DE4317905A1 - Reaktor zur Hydrierung von Chlorsilanen - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reaktor zur Hydrierung
von Chlorsilanen. Der Reaktor ist gekennzeichnet durch eine
Reaktionskammer und ein Heizelement, das aus einem Verbund aus
mit Siliciumcarbid beschichteten Kohlenstoffasern gebildet wird,
wobei Siliciumnitrid verwendet wird, um das Heizelement elek
trisch zu isolieren.
Bei einem typischen Verfahren zur Herstellung von superreinem
Silicium mit Halbleiterqualität wird Trichlorsilangas in Gegen
wart von Wasserstoff reduziert und auf einem beheizten Element
abgelagert. Ein wesentlicher Teil des bei einem solchen Verfah
ren zugeführten Trichlorsilangases wird dehydriert unter Bildung
des Nebenproduktes Tetrachlorsilan. Es ist wünschenswert, dieses
Nebenprodukt Tetrachlorsilan wieder in Trichlorsilan umzuwan
deln, das dann in den Ablagerungsprozeß zurückgeführt werden
kann.
Weigert et al., US-Patent Nr. 42 17 334, betrifft ein verbes
sertes Verfahren zur Umwandlung von Tetrachlorsilan in Tri
chlorsilan. Bei dem Verfahren wird Trichlorsilan mit Wasserstoff
bei einer Temperatur von 600 bis 1200°C umgesetzt, wobei eine
Mischung aus Tetrachlorsilan und Wasserstoff, die eine molare
Zusammensetzung zwischen 1 : 1 und 1 : 50 hat, im Gleichgewicht
steht mit Trichlorsilan und Chlorwasserstoff und die Mischung
plötzlich auf unter 300°C plötzlich abgeschreckt wird. Das von
Weigert et al. beschriebene Verfahren wurde in einem gasdichten
Rohr, das aus Kohlenstoff hergestellt war, durchgeführt.
Die Verwendung von Kohlenstoff und Materialien auf der Basis von
Kohlenstoff, wie zum Beispiel Graphit, zur Konstruktion der
Reaktionskammer, leidet unter zahlreichen Nachteilen. Zum Bei
spiel verursachen Druckdifferentiale, hohe Temperaturen und
schnelle Temperaturänderungen, die in dem Reaktor auftreten,
eine extreme thermische Beanspruchung der Reaktorkomponenten,
was häufig dazu führt, daß der Reaktor für Reparaturen still
gelegt werden muß. Weiterhin können Materialien auf Basis von
Kohlenstoff mit dem Chlorsilan und der Wasserstoffbeschickung
reagieren unter Bildung von Nebenprodukten, wie zum Beispiel Si
liciumcarbid, Methan und Kohlenmonoxid. Diese Reaktionen ver
ursachen nicht nur die Zerstörung des Reaktors, sondern können
auch zu Kohlenstoff- und Spurenmetallverunreinigungen der ge
wünschten hydrierten Chlorsilane beitragen.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reaktor, bei dem Mate
rialien zur Konstruktion verwendet werden, die diese Probleme
vermindern sollen. Das beanspruchte Kohlenstoffaser-Verbundmate
rial schafft eine hohe Festigkeit mit guten elastischen Eigen
schaften, wodurch eine größere Widerstandsfähigkeit gegenüber
einer Beschädigung des Reaktors durch Druck und thermische Be
anspruchung geliefert wird. Weiterhin kann der Expansionskoeffi
zient des Kohlenstoffaser-Verbundmaterials so zugeschnitten
werden, daß er ganz eng angepaßt ist an den einer Siliciumcar
bidbeschichtung. Daher ist es weniger wahrscheinlich, daß die
thermische Expansion des Kohlenstoffaser-Verbundmaterials zu
einem thermischen Brechen einer Siliciumcarbidbeschichtung
führt. Die auf dem Kohlenstoffaser-Verbundmaterial angeordnete
Siliciumcarbidbeschichtung liefert einen Schutz gegenüber reduk
tiven Prozessen, die eine Zerstörung der Reaktorkammer und des
Heizelementes und eine Verunreinigung der hydrierten Chlorsilane
verursachen könnten.
