SU950676A1 - Process for producing material from silicon dioxide - Google Patents
Process for producing material from silicon dioxide Download PDFInfo
- Publication number
- SU950676A1 SU950676A1 SU803002575A SU3002575A SU950676A1 SU 950676 A1 SU950676 A1 SU 950676A1 SU 803002575 A SU803002575 A SU 803002575A SU 3002575 A SU3002575 A SU 3002575A SU 950676 A1 SU950676 A1 SU 950676A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- silicon dioxide
- mixture
- temperature
- reaction gas
- silicon
- Prior art date
Links
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Description
Г54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЛТЕРИЛЛА ИЗ ДВУОКИСИ КРЕМНИЯD54) METHOD FOR PRODUCING ILTERILLA FROM SILICON DIOXIDE
Изобретение относитс к получению материалов из двуокиси кремни , которые могут быть использованы при изготовлении кварцевых тиглей, используемых в полупроводниковом производстве.This invention relates to the production of silica materials that can be used in the manufacture of quartz crucibles used in semiconductor manufacturing.
Известен способ получени заготовок из двуокиси кремни на вращающейс и/или аксиально перемещающейс оправке путем высокотемпературного парового гидролиза летучего галоида кремни в пламени кислородно-водородной горелки fij.A known method for producing silicon dioxide blanks on a rotating and / or axially moving mandrel by high-temperature steam hydrolysis of volatile silicon halide in a flame of an oxygen-hydrogen burner fij.
При транспортировке реакционной парогазовой смеси от испарител к факелу кислородно-водородной горелки температура смеси из-за тепловых потерь снижаетс . Происходит конденсаци жидких хлоридов из парогазовой смеси на внутренней поверхнос ;- подающей аппаратуры. Из-за этого мен етс состав парогазовой смеси, поступающей в горелку, что приводит к снижению скорости осаждени двуокиси кремни и плотности материала заготовки.When transporting the reaction gas mixture from the evaporator to the flame of the oxygen-hydrogen burner, the temperature of the mixture due to heat loss decreases. The condensation of liquid chlorides from the vapor-gas mixture on the inner surface takes place; - feed equipment. Because of this, the composition of the vapor-gas mixture entering the burner varies, which leads to a decrease in the silicon dioxide deposition rate and the density of the workpiece material.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому вл етс способ получени материала из двуокиси кремни путем высокотемпературного парового гидролиза предварительно нагретых до 50-275с галоидных соединенийThe closest technical solution to the present invention is a method for obtaining a material from silicon dioxide by high-temperature steam hydrolysis of halides preheated to 50-275 ° C.
с кислородом в потоке низкотемпературной реакционной плазм1т1. Предварительный нагрев реакционной парогазовой смеси осуществл ют нагревательной лентой с высоким сопротивлением ,with oxygen in the stream of low-temperature reaction plasma1T1. The preheating of the reaction gas-vapor mixture is carried out with a high resistance heating tape,
Однако в этом способе процент извлечени двуокиси кремни из продуктов реакции вл етс низким. Из-за этого не обеспечиваетс необходима скорость получени материала. Хроме того, плотность полученного материала оказываетс недостаточной дл обеспечени высокого качесЬтва изделий, например тиглей, получаемых из материала после его дальнейшего спекани .However, in this process, the percentage recovery of silica from the reaction products is low. Because of this, the required rate of material acquisition is not provided. In addition, the density of the material obtained is insufficient to ensure high quality products, such as crucibles, obtained from the material after its further sintering.
Цель изобретени - увеличение скорости осаждени двуокиси кремни и повышение плотности материала. ,.The purpose of the invention is to increase the rate of precipitation of silica and increase the density of the material. ,
Поставленна цель достигаетс тем, 20 что согласно способу получени материала из двуокиси кремни путем высокотемпературного парового гидролиза предварительно,нагретых галоидных соединений кремни с кислородом в потоке низкотемпературной реакционнойThe goal is achieved by the fact that according to the method of obtaining a material from silicon dioxide by high-temperature steam hydrolysis of previously heated silicon halide compounds with oxygen in a low-temperature reaction stream
плазмы предварительный нагрев галоидных соединений кремни с кислородом осуществл ют до 300-50Сс.Plasma preheating of silicon halide compounds with oxygen is carried out up to 300-50 ° C.
Нагрева реакционную парогазовую 30 смесь галоидных соединоний кремни The heating of the reaction gas-vapor 30 mixture of silicon halide compounds
с кислородом до ЗОО-ЗОО С, осуадест вл ют предварительное взаимодействие компонентов парогазовой смеси с образованием промежуточных продуктов реакции , в результате чего высокотем-. пературный гидролиз происходит .полнее увеличиваетс степень превращени исходных продуктов в двуокись кремни - -.with oxygen up to ZOO-ZOO C, the osuadest is a preliminary interaction of the components of the gas-vapor mixture with the formation of intermediate reaction products, resulting in high-temperature. Peroral hydrolysis occurs. The degree of conversion of the starting products to silicon dioxide increases.
