элементов и тепловыделяющих сборок

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение на предприятиях по изготовлению тепловыделяющих элементов ТВЭЛ и тепловыделяющих сборок ТВС энергетических ядерных реакторов. В способе изготовления ТВЭЛ и ТВС жидкостную обработку поверхности ТВЭЛ после герметизации контактной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02228550
Дата охранного документа: 10.05.2004
19.04.2019
№219.017.2d9e

Транспортная кассета для тепловыделяющих элементов

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение на предприятиях по изготовлению тепловыделяющих элементов в автоматических линиях для их разгрузки, загрузки, межоперационной транспортировки и проведения технологических операций. Технический результат: расширение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02216802
Дата охранного документа: 20.11.2003
19.04.2019
№219.017.2e97

Способ изготовления образца-свидетеля сварного соединения тепловыделяющего элемента ядерного реактора (варианты)

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано в производстве стержневых тепловыделяющих элементов атомных станций, герметизация которых осуществляется с применением сварки. Заявленное изобретение характеризуется тем, что одну из оболочек изготавливаемой технологической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002316065
Дата охранного документа: 27.01.2008
Показаны записи 21-25 из 25.
19.06.2019
№219.017.84ca

Способ получения особочистого карбоната лития

Изобретение относится к способу получения особочистого карбоната лития и может найти использование в химической, формацевтической, металлургической и других отраслях промышленности. Способ получения особочистого карбоната лития включает бикарбонизацию водного раствора карбоната лития углекислым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02243157
Дата охранного документа: 27.12.2004
19.06.2019
№219.017.8552

Направляющий канал

Изобретение относится к устройствам атомной энергетики, в частности к элементам конструкции тепловыделяющих сборок энергетических реакторов типа ВВЭР-1000. Направляющий канал состоит из трубы и наконечника. Труба выполнена из материала с низким коэффициентом роста. На трубе с шагом, равным шагу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02231832
Дата охранного документа: 27.06.2004
19.06.2019
№219.017.8568

Способ очистки хлорида лития

Изобретение относится к области химической промышленности, а именно к способам очистки хлорида лития от примесей. Способ очистки хлорида лития от примесей включает непрерывную сорбционную очистку раствора хлорида лития с линейной скоростью 1,5-6,0 мл/см·мин при температуре 10-40°С. Раствор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02232714
Дата охранного документа: 20.07.2004
19.06.2019
№219.017.8c54

Штамп-автомат

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в штамповой оснастке для формовки выступов в трубчатых деталях с автоматической подачей и выгрузкой деталей. В корпусе штампа установлены подпружиненные пуансоны в количестве, соответствующем количеству...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02193941
Дата охранного документа: 10.12.2002
19.06.2019
№219.017.8c59

Способ контроля сварных соединений тепловыделяющего элемента

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение на предприятиях по изготовлению тепловыделяющих элементов для тепловыделяющих сборок энергетических ядерных реакторов. Технический результат изобретения - повышение выхода годных тепловыделяющих элементов. В способе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02194313
Дата охранного документа: 10.12.2002
+ добавить свой РИД