Levin, US-Patent Nr. 47 37 348, beschreibt einen Reaktor, in dem
Wasserstoffgas und Tetrachlorsilan unter Bildung von Silicium
bei Temperaturen von mehr als 1500°C umgesetzt werden. Der Reak
tor hat Wände, die aus Kohlenstoff oder Graphit gebildet sind
und eine Siliciumcarbidbeschichtung wird in situ auf den Wänden
gebildet. Levin beschreibt, daß die Siliciumcarbidbeschichtung
sehr resistent gegenüber chemischer Zersetzung ist. Levin befaßt
sich nicht mit dem Problem des Hitzeschocks, der mit hohen Tem
peraturen einhergeht, und mit dem Erhitzen und Kühlen des Reak
tors noch mit dem potentiellen Problem des Brechens von Materia
lien aufgrund von Druckdifferentialen.
Bei der vorliegenden Erfindung kann auch Siliciumnitrid verwen
det werden, um das Heizelement, das zur Erwärmung der Reaktions
kammer angewendet wird, elektrisch zu isolieren. Bei einem typi
schen Reaktor zur Umsetzung von Chlorsilan und Wasserstoff ist
es nicht möglich, die Reaktionskammer vollständig abzudichten,
um ein Durchsickern der Reaktanten zu verhindern. Daher kann das
zur elektrischen Isolierung des Heizelementes verwendete Materi
al dem Chlorsilan und Wasserstoff bei erhöhten Temperaturen
ausgesetzt sein. Die Erfinder haben gefunden, daß Siliciumnitrid
ein ausgezeichnetes elektrisch isolierendes Material ist, das
unter typischen Verfahrensbedingungen minimal zerstört wird.
Witter et al., US-Patent Nr. 47 10 260, beschreiben ein Verfah
ren zur Wasserstoffzersetzung von Trichlorsilan auf Siliciumni
tridteilchen. Das Siliciumnitrid wird nicht in Betracht gezogen
als Isolierungsmaterial und es wird angegeben, daß es unter den
beschriebenen Verfahrensbedingungen beträchtlich zerstört wird.
Daher ist es überraschend, daß die Erfinder gefunden haben, daß
Siliciumnitrid ein geeignetes elektrisch isolierendes Material
zur Verwendung in einem Reaktor zur Umsetzung von Wasserstoff
und Chlorsilan ist und daß es zu keiner wesentlichen Verunreini
gung der hydrierten Chlorsilane beiträgt.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Reaktor für die Reaktion von Wasserstoff und Chlorsilanen be
reitzustellen, bei dem ein mit Siliciumcarbid beschichtetes
Kohlenstoffaser-Verbundmaterial als Konstruktionsmaterial für
die Reaktionskammer und für das Heizelement verwendet wird.
Dieses Material liefert eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit
gegenüber reduktiven Verfahren und eine hohe Toleranz gegenüber
dem Hitzeschock. Für den Reaktor kann auch Siliciumnitrid ange
wendet werden, um das Heizelement elektrisch zu isolieren. Siliciumnitrid
liefert ausgezeichnete Isolierungseigenschaften und
eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber einem chemischen An
griff durch die in dem Reaktor vorhandenen Reaktanten.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht im Ausschnitt einer Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine Aufsicht im Ausschnitt der vorliegenden Er
findung, die ein Heizelement in Form eines Lattenzauns
darstellt, das eine Doppelkammer umgibt.
Die vorliegende Erfindung betriff t einen Reaktor zur Hydrierung
von Chlorsilanen bei Temperaturen oberhalb von etwa 600°C. Der
Reaktor umfaßt eine oder mehrere der folgenden Verbesserungen:
- 1) Eine Reaktionskammer, die aus einem mit Siliciumcarbid beschichteten Kohlenstoffaser-Verbundmaterial gebildet wird,
- 2) ein Heizelement, das aus einem mit Siliciumcarbid beschich teten Kohlenstoffaser-Verbundmaterial gebildet wird und
- 3) ein oder mehrere Siliciumnitridisolatoren, die das Heizele ment elektrisch isolieren.
Allgemein ist es bevorzugt, daß das Verfahren bei Temperaturen
im Bereich von 800 bis 1200°C durchgeführt wird, um die Be
triebsleistung zu erhöhen. Um diese Verfahrenstemperaturen zu
erreichen, müßten die Wände von Reaktionskammer und Heizelement
auf Temperaturen bis zu 1600°C gehalten werden.
