DE102005050364A1 - Verfahren zur Herstellung von hochreinen Si3N4-Pulvern - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von hochreinen Si3N4-Pulvern Download PDFInfo
- Publication number
- DE102005050364A1 DE102005050364A1 DE200510050364 DE102005050364A DE102005050364A1 DE 102005050364 A1 DE102005050364 A1 DE 102005050364A1 DE 200510050364 DE200510050364 DE 200510050364 DE 102005050364 A DE102005050364 A DE 102005050364A DE 102005050364 A1 DE102005050364 A1 DE 102005050364A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- powder
- grinding
- acid
- ppm
- cleaning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/06—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron
- C01B21/068—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron with silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/06—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron
- C01B21/068—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron with silicon
- C01B21/0687—After-treatment, e.g. grinding, purification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/80—Compositional purity
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft Si¶3¶N¶4¶-Pulver mit einer Summe an metallischen Verunreinigungen kleiner 10 ppm.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hochreinen Si3N4-Pulvern.
- Si3N4-Pulver sind für verschiedene keramische Anwendungen interessant. Jedoch steht bei diesen Anwendungen die Reinheit normalerweise nicht im Fokus. Bei einer Verwendung von Si3N4-Pulvern für die Herstellung von Solarzellen hat die Reinheit des Si3N4-Pulvers eine höhere Bedeutung. Hierbei wird Si3N4 zur Beschichtung von SiO2-Tiegeln eingesetzt.
- In den besagten SiO2-Tiegeln wird granulares oder stückiges Silizium aufgeschmolzen und in Form eines Blockes auskristallisiert. Die Si3N4-Schicht verhindert dabei, dass die Siliziumschmelze in den SiO2-Tiegel eindringt und unter SiO-Bildung den Tiegel korrosiv angreift.
- Ferner kann es aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Silizium und SiO2 bei der Kristallisation in den Solartiegeln zu Rissen im Siliziumblock kommen, wenn sich das Silizium sehr fest mit der Tiegelinnenseite verbindet. Da dies unter allen Umständen vermieden werden muss, werden die Solartiegel innenseitig mit einer Si3N4-Schicht versehen, die als Trennschicht zwischen Silizium und SiO2 fungiert.
- Aus dem Siliziumblock werden dann Silizium-Wafer gesägt. Um einen möglichst hohen Wirkungsgrad des daraus resultierenden Solarsiliziumwafers zu erreichen, ist es äußerst wichtig, das hochreine Silizium während der Kristallisation nicht mit Metallen zu verunreinigen. Daher muss sowohl der Solartiegel als auch die Si3N4-Schicht möglichst rein, d. h. möglichst arm an metallischen Verunreinigungen, hergestellt werden.
- Ein Verfahren zum Reinigen eines Silizimnitrid-Pulvers ist in JP07025603 beschrieben. Mit diesem Verfahren können die Verunreinigungen Fe und Ca im Pulver in Summe maximal auf 160 ppm reduziert werden. Andere Elemente des Periodensystems, die für den Wirkungsgrad des Solarwafers ebenso eine wichtige Rolle spielen, wie Ti, Ni, Cr, Na, K, werden in der genannten Schrift nicht betrachtet.
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein hochreines Siliziumpulver und Verfahren zu seiner Herstellung.
- Das erfindungsgemäße Si3N4-Pulver ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine Summe an metallischen Verunreinigungen kleiner 10 ppm aufweist.
- Vorzugsweise weist es eine Summe an metallischen Verunreinigungen kleiner 1 ppm, besonders bevorzugt eine Summe an metallischen Verunreinigungen kleiner 100 ppb auf.
