RU2140110C1 - Способ получения кремния - Google Patents
Способ получения кремния Download PDFInfo
- Publication number
- RU2140110C1 RU2140110C1 RU97103790A RU97103790A RU2140110C1 RU 2140110 C1 RU2140110 C1 RU 2140110C1 RU 97103790 A RU97103790 A RU 97103790A RU 97103790 A RU97103790 A RU 97103790A RU 2140110 C1 RU2140110 C1 RU 2140110C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silicon
- phosphorus
- aluminum
- silicon production
- production method
- Prior art date
Links
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам получения кремния, отличающееся от известных карботермических способов тем, что плотный кремний кубической структуры получается из других элементов, алюминия и фосфора, при действии электромагнитного поля при плотности тока не менее 1011 А/м2 на смесь кристаллических веществ, содержащих основные элементы О - Аl - Р. Изобретение может быть использовано для создания новых материалов. Приведены спектральные результаты эмиссионного спектрального анализа, масс-спектрометрии, РФА, подтверждающие образование кремния из элементов алюминия и фосфора. Технический результат -расширение арсенала технических средств получения кремния высокого давления из других химических элементов путем превращений (трансмутаций).
Description
Изобретение относится к способам получения элементов, в частности элементарного кремния, который может быть использован для получения новых материалов.
Известные способы получения элементарного кремния [1] основаны на восстановлении оксида кремния углеродсодержащими веществами по реакции
SiO2 + 2C ---> Si + 2 CO.
SiO2 + 2C ---> Si + 2 CO.
Порошкообразную смесь исходных веществ восстанавливают в электрической дуге и выплавляют технический элементарный кремний. Наиболее близким способом для достижения технического результата является способ получения плотного кремния, другой кристаллической модификации, обработкой обычного кремния при высоком давлении более 20 МПа [2]. Все технологически используемые способы получения элементарного кремния основаны на выделении из кремнийсодержащих оксидных материалов в процессе восстановления, карботермии.
Предлагаемый способ основан на превращении (трансмутации) других химических элементов алюминия и фосфора в элементарный кремний. В этом его отличие от способа прототипа. Превращение достигается пропусканием электрического тока через смесь кристаллических веществ, содержащих основные элементы O, Al, P, при плотности тока не менее 1011 А/м2.
Техническим результатом изобретения является расширение арсенала технических средств, а именно получение впервые кремния высокого давления из других химических элементов. Техническим результатом также можно считать получение кремния кристаллической модификации высокого давления при атмосферном давлении.
Пример. На смесь кристаллических веществ, содержащих основные элементы O, Al, P, в пространстве между электродами действовали импульсным электрическим током плотностью более 1011 А/м2. Образец анализировали на содержание кремния в сопоставлении с исходной смесью. Гравиметрический анализ в форме оксида кремния, полученного после выщелачивания образца водным слабощелочным раствором NaOH, последующего осаждения и отделения кремниевой кислоты и высушивания до постоянной массы [3], показал 10 мас.% кремния в продукте.
Применяли эмиссионный спектроскопический анализ, спектрометр ИСП-28 с источником, плазмотроном дугового типа килогерцевого диапазона частот [4].
Линии кремния 2881, 2528, 2516, 2506 обнаружены в исходных смесях (менее 1 мас.%). В продукте увеличение их интенсивности в 6 раз подтверждает образование кремния. Линии дублетов алюминия 3082 - 3092; 2652 - 2669; 2568 - 2575; 2367 - 2373 обнаружены во всех образцах, но интенсивность их в исходной смеси в 5 раз выше. Линии фосфора 2554, 2553, 2534 и др. высокой интенсивности найдены в исходных смесях, в продуктах они отсутствуют за исключением очень слабой линии 2535
Применяли энергомасс-анализатор ЭМАЛ-2 для масс-спектрометрического анализа исходных смесей и продуктов превращения по разработанной методике определения кремния в режиме безфракционного испарения образца с помощью лазера и регистрации на фотопленке после разделения потока ионов. В масс-спектрах продукта наблюдали пики ионов изотопов кремния (m/e): однозарядных 28, 29, 30 и двухзарядных 14, 14,5, 15 с относительной интенсивностью, согласующейся с эталонным образцом кремния. В масс-спектрах исходной смеси обнаруживаются следовые количества кремния. В обоих образцах наблюдали пики 13,5; 27 ионов алюминия и 15,5; 31 ионов фосфора, соответственно двух- и однозарядных.
Применяли энергомасс-анализатор ЭМАЛ-2 для масс-спектрометрического анализа исходных смесей и продуктов превращения по разработанной методике определения кремния в режиме безфракционного испарения образца с помощью лазера и регистрации на фотопленке после разделения потока ионов. В масс-спектрах продукта наблюдали пики ионов изотопов кремния (m/e): однозарядных 28, 29, 30 и двухзарядных 14, 14,5, 15 с относительной интенсивностью, согласующейся с эталонным образцом кремния. В масс-спектрах исходной смеси обнаруживаются следовые количества кремния. В обоих образцах наблюдали пики 13,5; 27 ионов алюминия и 15,5; 31 ионов фосфора, соответственно двух- и однозарядных.
Рентгенограммы записывали на дифрактометре ДРОН-4 в CuKα монохроматическом излучении. Сравнивали рентгенограммы исходной смеси, продукта и остатка продукта после кислотного выщелачивания. В рентгенограммах продукта, в том числе после выщелачивания, найдены уширенные рефлексы d, 2,689, 2,334, 1,558, 1,106, отвечающие кубической фазе плотного кремния высокого давления (более 20 МПа) [2, 5] , не перекрывающиеся с рефлексами других присутствующих фаз. В продукте после выщелачивания преобладают фазы α- и γ- Al2O3. По уширению рефлекса d = 2,689 (I/I0 = 100%), оценен размер - менее 320 микрокристаллитов фазы плотного кремния.
Полученные результаты для продукта в сравнении с исходной смесью подтверждают образование кремния в результате превращения (трансмутации) алюминия и фосфора.
При плотности тока менее 1011 А/м2 кремний не образуется из других химических элементов исходной смеси и не обнаруживается описанными методами анализа.
Изобретение позволяет получать элементарный кремний из других элементов, алюминия и фосфора. Кроме того, плотный кремний с кубической кристаллической структурой получается без использования техники высоких давлений более 20 МПа.
Claims (1)
- Способ получения кремния, включающий получение элементарного кремния высокого давления, отличающийся тем, что кремний получают из химических элементов алюминия и фосфора действием электрического тока плотностью более 1011 А/м2 на смесь кристаллических веществ, содержащих кислород, алюминий, фосфор.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97103790A RU2140110C1 (ru) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | Способ получения кремния |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97103790A RU2140110C1 (ru) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | Способ получения кремния |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU97103790A RU97103790A (ru) | 1999-04-10 |
RU2140110C1 true RU2140110C1 (ru) | 1999-10-20 |
Family
ID=20190735
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97103790A RU2140110C1 (ru) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | Способ получения кремния |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2140110C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004023494A1 (fr) * | 2001-02-20 | 2004-03-18 | Gritskevich Oleg Vyacheslavovi | Procede de synthese de nouveaux materiaux et reacteur pour mettre en oeuvre ce procede |
RU2456591C1 (ru) * | 2011-05-10 | 2012-07-20 | Открытое акционерное общество "УРАЛЬСКИЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ" | Способ определения содержания кремния в урановых материалах |
-
1997
- 1997-03-12 RU RU97103790A patent/RU2140110C1/ru active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004023494A1 (fr) * | 2001-02-20 | 2004-03-18 | Gritskevich Oleg Vyacheslavovi | Procede de synthese de nouveaux materiaux et reacteur pour mettre en oeuvre ce procede |
RU2456591C1 (ru) * | 2011-05-10 | 2012-07-20 | Открытое акционерное общество "УРАЛЬСКИЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ" | Способ определения содержания кремния в урановых материалах |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Fuke et al. | Near threshold photoionization of silicon clusters in the 248–146 nm region: Ionization potentials for Si n | |
Ptasińska et al. | Bond selective dissociative electron attachment to thymine | |
Leroi et al. | Infrared Spectra of Gaseous Transition‐Metal Dihalides | |
Stockdale et al. | Production of negative ions from CH3X molecules (CH3NO2, CH3CN, CH3I, CH3Br) by electron impact and by collisions with atoms in excited Rydberg states | |
Molek et al. | Photodissociation of vanadium, niobium, and tantalum oxide cluster cations | |
Foner et al. | Ionization potential of the free HO2 radical and the H–O2 bond dissociation energy | |
Gao et al. | Quantum state-to-state vacuum ultraviolet photodissociation dynamics of small molecules | |
Chang et al. | Assignment of rate constants to exit channels from quenching of He (23S) metastable atoms | |
RU2140110C1 (ru) | Способ получения кремния | |
US4000051A (en) | Laser isotope separation process | |
Hoffmann et al. | Analysis of gaseous reaction products of wet chemical silicon etching by conventional direct current glow discharge optical emission spectrometry (DC-GD-OES) | |
Mitsuke et al. | 4d→ 4f dipole resonance of the metal atom encapsulated in a fullerene cage: Ce@ C82 | |
Moll et al. | Synthesis and characterization of uranyl orthosilicate (UO2) 2SiO4· 2H2O | |
Shibata et al. | Precise isotope determination of trace amounts of Nd in magnesium-rich samples | |
Vasil'Ev et al. | Resonant free electron capture spectra of C60F48 | |
JPH0748371B2 (ja) | 高圧質量分析法のためのイオン化方法及び装置 | |
Locht et al. | A mass spectrometric photoionization study of CH3F. The CH+ 2, CH+ 3 and CH2F+ ion formation | |
Hesse et al. | Mass spectrométrie trace element analysis of calcium oxalate uroliths | |
Oldham | Ion/molecule reactions provide new evidence for the structure and origin of [C3H4N]+ from acetonitrile chemical ionization plasma | |
Dance et al. | Molecular manganese sulfide clusters formed by laser ablation | |
Herce et al. | Ionization of CH4 and CD4 on Impact of 2 3S and 2 1S Helium Atoms | |
Curtis et al. | A study of the electron capture induced decompositions and charge separation reactions of the doubly charged isomeric ions of the methylpyridines and aniline | |
Bannykh et al. | New approach to surface ionization and drift-tube spectroscopy of organic molecules | |
Boltalina et al. | A mass spectrometric study of C 60 F 48 | |
Sulzer et al. | Probing royal demolition explosive (1, 3, 5-trinitro-1, 3, 5-triazocyclohexane) by low-energy electrons: Strong dissociative electron attachment near 0 eV |