Es ist bekannt, daß Kohlenstoff- und Graphitmaterialien verwen
det werden können, um die Reaktionskammer zu bilden zur Durch
führung dieses Verfahrens und zur Bildung des Heizelementes, zur
Erhitzung der Reaktionskammer. Jedoch wird bei den hohen erfor
derlichen Temperaturen eine bedeutende thermische Beanspruchung
auf die Konstruktionsmaterialien für Reaktionskammer, Heiz
element und andere Bereiche des Reaktors, die den hohen Tempera
turen ausgesetzt sind, ausgeübt. Außerdem können Wasserstoff und
Chlorsilan ebenso wie korrosive Nebenprodukte, wie zum Beispiel
Chlorwasserstoff, mit den Konstruktionsmaterialien für den Reak
tor reagieren, was dessen Zerstörung verursacht. Risse durch
Hitzebeanspruchung und chemische Zerstörung von Kohlenstoff und
Graphit des Konstruktionsmaterials bei hohen Temperaturen können
zu bedeutenden Ausfallzeiten des Reaktors führen, mit entspre
chendem Verlust an Betriebsleistung.
Die Erfinder haben gefunden, daß mit Siliciumcarbid beschichtete
Kohlenstoffaser-Verbundmaterialien als Konstruktionsmaterialien
für die Reaktionskammer und das Heizelement des Reaktors ange
wendet werden können und daß die mit Siliciumcarbid be
schichteten Kohlenstoffaser-Verbundmaterialien eine verbesserte
Widerstandsfähigkeit gegenüber Brüchen durch Druck und Tempera
turbeanspruchung und gegenüber einer Zerstörung aufgrund von
Reaktionen mit Beschickungsmaterialien und korrosiven Nebenpro
dukten haben.
Die für die vorliegende Erfindung geeigneten Kohlenstoffaser-
Verbundmaterialien umfassen Kohlenstoffasern, die in einem Ma
trixmaterial gebunden sind, wobei das Matrixmaterial bei Tempe
raturen bis zu etwa 1600°C stabil ist. Das Matrixmaterial kann
zum Beispiel Kohlenstoff, Graphit oder Siliciumcarbid sein.
Bevorzugt ist es, wenn das Matrixmaterial Kohlenstoff ist. Das
Kohlenstoffaser-Verbundmaterial kann mit Standardverfahren ge
bildet werden. Zum Beispiel können die Kohlenstoffasern, wenn
das Matrixmaterial Kohlenstoff ist, mit einer geeigneten Kohlen
stoffquelle, wie zum Beispiel Teer oder einem Harz imprägniert
werden und durch Aufwickeln oder Laminieren in definierten Rich
tungen in einer gewünschten Form fixiert werden oder in einer
Form aufgeschichtet werden. Dieses Material kann dann unter
Druck verkohlt werden. Das Imprägnierungsverfahren und das Ver
kohlungsverfahren können wiederholt werden, bis die gewünschte
Dichte erreicht ist. Allgemein wurde von den Erfindern gefunden,
daß Kohlenstoffaser-Verbundmaterialien mit einer Dichte im Be
reich von etwa 1,5 bis 2,0 g/cm3 geeignet sind. Die Kohlenstoff
faser kann etwa 20 bis 80 Volumenprozent des Verbundmaterials
ausmachen. Bevorzugt ist es, wenn die Kohlenstoffaser etwa 50
bis 70 Volumenprozent des Verbundmaterials bildet.
Kohlenstoffasern, die für die erfindungsgemäß verwendeten Ver
bundmaterialien geeignet sind, können eine Dichte von etwa
1,5 bis 2,0 g/cm3, ein Young-Elastizitätsmodul einen Bereich von
etwa 200 bis 600 GN/m2 und eine Zugfestigkeit im Bereich von
etwa 1500 bis 8000 N/mm2 haben.
Das Kohlenstoffaser-Verbundmaterial wird mit einer Siliciumcar
bidbeschichtung beschichtet, um das Kohlenstoffaser-Verbundmate
rial vor einer Zerstörung aufgrund der Einwirkung der Beschic
kungsmaterialien und korrosiver Nebenprodukte, wie z. B. Chlor
wasserstoff, zu schützen. Die Siliciumcarbidbeschichtung kann
mit Standardverfahren aufgetragen werden, z. B. durch CVD-Ver
fahren unter Verwendung eines Gases, z. B. eines Organochlorsi
lans. Eine geeignete Dicke für die Siliciumcarbidbeschichtung
ist etwa 0,01 mm bis 1,0 mm. Eine Siliciumcarbidbeschichtung mit
einer Dicke von etwa 0,02 mm bis 0,13 mm ist bevorzugt.