- Die erfindungsgemäßen Si3N4-Pulver werden vorzugsweise hergestellt mittels eines Verfahrens umfassend die Schritte:
Konditionierung eines Si3N4-Pulvers mittels einer Mahlung, Reinigung des gemahlenen Si3N4-Pulvers durch eine Säure im flüssigen oder gasförmigen Zustand,
Abtrennen des Si3N4-Plvers von dem Gemisch,
Waschen des Si3N4-Pulvers mit hochreinem Wasser,
Trocknen des Si3N4-Pulvers. - Im Rahmen der Untersuchungen, die zu vorliegender Erfindung führten, wurde überraschenderweise festgestellt, dass mittels der o. g. Verfahrensschritte aus konventionellen Si3N4-Pulvern, deren Gehalt an metallische Verunreinigungen in der Regel zwischen 20 und 1000 ppm liegt (Beispiele siehe Tab. 1), wie sie z. B. bei der Fa. SKW Trostberg oder der Fa. UBE erhältlich sind, durch Nachreinigung sehr wohl noch weitaus reinere Si3N4- Pulver hergestellt werden können, als der Stand der Technik dies vermuten lässt. Tab. 1:
- Die Mahlung des Silizimnitrid-Pulvers erfolgt vorzugsweise in einer für die Pulveraufbereitung üblichen Mahlapparatur (z. B. einer Strahlmühle, Walzenmühle, Kugelmühle oder einem Attritor). Ziel des Mahlprozesses ist die Zerstörung von Aggregaten und Agglomeraten sowie die Verkleinerung der Primärpartikel. Dadurch kommt es zu einer Oberflächenvergrößerung des Si3N4-Pulvers, welche einen verbesserten Angriff der Säure bei der nachfolgenden Reinigung erlaubt.
- Zur Mahlung können keramische, säurebeständige Mahlkugeln verwendet werden (z. B. Al2O3, SiO2, Mullit, Zirkonsilikat). Als Mahlkugeln eignen sich bevorzugt SiO2-Kugeln. Erfolgt die Mahlung mittels eines nasschemischen Mahlprozesses in einer Rührwerkskugelmühle oder einem Attritor, so können zusätzlich Dispergiermittel zum Einsatz kommen. Die Dispergiermittel sollen eine Reagglomeration der gemahlenen Primärpartikel verhindern. Vorzugsweise handelt es sich bei den Dispergiermitteln um Wasser, Alkohole, wie Ethanol, Isopropanol und Polyvinylalkohol, Ketone, wie Aceton, und organische Säuren, wie anionische Polyelektrolyte basierend auf Polyacrylsäure, z. B. käuflich erhältlich unter der Bezeichnung Dolapix CE64 bei der Fa. Zschimmer-Schwarz, bzw. um Gemische aus den genannten Reagenzien.
- In einer bevorzugten Ausführungsform der Mahlung kommt eine Strahlmühle zum Einsatz. In einer Strahlmühle werden die Partikel des Si3N4-Pulvers durch Luftströme mitgerissen, aufeinander geschleudert und beim Aufprall zerkleinert. Diese Technik arbeitet bei Verwendung von harten Keramiken (Vickers-Härte > 17 × 103 Nmm–2 wie Al2O3 oder SiC) im Mahlraum, hochreinen Kunststoffen, wie Polytetrafluorethylen (PTFE), Perfluor/Alkoxyalkan-Copolymer (PFA), Polyvinylidenfluorid (PVDF) und Polyetheretherketon (PEEK), im Bereich von Transferleitungen und Elastomeren, wie Naphthylen-1,5-Diisocyanat (Handelsname Vulkollan), im Bereich von Prallflächen völlig verschleißfrei. Wird darüber hinaus hochreine Mahlluft, d. h. vorzugsweise Luft der Reinraumklasse 1000 bis 10000 verwendet, dann ist dieser Prozessschritt frei von Kontaminationen jeglicher Art.
- An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass eine perfekt hochreine Mahlung nicht zwingend notwendig ist, weil die bei der Mahlung entstandenen Oberflächenverunreinigungen im anschließenden Auslaugeschritt leichter entfernt werden können als Verunreinigungen, die von vornherein im Si3N4-Korn gebunden sind. Für eine höhere Effizienz des Auslaugeschrittes ist dennoch eine möglichst kontaminationsfreie Arbeitsweise im vorgelagerten Mahlschritt anzustreben.
- Bei einer Mahlung von Standard-Si3N4-Pulvern mit D(50) = 2,5 μm und D(90) = 7,5 μm (z. B. Si3N4-Pulver vom Typ SQ der Fa. SKW Trostberg) erfolgt die Mahlung vorzugsweise, bis eine mittlere Korngröße zwischen 0,2 μm und 1,0 μm erreicht ist. Bei einer Mahlung von sehr feinkörnigen Si3N4-Ausgangspulvern mit D(50) = 0,5 μm und D(90) = 3,0 μm (z. B. Si3N4-Pulver vom Typ E10 der Fa. UBE), erfolgt die Mahlung bis zu einer mittleren Korngröße zwischen 0,2 und 0,5 μm.
