Кремний, его соединения: ...восстановлением диоксида кремния или материала, содержащего диоксида кремния – C01B 33/023

Изобретение относится к технологии получения чистых веществ, используемых в отраслях высоких технологий: полупроводниковой, солнечной энергетики, волоконно-оптической связи. Способ получения поликристаллического кремния осуществляют путем плазмохимического пиролиза частиц исходного кварцевого сырья в проточном реакторе в потоке плазмы инертного газа - аргона и водорода, при этом в качестве исходного кварцевого сырья используют природный кварцевый концентрат с размером частиц не более 20 мкм, пиролиз осуществляют при температуре 6500-13000 К с разложением реагирующей смеси на атомы кремния и кислорода, затем полученную газофазную атомарную смесь охлаждают в интервале от 6500 до 2000 К со скоростью 10 ⁵-10⁶ К/с для образования паров кремния за счет связывания свободного кислорода с водородом без повторного окисления кремния, после чего конденсируют полученные пары кремния путем дальнейшего охлаждения смеси до 1000 К с образованием поликристаллического кремния в виде сферических частиц. Предложенный способ является высокоэффективным и экологически чистым и позволяет получать поликремний с низкой себестоимостью непосредственно из концентратов природного кварца без использования дополнительных восстановителей. 7 ил., 2 табл.

Изобретение относится к производству высокочистого кремния в виде наноразмерного порошка, который может быть использован в полупроводниковой электронике и в нанотехнологиях. Способ включает синтез газообразного монооксида кремния реакцией диоксида кремния с кремнием и последующее восстановление монооксида кремния до свободного кремния, при этом синтез газообразного монооксида кремния проводят при температуре ниже точки плавления кремния, газообразный монооксид кремния конденсируют при температуре 400-600°C, а восстановление монооксида кремния до свободного кремния проводят путем отжига при температуре 950-1200°C в течение 2-3 часов с последующим выделением наночастиц кремния. Выделение наночастиц кремния проводят травлением в растворе плавиковой кислоты с последующей отмывкой и сушкой. Регулирование размеров наночастиц кремния и их структуры осуществляют изменением условий отжига монооксида кремния. Изобретение позволяет получать кремний с размерами частиц менее 50 нм и чистотой 99,999%. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области химической технологии неорганических веществ и может быть использовано для получения синтетического кремния. Кремний получают, смешивая диоксид кремния с магнием в качестве восстановителя. Диоксид кремния и магний предварительно очищают до суммарного содержания примесей неметаллов не более 3 ppm. Шихту нагревают, получая оксид магния и кремний. Кремний очищают от оксида магния переводом MgO в растворимую соль, например соляной кислотой, хлором, с последующей отмывкой MgCl₂. Полученный хлорид магния может быть использован для получения металлического магния и хлора. В результате перечисленных операций получается твердый продукт - элементный кремний с низким содержанием примесей неметаллов. Изобретение также позволяет снизить себестоимость конечного продукта за счет исключения энергозатрат на стадии восстановления оксида кремния. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.

Изобретение относится к использованию в качестве энергоносителей исходных материалов, содержащих диоксид кремния. Изобретение касается способа и устройства выработки энергии и включает в себя следующие операции: введение исходного материала в зону реакции, причем исходный материал содержит один или несколько следующих компонентов: песок, боксит, содержащий диоксид кремния, кварц, гнейс, слюда, гранит, сланец; использование источника первичной энергии, чтобы начать реакцию, в которой исходный материал нагревается и из исходного материала выделяется кремний; использование кремния в первой частичной реакции, которая протекает экзотермически и позволяет выделять теплоту; использование указанной теплоты как вторичной энергии для замещения источника первичной энергии при нагревании исходного материала и/или для подачи по меньшей мере в одну дополнительную частичную реакцию или в несколько частичных реакций, которые требуют ввода энергии, по окончании которых получают продукт, содержащий кремний, в частности карбид кремния, нитрид кремния. Технический результат - получение кремниевых продуктов, которые могут быть использованы как энергоносители. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 21 ил.