Weiterhin haben die Erfinder gefunden, daß Siliciumnitrid ein
wirksames Isolierungsmaterial ist, das den hohen Temperaturen
des Reaktors und den reaktiven und korrosiven Eigenschaften der
Beschickungsmaterialien und Nebenprodukte widerstehen kann.
Chlorsilane, die mit dem vorliegenden Verfahren hydriert werden
können, schließen Tetrachlorsilan, Trichlorsilan, Dichlorsilan
und Chlorsilan ein.
Um die vorliegende Erfindung näher zu erläutern, wird auf Fig. 1
Bezug genommen. Fig. 1 ist eine Seitenansicht im Ausschnitt
einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Reaktor
zur Umsetzung von Wasserstoff und Chlorsilanen umfaßt einen
äußeren Mantel 1, der aus rostfreiem Stahl, z. B. Inconel (R),
Hunnington Alloy Products, aufgebaut ist. Die innere Oberfläche
des äußeren Mantels 1 ist thermisch isoliert vom Heizelement 3
durch die thermische Isolierung 2. Die thermische Isolierung 2
kann gebildet werden aus Standardisoliermaterialien für hohe
Temperaturen, z. B. Filz und feste Folien aus Kohlenstoff oder
Graphit. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die ther
mische Isolierung 2 ein Isoliersystem ähnlich dem von Burgie, im
U.S. Patent Nr. 51 26 112 beschriebenen.
Das Heizelement 3 kann z. B. aus Kohlenstoff, Graphit oder einem
mit Siliciumcarbid beschichteten Kohlenstoff-Verbundmaterial
gebildet sein. Bevorzugt ist es, wenn das Heizelement 3 aus
einem mit Siliciumcarbid beschichteten Kohlenstoff-Verbundmate
rial gebildet ist. Das Heizelement 3 kann eine Standardkonfigu
ration haben, z. B. ein oder mehrere Stäbe oder Latten, die um
das Äußere der Reaktionskammer angeordnet sind. Bevorzugt ist
es, wenn das Heizelement 3 eine Lattenzaunanordnung hat, ähnlich
der in Fig. 2 gezeigten. Das Heizelement 3 ist elektrisch ver
bunden mit der Elektrode 5, die ein Mittel zur Verbindung mit
einer externen Energiequelle darstellt.
Das Heizelement 3 ist elektrisch isoliert vom Rest des Reaktors
durch die elektrischen Isolierungen 4. Die elektrische Isolie
rung 4 kann gebildet werden aus einem elektrischen Standardiso
liermaterial für hohe Temperaturen, das chemisch widerstands
fähig ist, z. B. Quarzglas bzw. Quarzgut oder Siliciumnitrid. Die
elektrische Isolierung 4 wird vorzugsweise aus Siliciumnitrid,
d. h. Si3N4, gebildet. Noch bevorzugter wird die elektrische
Isolierung 4 aus Siliciumnitridteilchen, die heiß-isostatisch
verpreßt wurden, um das Sintern zu bewirken, gebildet.
Das Heizelement 3 umgibt eine Reaktionskammer. In Fig. 1 ist
die Reaktionskammer eine Doppelkammer mit einer äußeren Kammer
und einer inneren Kammer, die von zwei konzentrisch angeordneten
Rohren gebildet werden. Die äußere Kammer wird zwischen Rohr 6
und Rohr 7 gebildet. Die innere Kammer wird durch Rohr 7 gebil
det. Der obere Teil der Reaktionskammer wird durch den Abweiser
8 gebildet.
Rohr 6, Rohr 7 und Abweiser 8 können aus Standardmaterialien zur
Konstruktion für Hochtemperaturreaktoren gebildet werden, z. B.
aus Kohlenstoff, Graphit, mit Siliciumcarbid beschichtetem Koh
lenstoff und mit Siliciumcarbid beschichtetem Graphit oder aus
mit Siliciumcarbid beschichtetem Kohlenstoffaser-Verbundmateri
al. In einer bevorzugten Ausführungsform werden Rohr 6 und Rohr
7 aus einem mit Siliciumcarbid beschichteten Kohlenstoffaser-
Verbundmaterial gebildet. Noch bevorzugter werden Rohr 6, Rohr
7 und Abweiser 8 aus einem mit Siliciumcarbid beschichteten
Kohlenstoffaser-Verbundmaterial gebildet.