- Die sich an die Mahlung anschließende Reinigung des Si3N4-Pulvers wird durch Auslaugung mittels Säuren bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis 1300°C durchgeführt. In einer bevorzugten Ausführungsform werden heiße Säuren verwendet. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Säuren so heiß, dass sie bereits teilweise oder ganz gasförmig vorliegen.
- Als Säuren können starke anorganische Säuren, wie Salzsäure, Salpetersäure oder Flußsäure, oder organische Säuren, wie Ameisensäure oder Essigsäure, verwendet werden. Die Säuren können mit Wasser bzw. mit einem organischen Lösungsmittel, wie Methanol oder Ethanol, verdünnt werden.
- Bevorzugt werden anorganische Säuren einzeln oder im Gemisch miteinander eingesetzt. Besonders bevorzugt verwendet man Salzsäure.
- Für eine hohe Effizienz des Auslaugungsschrittes ist es bevorzugt, dass die Säuren möglichst konzentriert vorliegen, vorzugsweise wird daher von unverdünnten Säuren Gebrauch gemacht.
- Vorzugsweise erfolgt die Auslaugung mittels Säuren bei einem Mischungsverhältnis Säure: Si3N4-Pulver von 1:2 bis 4:1. Ein typisches Mischungsverhältnis konz. Säure: Si3N4-Pulver lautet 2:1.
- Das Abtrennen des Si3N4-Pulvers aus dem Gemisch erfolgt vorzugsweise durch Dekantation, Zentrifugation oder Filtration.
- Im nächsten Schritt wird das Si3N4-Pulver mit Reinstwasser ausgewaschen, von Säurerückständen befreit und anschließend getrocknet.
- Unter Reinstwasser ist vorzugsweise Wasser mit einem elektrischen Widerstand von ≥ 18 MΩ·cm zu verstehen.
- Die Trocknung des Si3N4-Pulvers erfolgt vorzugsweise mit herkömmlichen Trocknungsapparaturen, wie Trockenschrank, Wirbelbett oder Mikrowelle. Bevorzugt wird eine Mikrowellentrocknung eingesetzt, weil die Energieübertragung zur Trocknung eine Strahlungsquelle darstellt, die ohne besondere Berücksichtigung von speziellen Werkstoffen kontaminationsfrei arbeitet.
- Zur weiteren Verbesserung der Reinheit des Si3N4-Pulvers können die Verfahrensschritte Reinigung, Abtrennen und Waschen auch mehrfach, d. h. vorzugsweise 2- bis 5fach, erfolgen.
- Setzt man das Säure-Si3N4-Gemisch einer Temperaturbehandlung aus, so wird die Kinetik der Auslaugung dadurch beschleunigt. Bei Temperaturen in einem Bereich von 20°C bis 200°C liegt die Säure entweder flüssig oder gasförmig vor. Mit Hilfe eines Rückflusskühlers kann man dafür sorgen, dass die verdampfte Säure wieder rekondensiert. In diesem Fall erzeugt man ein sehr reaktives Gemisch aus flüssigen und gasförmigen Anteilen, das sehr gute Auslaugungseffekte bewirkt.
- Wird die Auslaugung bei hohen Temperaturen (200°C-1300°C) durchgeführt, bei der die Säure hauptsächlich gasförmig vorliegt, kann zur Verbesserung der Nachreinigungswirkung der Säure ein halogenhaltiges Behandlungsgas zugegeben werden. Das halogenhaltige Behandlungsgas unterstützt die Reinigungswirkung der Säure, dadurch dass Verunreinigungen, die mit Halogenen flüchtige Reaktionsprodukte bilden, noch wirksamer aus dem Pulver entfernt werden. Als halogenhaltiges Behandlungsgas kommen Fluor-, Chlor-, Brom-, Jodgas, gasförmige Verbindungen dieser Elemente und gasförmige Gemische der Elemente und Verbindungen in Frage. Besonders bevorzugt als halogenhaltiges Behandlungsgas ist Chlorgas.
