多晶硅生產(chǎn)工藝和反應(yīng)原理(編輯修改稿)
2025-07-13 01:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 璃纖維，可以同時傳輸256路電話，它還不受電、磁干擾，不怕竊聽，具有高度的保密性。光纖通信將會使 21世紀人類的生活發(fā)生革命性巨變。（4） 性能優(yōu)異的硅有機化合物。例如有機硅塑料是極好的防水涂布材料。在地下鐵道四壁噴涂有機硅，可以一勞永逸地解決滲水問題。在古文物、雕塑的外表，涂一層薄薄的有機硅塑料，可以防止青苔滋生，抵擋風吹雨淋和風化。天安門廣場上的人民英雄紀念碑，便是經(jīng)過有機硅塑料處理表面的，因此永遠潔白、清新。硅橡膠具有良好的絕緣改組，長期不龜裂、不老化，沒有毒性，還可以作為醫(yī)用高分子材料。硅油，是一種很好的潤滑劑，由于它的粘度受溫度變化的影響小，流動性好，蒸氣壓低，在高溫或寒冷的環(huán)境中都能使用。硅元素進入有機世界，將它優(yōu)異的無機性質(zhì)揉進有機物里，使有機硅化合物別具一格，開辟了新的領(lǐng)域。. 硅的制備工業(yè)上用焦炭在電爐中將石英砂還原，先得到粗Si:然后，將粗Si再轉(zhuǎn)變成化合物提純，再還原成高純度硅，或者采用物理冶煉的方法得到高純硅，這將在以后論述。. 硅烷硅與碳相似，有一系列氫化物，不過由于硅硅健的健能遠小于碳碳鍵，因此沒有很長的硅鏈存在，這就決定了硅的氫化物無論在種類和數(shù)量上都遠不如碳的氫化物多。硅的氫化物中最具有代表性的是甲硅烷SiH4。甲硅烷SiH4是無色無臭的氣體，熔點88K，沸點161K。其分子結(jié)構(gòu)類似于甲烷。由于H的電負性大小介于C和Si之間，所以CH4中碳氫鍵的共用電子對靠近碳，而SiH4中共用電子對靠近H，因此使得SiH4的還原性比CH4強。Si由于有空的d軌道可以在反應(yīng)中被利用，所以SiH4可以水解，比CH4活潑等得多。SiH4被大量地用于制高純Si。硅的純度越高，大規(guī)模集成電路的性能就越好。. 硅的氯化物硅的氯化物主要介紹SiClSiHCl3等，它們和碳的鹵化物CF4和CCl4相似，都是四面體的非極性分子，共價化合物，熔沸點都比較低，揮發(fā)性也比較大，易于用蒸餾的方法提純它們。在常溫下，純凈的SiHClSiCl4是無色透明的易揮發(fā)液體。. 氯硅烷簡介（1） 氯硅烷的物理性質(zhì)在常溫下，純凈的SiHClSiCl4是無色透明揮發(fā)性的液體，SiHCl3比SiCl4具有更強的刺鼻氣味，其物理性質(zhì)見下表：表14. 三氯氫硅、四氯化硅、二氯二氫硅主要性能參數(shù)序號物理參數(shù)三氯氫硅四氯化硅二氯二氫硅氯化氫1分子式SiHCl3SiCl4SiH2Cl2HCl2狀態(tài)（常溫態(tài)）液體液體氣體氣體3分子量4沸點，Tb，℃5溶點，Tm，℃－－－122－6臨界溫度，Tc，℃206234 15℃1bar時，1升液體可蒸發(fā)成290升氣體7臨界壓力，Pc,atm8臨界體積，Vccm3 / gmol2689液體密度，g / cm310氣體密度，g / cm311比熱，kcal / kg℃氣態(tài)液態(tài)氣態(tài)12潛熱，kcal / kg（2） 氯硅烷的化學性質(zhì)1）易水解、潮解，在空氣中強烈發(fā)煙 易水解、潮解：SiCl4 +（ n+2）H2O → SiO2 nH2O + 4HClSiHCl3 + nH2O → SiO2 nH2O + 3HCl三氯氫硅的蒸汽燃燒時，具有天蘭色火焰，氧在不足的情況下產(chǎn)生濃的白煙。2）易揮發(fā)、易汽化、易制備、易還原。3）SiHCl3易著火，發(fā)火點28℃，燃燒時產(chǎn)生HCl 和 Cl2，著火點為220℃。4）對金屬極為穩(wěn)定，甚至對金屬鈉也不起反應(yīng)。5）其蒸汽具有弱毒性，與無水醋酸及二氮乙烯的毒性程度極為相同。SiHCl3還原制備超純硅的方法，在生產(chǎn)中被廣泛的應(yīng)用和迅速發(fā)展。因為它容易制得，解決了原料問題，容易還原成單質(zhì)硅，沉積速度塊，解決了產(chǎn)量問題，它的沸點低，化學結(jié)構(gòu)的弱極性，使得容易提純，產(chǎn)品質(zhì)量高，利用它對金屬得穩(wěn)定性，在生產(chǎn)中常用不銹鋼作為材質(zhì)。但SiHCl3有較大得爆炸危險，因此在操作過程中應(yīng)保持設(shè)備的干燥和管道的密封性，如果發(fā)現(xiàn)微量漏氣，而不知道在什么地方時，可用浸有氨水的棉球接近待查處，若有濃厚白色煙霧就可以斷定漏氣的地方。原理如下： 2HCl + 2NH4OH → 2NH4Cl + H2O第四節(jié) 主要工序生產(chǎn)方法及反應(yīng)原理如下1 H2制備與凈化在電解槽內(nèi)經(jīng)電解脫鹽水制得氫氣。電解H20→H2+022 HCl合成氯化氫合成原理在合成爐內(nèi)，氯氣與氫氣按下式進行反應(yīng)： 點 燃Ｈ2 ＋Ｃl2 2HCl ＋ 氫氣火焰溫度在1000℃以上。生成的HCl含有少量的水份，需分離除去，由于水份與HCl之間不是一種簡單混合物的形式存在，而是一種化合親合狀態(tài)，若用硅膠作吸附劑來進行分離則效果不好，采用冷凍脫水干燥的方法來除去HCl中水份效果較好。氯氣和氫氣的混合氣體在黑暗中是安全的，因反應(yīng)很慢。當強光照射或加熱時，氯和氫立即反應(yīng)并發(fā)生爆炸。其反應(yīng)的機理為：紫外光（或加熱）的能量（ｈγ），使氯分子離解為活化的氯原子（以*表示）：Cl2 ＋ ｈγ ＝ ２Cl*活化的Cl*與H2分子生成HCl分子和活化的H*原子Cl* ＋Ｈ2 = HCl ＋ Ｈ*Ｈ*再與CL2分子反應(yīng)生成HCL分子和活化的CL*原子Ｈ* ＋ Cl2 = HCl ＋ Cl*依此類推，形成了連續(xù)反應(yīng)的鏈，這種反應(yīng)稱鏈鎖反應(yīng)，反應(yīng)速度特別快，有時會引起爆炸事故，因此在生產(chǎn)過程中必須嚴格控制一定的操作條件。Cl2緩沖缸 HCl 合 成 爐液氯瓶一組冷凝器二組冷凝器HCl緩沖缸SiHCl3沸騰爐凈化后的
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