Der Reaktor kann mit dem Wärmeaustauscher 9 verbunden sein, in
dem dem Reaktor zugeführter Wasserstoff und zugeführtes Chlorsi
lan vorerhitzt werden, bevor sie in die äußere Kammer, die zwi
schen den Rohren 6 und 7 gebildet wird, geleitet werden. Diese
Gase strömen durch den äußeren Kanal, wo eine zusätzliche Erwär
mung durch das Heizelement 3 erfolgt und werden durch den Ab
weiser 8 abgelenkt, damit sie zurückströmen durch die innere
Kammer, die durch das Rohr 7 gebildet wird. Die erhitzten Gase,
die das Rohr 7 verlassen, laufen dann durch den Wärmeaustauscher
9 und übertragen die Wärme auf die hereinströmenden Beschic
kungsgase. Der Wärmeaustauscher 9 kann einen Standardaufbau
haben. Zum Beispiel kann der Wärmeaustauscher 9 einen ähnlichen
Aufbau haben, wie die von Hillard in US-Patent Nr. 28 21 369,
von McCrary et al. in US-Patent Nr. 32 50 322 und McCrary et al.
in US-Patent Nr. 33 91 016 beschriebenen.
Folgende Beispiele sollen die Eignung von mit Siliciumcarbid
beschichteten Kohlenstoffaserzusammensetzungen und von Silicium
nitrid als Materialien für die Konstruktion eines Reaktors zum
Umsetzen von Wasserstoff und Chlorsilanen zeigen. Diese Beispie
le sollen den Schutzbereich der Ansprüche nicht einschränken.
Die Stabilität von Siliciumnitrid in einer Wasserstoff- und
Tetrachlorsilanumgebung wurde bewertet. Die Bewertung wurde
durchgeführt in einem horizontalen Röhrenofen mit 5,1 cm. Die zu
testenden Materialien wurden in dem Röhrenofen 72 Stunden unter
Stickstoffspülung getrocknet. Dann wurde eine gasförmige Mi
schung, die aus 25 mol% Tetrachlorsilan und 75 mol% Wasserstoff
(TCS/H2) zugesammen gesetzt war, dem Ofen in einer Rate von
464 cm3/min zugeführt, was eine Verweilzeit in dem Reaktor von etwa
zwei bis drei Sekunden ergab. Jede Materialprobe wurde der
TCS/H2-Beschickung insgesamt etwa 21 Stunden ausgesetzt, wobei
die ersten 6 Stunden des Kontaktes bei einer Temperatur von etwa
1150°C stattfanden und die verbleibenden 15 Stunden der Kontakt
bei einer Temperatur von etwa 1350°C stattfand. Während des
Kontaktzeitraumes wurde das Auslaßgas aus dem Ofen überwacht auf
Methan und Kohlenmonoxid durch Gasflüssigchromatographie unter
Verwendung eines Flammenionisierungsdetektors (GLC-FID). Die
Ergebnisse sind angegeben als Teile pro Million bezogen auf
Volumen (ppmv).
Die getesteten Materialien waren: heißgepreßtes Siliciumnitrid,
Noralide NC-132/HP, Norton Company, Northboro, MA, reaktionsge
sintertes Siliciumnitrid, NCX-5301, Norton Company, Northboro,
MA, und Quarzgut, WYSE Glass, Bay City, MI. Die Ergebnisse sind
in Tabelle 1 angegeben.
Die Stabilität eines mit Siliciumcarbid beschichteten Kohlen
stoffaser-Verbundmaterials in einer Wasserstoff- und Tetrachlor
silanumgebung wurde bewertet. Das Bewertungsverfahren entsprach
dem in Beispiel 1 beschriebenen. Die getesteten Materialien
waren: Ein mit Siliciumcarbid beschichtetes Kohlenstoffaser-
Verbundmaterial mit einem Faservolumenanteil von 55 bis 65 Pro
zent und einer Schüttdichte von 1,6 bis 1,7 g/cm3, Katalog Nr.
CF222/P22, Schunk Graphite Technology, Menomonee Falls, WI, ein
nichtbeschichtetes Kohlenstoffaser-Verbundmaterial, Katalog Nr.
CF212, Schunk Graphite Technology, und ein nichtbeschichtetes
Kohlenstoffaser-Verbundmaterial, Katalog Nr. CX-21, TTAmerica,
Inc., Portland, OR. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
Die in Tabelle 2 angegebenen Daten zeigen, daß minimale Änderun
gen bei dem Gewicht des mit Siliciumcarbid beschichteten Kohlen
stoffaser-Verbundmaterials auftreten. Es gab jedoch bei den
unbeschichteten Kohlenstoffaser-Verbundmaterialien einen bedeu
tenden Anstieg im Gewicht, was auf die Reaktion des Kohlen
stoffs des Verbundmaterials mit Tetrachlorsilan unter Bildung
von Siliciumcarbid hinweist.
Die Stabilität von Proben aus Siliciumnitrid wurde bewertet in
einer Wasserstoff- und Tetrachlorsilanumgebung über einen länge
ren Zeitraum in einem üblichen Reaktor für die Hydrierung von
Tetrachlorsilan. Die zu testenden Proben wurden in einem Ofen
etwa 72 Stunden unter Stickstoffspülung getrocknet und dann in
den Reaktor überführt. Die Beschickung des Reaktors war eine
gasförmige Mischung, die etwa 25 mol% Tetrachlorsilan und 75
mol% Wasserstoff umfaßte. In dem Reaktor wurden die Proben einer
Temperatur von etwa 800°C ausgesetzt. Die Proben wurden aus dem
Reaktor zu den in Tabelle 3 angegebenen Zeiten entfernt und der
Gewichtsverlust wurde bestimmt. Die Proben wurden dann in den
Reaktor zurückgebracht und das Verfahren fortgesetzt. Die Ergeb
nisse sind in Tabelle 3 angegeben. Die getesteten Proben waren
Si3N4 (NC132/HP), Si3N4 (NCX5301) und Quarzgut (WYSE), alle wie
vorher beschrieben.
Die Stabilität von mit Siliciumcarbid beschichteten Kohlenstof
faser-Verbundmaterialien wurde über einen längeren Zeitraum in
einem üblichen Reaktor bewertet. Das Bewertungsverfahren ent
sprach dem in Beispiel 3 beschriebenen, mit der Ausnahme, daß
die Temperatur, der die Proben ausgesetzt wurden, etwa 1200°C
war. Die getesteten Proben waren mit Siliciumcarbid beschichte
tes Kohlenstoffaser-Verbundmaterial (CF222/P22) und nicht-be
schichtetes Kohlenstoffaser-Verbundmaterial (CF212), beide wie
vorher in Beispiel 1 beschrieben. Die Ergebnisse sind in Tabelle
4 angegeben.
Claims (7)
1. Reaktor, umfassend eine Reaktionskammer zum in Kontakt
bringen von Chlorsilan- und Wasserstoffgasen bei Temperaturen
von mehr als 600°C, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktions
kammer aus einem mit Siliciumcarbid beschichteten Kohlenstof
faser-Verbundmaterial gebildet wird.
2. Reaktor, umfassend eine Reaktionskammer zum in Kontakt
bringen von Chlorsilan- und Wasserstoffgasen bei Temperaturen
von mehr als 600°C, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktions
kammer von einem Heizelement erhitzt wird, das aus einem mit
Siliciumcarbid beschichteten Kohlenstoffaser-Verbundmaterial
gebildet wird.
3. Reaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das mit Siliciumcarbid beschichtete Kohlenstoffaser-Verbundmate
rial eine Siliciumcarbidbeschichtung mit einer Dicke im Bereich
von 0,02 bis 0,13 mm; eine Matrix aus Kohlenstoff und Kohlen
stoffasern mit einer Dichte im Bereich von 1,5 bis 2,0 g/cm3,
ein Young-Elastizitätsmodul im Bereich von 200 bis 600 GN/m2 und
eine Zugfestigkeit im Bereich von 1500 bis 8000 N/mm2 umfaßt.
4. Reaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das
Kohlenstoffaser-Verbundmaterial eine Dichte im Bereich von 1,5
bis 2,0 g/cm3 hat und die Kohlenstoffasern 50 bis 70 Volumenpro
zent des Verbundmaterials bilden.
5. Reaktor, umfassend eine Reaktionskammer zum in Kontakt
bringen von Chlorsilan- und Wasserstoffgasen bei Temperaturen
von mehr als 600°C und ein Heizelement, dadurch gekennzeichnet,
daß die Reaktionskammer und das Heizelement aus einem mit Sili
ciumcarbid beschichteten Kohlenstoffaser-Verbundmaterial gebil
det werden.
6. Reaktor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das
Heizelement elektrisch isoliert ist mit Siliciumnitrid.
7. Reaktor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Siliciumnitridisolierung aus heißgepreßtem Siliciumnitrid gebil
det wird.
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