- Das Mengenverhältnis in dem Gemisch aus HCl-Gas und Cl2-Gas beträgt vorzugsweise 10:1 bis 2:1.
- Der Reinigungsgrad hängt auch von der Behandlungsdauer (vorzugsweise 5 bis 50 h) des Si3N4-Pulvers mit Säure und halogen haltigen Behandlungsgas und von der Behandlungstemperatur ab. Bei einer höheren Temperatur reagiert das Behandlungsgas schneller mit den metallischen Verunreinigungen, so dass mit steigender Temperatur ein besserer Reinigungseffekt zu beobachten ist. Daher erfolgt die Reinigung vorzugsweise bei einer Temperatur von 1000°C bis 1300°C. Bei der hohen Behandlungstemperatur diffundieren in dem teilchenförmigen Siliziumnitrid enthaltene Verunreinigungen an die Teilchenoberfläche, reagieren dort mit der gasförmigen Atmosphäre zu flüchtigen Chlorverbindungen, die dann in Form von Dämpfen aus der Kammer entfernt werden. In der technischen Ausführungsform durchströmen das Chlor- und HCl-Gas die Auslaugungskammer und reißen die flüchtigen Chlorverbindungen als Matrixgase mit.
- Wird die Reinigung bei gleichzeitiger Mahlung durchgeführt, so können die besten Reinheiten erhalten werden. Die durch Temperaturbehandlung erweichte Körnung neigt zur Agglomeratbildung, was den freien Zutritt des Behandlungsgases zur Oberfläche der einzelnen Körner erschwert und die Reinigungswirkung des Behandlungsgases beeinträchtigt. Eine gleichzeitige Mahlung verhindert die Agglomeration. Vorzugsweise wird die Reinigung bei gleichzeitiger Mahlung bzw. Dispergierung mittels Dissolver durchgeführt.
- Die Kombination der Verfahrensschritte Reinigung und Mahlung erfolgt vorzugsweise in einer Kammer aus einem verschleißfreien Werkstoff unter Verwendung von säurebeständigen keramischen Mahlkugeln. Als Werkstoffe für Kammer und Mahlkugeln kommen vorzugsweise Quarzglas, Al2O3 und synthetischer Mullit in Frage. Die Kammer enthält dabei einen Inliner aus einem der genannten Werkstoffe.
- Anstelle von Mahlkugeln kann ein bei hoher Umdrehungszahl (1000-10000 U/Min.) arbeitender Dissolver zur Vermeidung von Reagglomeration eingesetzt werden. Der Dissolver besteht vor zugsweise aus einem harten, hochreinen Kunststoff (Kugeldruckhärte > 120 MPa, wie bei Delrin (Polyoxymethylen Homopolymer) und Rilsan (Polyamid 12 mit 25% Glasfaser).
- Nach dem Schritt der kombinierten Mahlung und Reinigung wird in einem zweiten Schritt die Abtrennung des Flüssigkeit-Gas-Gemisches vom gereinigten Si3N4-Pulver durchgeführt. Daraufhin erfolgt in einem dritten Schritt das Waschen des Si3N4-Pulvers mit hochreinem Wasser. Wiederum gilt, dass die besten Reinheiten erzielt werden, wenn die genannten 3 Schritte mehrfach, vorzugsweise 2- bis 5fach, hintereinander durchgeführt werden. Die Trocknung des nachgereinigten Pulvers erfolgt vorzugsweise mittels einer Mikrowelle.
- Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
- Beispiel 1: Nachreinung mit konz. HCl und 100°C
- Ein Si3N4-Pulver des Typs SQ mit einer mittleren Korngröße von 2,5 μm und einer Kontamination von 103,5 ppm bezogen auf die Elemente Fe, Ni, Cr, Ca, Na, K und Ti (käuflich erhältlich bei SKW Trostberg) wird durch Mahlung mit einer Strahlmühle auf eine Körnung einer mittleren Korngröße von 0,5 μm zerkleinert. Die Mahlung erfolgt mit Hilfe von 3 in einer Ebene angeordneten Luftstrahlen. Die Menge an durchgesetzter hochreiner Luft beträgt 150 m3/h bei einem Druck von 5 bar. Das im Feingutaustrag befindliche Sichterrad dreht mit 18000 U/Min.