Изобретение относится к области химической технологии неорганических веществ и может быть использовано для получения синтетического кремния. Способ включает смешивание диоксида кремния с магнием с получением силицида магния, обработку силицида магния минеральной кислотой с получением газообразного моносилана кремния и разложение последнего при 800-1000°C с получением твердого продукта - элементного кремния. Для получения силицида магния используются металлический магний, очищенный от примесей металлов и неметаллов методом возгонки, и оксид кремния, очищенный от примесей металлов и неметаллов через стадию образования гексафторосиликата аммония и его осаждением аммиачной водой. Технический результат заключается в получении кремния с низким содержанием примесей. Снижение себестоимости конечного продукта осуществляется за счет исключения стадии ректификации моносилана кремния. 1 пр.

Изобретение относится к технологии получения высокочистого кремния, используемого для производства фотогальванических элементов. Способ включает восстановление оксида кремния с углеродсодержащим агентом, где оксид кремния предварительно очищают в водном растворе с борселективной хелатообразующей смолой, и предварительно очищенный оксид кремния имеет приблизительно 5 частей на 1 млн или меньшее количество бора. Предварительная очистка исходного оксида кремния обеспечивает получение готового продукта высокой чистоты. 4 н. и 29 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение может быть использовано в металлургической промышленности. Металлический кремний получают восстановлением диоксида кремния карбонатом щелочноземельного металла в присутствии оксида церия при соотношении компонентов, масс.%: оксид кремния - 17-18; карбонат щелочноземельного металла - 13-14; оксид церия - остальное до 100. Изобретение позволяет получать кремний с выходом до 98 масс.%.

Изобретение может быть использовано для производства кремния полупроводникового качества. Процесс ведут в две стадии в реакторе плазменной печи при температуре выше 1500°С. На первой стадии восстановления в качестве кремнийсодержащего соединения вводят в реактор кварцевую крупку, а в качестве восстановителя вводят смесь моноокиси углерода с водородом, взятых в объемном соотношении 1:1. На второй стадии очистки кремния вводят в реактор химически активные по отношению к примесям газы и вакуумируют объем реактора. В варианте изобретения анод подключают к токопроводящему корпусу реактора и расплавленному кремнию, вводят в реактор кварцевую крупку, а в качестве восстановителя вводят в реактор смесь метана, пропана или ацетилена с кислородом, взятых в объемном соотношении 2:1. Процесс возможно осуществлять на переменном токе с частотой выше 5 кГц. Изобретение позволяет получать высокочистый кремний экологически безопасным способом с низкими потерями и себестоимостью. 3 н.п. ф-лы.

Изобретение может быть использовано для производства высокочистого кремния. Способ получения кремния высокой чистоты заключается в восстановлении диоксида кремния до монооксида кремния под действием электродуговой плазмы в атмосфере водорода с последующим восстановлением полученного монооксида кремния до элементарного кремния под действием электродуговой плазмы газовой смесью водорода и метана. Изобретение позволяет получать кремний с содержанием примесей менее 1·10^-3 вес.%, в том числе углерода - менее 1·10^-4 вес.%. 1 табл.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Диоксид кремния восстанавливают цинком с получением кремния или силицида цинка, силикатов натрия и паров хлорида цинка. Реакция проводится в трехкомпонентном расплавленном шлаке, включающем хлорид натрия, диоксид кремния и цинк. Реакцию осуществляют при температуре выше температуры испарения образующегося хлорида цинка, но ниже температуры испарения цинка. Предложенное изобретение позволяет получить кремний без прямого контакта с углеродом. При этом процесс реализуется при температурах, значительно меньших температуры прямого восстановления диоксида кремния углеродом. 2 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения металлов из их оксидов, а также кремния из его оксида. Способ получения металла или кремния заключается в восстановлении их оксидов. Восстановление осуществляют путем обработки электронным лучом порошка оксида металла или кремния на поверхности расплава металла или кремния. Процесс ведут при плотности тока в луче 5-12 мА/мм², ускоряющем напряжении 15-35 кВ и вакууме 10^-4-10^-5 мм рт.ст. Техническим результатом является снижение затрат электроэнергии и получение металла или кремния в виде компактного слитка, не загрязненного примесями. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.