Экспериментально установлено, что при этом повышаетс С1сорость получени на оправке материала из двуокиси кремни .. Повышаетс также плотность материала из двуокиси кремни .It has been established experimentally that this increases the Cs rate of obtaining silica material on the mandrel. The density of the silica material also increases.
Полученные экспериментальные данные приведены в таблице.The obtained experimental data are given in the table.
При предварительном нагреве реакционной парогазовой смеси до температуры ниже 300°С не происходит предварительное взаимодействие компонентов смеси, и процент извлечени двуокиси из продуктов реакции остаетс низким, а скорость получени материала - недостаточной при одновременно -низкой плотности.When the reaction gas vapor mixture is preheated to a temperature below 300 ° C, the components of the mixture do not preliminarily interact, and the percentage of extraction of dioxide from the reaction products remains low, and the rate of production of the material is insufficient at the same time as low density.
При предварительном нагреве реакционной парогазовой смеси до темпера .туры выше. перед подачей в горелку происходит хлорирование материала аппаратуры, подающей смесь. Из-за коррозии материала примеси, в основном железо и никель, попадают в реакционную парогазовую смесь и, следовательно , загр зн ют получаемый материал . Это снижает качество изделий и недопустимо пО техническим требовани м .When the reaction gas-vapor mixture is preheated to a temperature above. Before being fed into the burner, the material of the apparatus feeding the mixture is chlorinated. Due to the corrosion of the material, impurities, mainly iron and nickel, get into the reaction gas-vapor mixture and, therefore, contaminate the resulting material. This reduces the quality of products and is unacceptable for technical requirements.
Как видно из таблицы, при предварительном нагреве реакционной парогазовой смеси ниже скорость.осаждени двуокиси кремни и процент ее О извлечени из продуктов реакции остат ютс низкими. С повышением температуры предварительного нагрева эти показатели улучшаютс , достига максймаль .ных значений при предварительном на- 65As can be seen from the table, when the reaction gas vapor mixture is preheated below the rate. The precipitation of silicon dioxide and the percentage of its extraction from the reaction products remain low. With an increase in the preheating temperature, these indices improve, reaching the maximal values during the preliminary heating.
Пример. Пары тетрахлорида кремни подают из испарител в потоке газа носител кислорода. Температура смеси на выходе из испарител 30°С. Затем реакционную парогазовую смесь тетрахлорида кремни с кислородом подают по каналам, проложенным в зоне теплового излучени водородной плазменной горелки. При этом просходит нагрев реакционной парогазовой рмеси до температур, соответственно, .250, 300, 350, 400, 450, 500, Дл каждой серии испытаний. Нагретую таким образом смесь подают в зону горени факела водородной плазменной гррелки известного типа дл проведени высокотемпературного парового гидролизаExample. A pair of silicon tetrachloride is fed from the vaporizer in the oxygen carrier gas stream. The temperature of the mixture at the outlet of the evaporator is 30 ° C. Then, the reaction gas-vapor mixture of silicon tetrachloride with oxygen is fed through channels laid in the zone of thermal radiation of the hydrogen plasma torch. In this case, the heating of the reaction gas-vapor mixture proceeds to temperatures of, respectively, .250, 300, 350, 400, 450, 500, For each test series. The mixture thus heated is fed into the combustion zone of a torch of a hydrogen plasma heater of a known type for carrying out high-temperature steam hydrolysis.
SiCl4 - 0,j + Н,2 -9 SiOa + SiCl4 - 0, j + H, 2 -9 SiOa +
Температура проведени гидролиза 1100-1500°С, расход тетрахлорида кремни 3 кг/ч и кислорода б кг/ч дл каждой серии испытаний был одинаков. Посто нной сохран лась и продолжительность процесса получени заготовки 2 ч.The temperature of the hydrolysis of 1100-1500 ° C, the consumption of silicon tetrachloride 3 kg / h and oxygen b kg / h for each series of tests was the same. The duration of the process for the preparation of the workpiece was kept constant for 2 hours.
Соответственно каждой серии испытаний бьлпо получено j семь партий материала . В каждой партии определ ют скорость осаждени .двуокиси кремни , процент извлечени , плотность и содержание в нем железа - основные показатели , определ ющие эффективность процесса и качество издели .Accordingly, each series of tests was obtained j seven batches of material. In each batch, the rate of precipitation of silicon dioxide, the percentage of extraction, the density and the content of iron in it are the main indicators determining the efficiency of the process and the quality of the product.
Данные представлены в таблице.The data presented in the table.
греве реакционной парогазовой смеси до 400-г500с. Дальнейшее снижение значений скорости осаждени двуокиси кремни и процента ее извлечени из Продуктов реакции при повышении температуры предварительного нагрева объ сн етс тем, что начинают происход ить побочные реакции с образованием радикалов хлоридных соединений -Heat of the reaction gas mixture to 400-g500s. A further decrease in the rate of precipitation of silicon dioxide and the percentage of its extraction from the reaction products with an increase in the preheating temperature is due to the fact that side reactions begin to occur with the formation of radicals of chloride compounds -
кремни , которые, взаимодейству между собой, затрудн ют разложение с образованием двуокиси кремни .silicon, which, interacting with one another, hinders decomposition with the formation of silicon dioxide.
Необходимые значени плотности материала достигаютс при предварительном нагреве до ЗОО-ЗБО С. Однако при температурах предварительного нагрева выше 500 С происходит коррози горелки, и содержание примесей железа в материале превышает допустимое по техническим услови м значение.The required values of the material density are achieved by preheating to ZOO-ZBO C. However, at preheating temperatures above 500 ° C, burner corrosion occurs and the content of iron impurities in the material exceeds the permissible value under technical conditions.
Применение предлагаемого способа получени материала из двуокиси кремни по сравнению с известным обеспечивает повышение скорости осаждени двуокиси кремни .на оправку и плотности получаемого материала, благодар использованию в способе нового температурного режима - предварительного нагрева реакционной парогазовой смеси до 300-500°С. Применение такого температурного режима обеспечивает повышение степени гидролиза тетрахлорида кремни на 20-25%. Скорость осаждени двуокиси кремни возрастает в 1,3-1,9 раза. Плотность материалаThe use of the proposed method of obtaining material from silicon dioxide as compared to the known method provides an increase in the rate of silicon dioxide deposition on the mandrel and the density of the material obtained, due to the use in the method of a new temperature mode — preheating the reaction gas mixture to 300-500 ° C. The use of such a temperature regime provides an increase in the degree of hydrolysis of silicon tetrachloride by 20-25%. The deposition rate of silicon dioxide increases 1.3-1.9 times. Material density
увеличиваетс на 15-29%, что существенно повшиает качество изделий, получаемых из заготовок.increases by 15-29%, which significantly increases the quality of products obtained from blanks.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU803002575A SU950676A1 (en) | 1980-11-11 | 1980-11-11 | Process for producing material from silicon dioxide |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU803002575A SU950676A1 (en) | 1980-11-11 | 1980-11-11 | Process for producing material from silicon dioxide |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU950676A1 true SU950676A1 (en) | 1982-08-15 |
Family
ID=20925454
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU803002575A SU950676A1 (en) | 1980-11-11 | 1980-11-11 | Process for producing material from silicon dioxide |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU950676A1 (en) |
-
1980
- 1980-11-11 SU SU803002575A patent/SU950676A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2347496A (en) | Preparation of pigments | |
US3297411A (en) | Burner reactor apparatus | |
US6022515A (en) | Process for producing silicon carbide | |
DE19502550A1 (en) | Improved process for the hydrogenation of tetrachlorosilane | |
US2340610A (en) | Preparation of titanium dioxide | |
EP0416015B1 (en) | Process for preparing titanium dioxide | |
US4710369A (en) | Oxidation method for production of special aluminas from pure aluminum chloride | |
US3901668A (en) | Manufacture of oxygen from high temperature steam | |
SU950676A1 (en) | Process for producing material from silicon dioxide | |
US2445691A (en) | Preparation of titanium dioxide | |
US2994723A (en) | Manufacture of tetrafluoroethylene | |
US3399036A (en) | Sulfur tetrafluoride | |
US2437171A (en) | Composite titanium dioxide-metal oxide pigment | |
US3000703A (en) | Manufacture of zirconium oxide | |
RU2394758C2 (en) | Method of obtaining pure graphite | |
US1605098A (en) | Manufacture of aluminum chloride | |
US2401544A (en) | Production of silicon tetrachloride and titanium tetrachloride | |
GB1269540A (en) | Method and apparatus for forming silicon carbide filaments | |
US2111661A (en) | Process for the production of metallic magnesium | |
JPS6332730B2 (en) | ||
US4225520A (en) | Process for the manufacture of vinyl chloride | |
US2570924A (en) | Method of producing phosphorus oxychloride | |
RU2066700C1 (en) | Titanium carbide production method | |
US3050365A (en) | Prevention of formation of incrustations during oxidation of ferric chloride | |
US4073875A (en) | Oxidation of magnesium chloride |