- 100 g des gemahlenen Si3N9-Pulvers werden 10 h mit 200 ml konz. HCl bei 100°C ausgelaugt. Ein Rückflusskühler sorgt für eine Rekondensation der verdampften Säure. Die Säure wird dekantiert, 200 ml frische konz. HCl werden zugegeben und das Pulver erneut für 10 h bei 100°C ausgelaugt. Die Säure wird wieder dekantiert. Das ausgelaugte Si3N4-Pulver wird mit 400 ml Reinstwasser unter Rühren vermischt. Nach 30 Min. Einwirkzeit unter Rühren wird das Wasser dekantiert und das Si3N4-Pulver mittels einer Mikrowelle getrocknet.
-
- Die Reinheiten wurden mittels ICP-AES (induktiv gekoppeltes Plasma und Atomemissionsspektroskopie) bzw. ICP-MS (induktiv gekoppeltes Plasma und Massenspektrometrie) ermittelt.
- Beispiel 2: Nachreinigung mit konz. HCl und 80°C unter intensivem Dispergieren
- Ein Si3N4-Pulver des Typs E10 mit einer mittleren Korngröße von 0,5 μm und einer Kontamination von 24 ppm bezogen auf die Elemente Fe, Ni, Cr, Ca, Na, K und Ti (käuflich erhältlich bei Fa. UBE) wird durch Mahlung mit einer Strahlmühle auf eine Körnung von 0,3 μm zerkleinert. Die Mahlung erfolgt mit Hilfe von 3 in einer Ebene angeordneten Luftstrahlen. Die Menge an durchgesetzter hochreiner Luft beträgt 170 m3/h bei einem Druck von 6 bar. Das im Feingutaustrag befindliche Sichterrad dreht mit 22000 U/Min.
- 100 g des gemahlenen Si3N4-Pulvers werden mit 200 ml konz. HCl versetzt. Die Suspension wird auf 80°C erwärmt und unter diesen Bedingungen 10 h unter Rühren mittels Dissolver bei 1000 U/Min. Rührintensität ausgelaugt. Ein Rückflusskühler sorgt für eine Rekondensation der verdampften Säure. Die Säure wird dekantiert, 100 ml frische konz. HCl werden zugegeben und das Pulver erneut für 10 h unter intensivem Rühren ausgelaugt. Die Säure wird dekantiert. Die Prozesskette Auslaugen-Dekantieren wird insgesamt fünfmal durchgeführt. Das ausgelaugte Si3N4-Pulver wird dann mit 300 ml Reinstwasser unter Rühren (500 U/Min.) vermischt. Nach 30 Min. Einwirkzeit unter Rühren wird das Wasser dekantiert und das Si3N4-Pulver mittels einer Mikrowelle getrocknet.
-
- Die Reinheiten wurden mittels ICP-MS und ETV-ICP-MS (elektrothermische Verdampfung und induktiv gekoppeltes Plasma und Massenspektroskopie) ermittelt.
- Beispiel 3: Nachreinigung mit konz. HCl, Cl2, 1000°C
- Ein Si3N4-Pulver des Typs E10 mit einer mittleren Korngröße von 0,5 μm und einer Kontamination von 24 ppm bezogen auf die Elemente Fe, Ni, Cr, Ca, Na, K und Ti wird durch Mahlung mit einer Strahlmühle auf eine Körnung von 0.3 μm zerkleinert. Die Mahlung erfolgt mit Hilfe von 3 in einer Ebene angeordneten Luftstrahlen. Die Menge an durchgesetzter hochreiner Luft beträgt 170 m3/h bei einem Druck von 6 bar. Das im Feingutaustrag befindliche Sichterrad dreht mit 22000 U/Min.
- 100 g des gemahlenen Si3N4-Pulvers werden mit 200 ml konz. HCl versetzt. Die Suspension wird auf 80°C erwärmt und unter diesen Bedingungen 1.0 h unter Rühren mittels Dissolver bei 1000 U/Min.
- Rührintensität ausgelaugt. Ein Rückflusskühler sorgt für eine Rekondensation der verdampften Säure. Die Säure wird dekantiert, 100 ml frische konz. HCl werden zugegeben und das Pulver erneut für 10 h unter intensivem Rühren ausgelaugt. Die Säure wird dekantiert. Die Prozesskette Auslaugen-Dekantieren wird insgesamt fünfmal durchgeführt. Das ausgelaugte Si3N4-Pulver wird dann mit 300 ml Reinstwasser unter Rühren (500 U/Min.) vermischt. Nach 30 Min. Einwirkzeit unter Rühren wird das Wasser dekantiert und das Si3N4-Pulver mittels einer Mikrowelle getrocknet.
- Das nachgereinigte Pulver wird in einem Wirbelbett bei 1000°C mittels eines Gasstromes aus HCl und Cl2 behandelt. Die Wirbelbettkammer ist aus dem Werkstoff Quarzglas ausgekleidet. 200 g Si3N4-Pulver werden von 0.5 l/Min. des Gasgemisches durchströmt. Das Konzentrationsverhältnis von HCl zu Cl2 beträgt 7:1. Das Pulver wird 2 h behandelt. Nach der Behandlung und Abkühlung wird das Pulver mit 400 ml Reinstwasser gewaschen und getrocknet.
-
- Die Reinheiten wurden mittels ICP-MS und ETV-ICP-MS ermittelt (* = unterhalb Nachweisgrenze von 0,005 ppm).
Claims (15)
- Si3N9-Pulver mit einer Summe an metallischen Verunreinigungen kleiner 10 ppm.
- Si3N9-Pulver mit einer Summe an metallischen Verunreinigungen kleiner 1 ppm.
- Si3N9-Pulver mit einer Summe an metallischen Verunreinigungen kleiner 100 ppb.
- Verfahren zur Herstellung eines Si3N4-Pulvers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet dass es folgende Schritte umfasst: Konditionierung eines Si3N9-Pulvers mittels einer Mahlung, Reinigung des gemahlenen Si3N9-Pulvers durch eine Säure im flüssigen oder gasförmigen Zustand, Abtrennen des Si3N9-Pulvers von dem Gemisch, Waschen des Si3N9-Pulvers mit hochreinem Wasser, Trocknen des Si3N9-Pulvers.
- Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung bei gleichzeitiger Mahlung bzw. Dispergierung mittels Dissolver durchgeführt wird.
- Verfahren gemäß der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Si3N9-Pulver mit einem Gehalt an metallischen Verunreinigungen von 20 und 1000 ppm eingesetzt wird.
- Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlung mittels einer Strahlmühle, Walzenmühle, Kugelmühle oder eines Rttritors erfolgt.
- Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlung auf eine mittlere Korngröße zwischen 0,2 und 0,5 μm erfolgt.
- Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung des Si3N9-Pulvers durch Auslaugung mittels einer Säure bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis 1300°C durchgeführt wird.
- Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtrennen des Si3N9-Pulvers durch Dekantation, Zentrifugation oder Filtration erfolgt.
- Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Waschen mit Reinstwasser mit einem Widerstand von ≥ 18 MΩ·cm erfolgt.
- Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Reinigung, Abtrennen und Waschen 2- bis 5fach, erfolgen.
- Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung bei einer Temperatur von 200°C bis 1300°C durchgeführt wird und der Säure ein halogenhaltiges Behandlungsgas zugegeben wird.
- Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass als halogenhaltiges Behandlungsgas ausgewählt ist aus der Gruppe Fluor-, Chlor-, Brom-, Jodgas, gasförmige chemische Verbindung dieser Elemente und deren gasförmige Gemische.
- Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung des nachgereinigten Pulvers mit einer Mikrowelle erfolgt.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200510050364 DE102005050364A1 (de) | 2005-10-20 | 2005-10-20 | Verfahren zur Herstellung von hochreinen Si3N4-Pulvern |
PCT/EP2006/067183 WO2007045571A2 (de) | 2005-10-20 | 2006-10-09 | Verfahren zur herstellung von hochreinen si3n4-pulvern |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200510050364 DE102005050364A1 (de) | 2005-10-20 | 2005-10-20 | Verfahren zur Herstellung von hochreinen Si3N4-Pulvern |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102005050364A1 true DE102005050364A1 (de) | 2007-06-06 |
Family
ID=37696129
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200510050364 Ceased DE102005050364A1 (de) | 2005-10-20 | 2005-10-20 | Verfahren zur Herstellung von hochreinen Si3N4-Pulvern |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102005050364A1 (de) |
WO (1) | WO2007045571A2 (de) |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4613490A (en) * | 1984-05-08 | 1986-09-23 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Process for preparing silicon nitride, silicon carbide or fine powdery mixture thereof |
US4935214A (en) * | 1987-09-15 | 1990-06-19 | United States Department Of Energy | Process for producing high purity silicon nitride by the direct reaction between elemental silicon and nitrogen-hydrogen liquid reactants |
DD269607A1 (de) * | 1987-12-29 | 1989-07-05 | Piesteritz Agrochemie | Verfahren zur herstellung von siliciumnitridpulver hoher reinheit |
US4929432A (en) * | 1988-10-19 | 1990-05-29 | Union Carbide Corporation | Process for producing crystalline silicon nitride powder |
DE4200085C2 (de) * | 1992-01-03 | 1997-04-17 | Bayer Ag | Verfahren zur Herstellung von sinteraktiven Si¶3¶-N¶4¶-Pulvern |
JP2699770B2 (ja) * | 1992-07-14 | 1998-01-19 | 信越化学工業株式会社 | 高充填性窒化ケイ素粉末及びその製造方法 |
JPH0725603A (ja) * | 1993-07-12 | 1995-01-27 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 窒化ケイ素粉末の精製方法 |
-
2005
- 2005-10-20 DE DE200510050364 patent/DE102005050364A1/de not_active Ceased
-
2006
- 2006-10-09 WO PCT/EP2006/067183 patent/WO2007045571A2/de active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2007045571A2 (de) | 2007-04-26 |
WO2007045571A3 (de) | 2007-07-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2423163B1 (de) | Polykristallines Silicium und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE69828201T2 (de) | Verfahren zur herstellung von hochreinem silizium und vorrichtung dafür | |
DE69501459T2 (de) | Verfahren zur kontinuierlichen Reinigung von Quarzpulver | |
EP2620411B1 (de) | Dotierstoffarmes polykristallines Siliciumstück | |
EP1876143B1 (de) | Verfahren zur Reinigung von Polysilicium-Bruch | |
EP2178794B1 (de) | Verfahren zum reinigen von polykristallinem silicium | |
DE102007049158A1 (de) | Verwendung von Kieselglasgranulaten | |
WO2000068147A1 (de) | VERFAHREN ZUM REINIGEN VON SiO2-PARTIKELN, VORRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG DES VERFAHRENS UND NACH DEM VERFAHREN HERGESTELLTE KÖRNUNG | |
EP0650791B1 (de) | Feinteilige Metall-, Legierungs- und Metallverbindungspulver | |
EP2794477A1 (de) | Polykristalliner siliciumstab und verfahren zur herstellung von polysilicium | |
EP2300368B1 (de) | Halogenidhaltiges silicium, verfahren zur herstellung desselben und verwendung desselben | |
WO2015062880A1 (de) | Verfahren zur herstellung von polykristallinem silicium | |
EP2072467A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Quecksilbersulfid zur anschließenden Entsorgung | |
EP3026012A1 (de) | Höchstreine, amorphe metallverbindungspulver, verfahren zu deren herstellung als auch deren verwendung | |
WO2007079789A1 (de) | Verfahren zur herstellung solartauglichen siliziums | |
DE3638031A1 (de) | Feinverteiltes oxid und seine herstellung | |
DE102005050364A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von hochreinen Si3N4-Pulvern | |
DE112008003423T5 (de) | Verfahren zum Zurückgewinnen von Silizium | |
DE102014007354A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von Rückständen aus der mechanischen Bearbeitung von Siliziumprodukten | |
EP1501759A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines metalloxidpulvers oder eines halbleiteroxidpulvers, oxidpulver, festk rper und seine verwendu ng | |
DE69712161T2 (de) | Kieselsäuregel, synthetisches Quarzglaspulver und Formkörper aus Quarzglas | |
WO2009024478A2 (de) | Verfahren zum reinigen von polykristallinem silicium | |
DE102008049598A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung für die Reinigung von SiO2-Körnung | |
DE2539309A1 (de) | Verfahren zur thermischen dissoziation von molybdaendisulfid | |
EP3554999B1 (de) | Verfahren zur herstellung von polykristallinem silicium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |