Плазмохимический метод прямого получения поликристаллического кремния из его оксидов

• Автор: Скрябин, Андрей Станиславович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ИЗВЕСТНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И МЕТОДОВ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ
1.1. Промышленные технологии получения поликристалли-ческого кремния
1.2 Лабораторные методы получения поликристаллического
кремния
1.3. Недостатки существующих технологий и методов получения кремния
ГЛАВА 2. СХЕМНОЕ РЕШЕНИЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОГО МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ
КРЕМНИЯ
2.1. Плазмохимический метод прямого получения кремния из
его оксидов
2.2. Квазиодномерная модель расчёта температуры и скорости
потока несущего газа в плазмохимическом реакторе
2.3. Критерии реализации основных фаз плазмохимического

метода
ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ ОСНОВНЫХ ФАЗ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОГО МЕТОДА
3.1. Исследование параметров высокотемпературного потока
и эффективности испарения частиц оксидов кремния
3.1.1. Расчётная физико-математическая модель
3.1.1.1. Физико-математическая модель расчёта параметров высокотемпературного потока плазмообразующего газа
3.1.1.2. Физико-математическая модель расчёта нагрева и испарения частиц оксидов кремния в высокотемпературном потоке
3.1.2. Результаты и анализ расчётов параметров высокотемпературного гетерофазного потока и эффективности испарения
в нём частиц оксидов кремния

ЗА.2.1. Результаты расчётов параметров высокотемпературного потока
3.1.2.2. Результаты исследования эффективности испарения частиц оксидов кремния в высокотемпературном
потоке
3.2. Исследование неравновесных газофазных высокотемпературных химических процессов в плазмохимическом реакторе
3.2.1. Кинетическая модель высокотемпературных газофазных химических процессов в плазмохимическом реакторе
3.2.2. Результаты расчетов и анализ кинетики высокотемпературных газофазных химических процессов в ПХР при переработке оксидов кремния с использованием различных восстановителей
3.2.2.1. Результаты расчетов и особенности кинетики процессов в плазмохимическом реакторе при пере-

-экологическая опасность процесса вследствие использования токсичных промежуточных соединений.
Основными недостатками технологической схемы, основанной на металлургической очистке технического кремния, являются:
- подобно схеме с летучим соединением - многостадийность процесса;
- при использовании гидрометаллургической очистки и реактивной обдувки технического кремния низка экологичность данных методов вследствие использования растворов различных кислот (НС1, Н2804 и др.) и химически активных газов (С12, 02, Н2 и др.);
- применение металлургических методов очистки технического кремния, позволяющих получать продукт с высокой чистотой (направленная кристаллизация), ограничено низкой производительностью данных методов. Известные на настоящий момент лабораторные методы получения поликристаллического кремния (как плазменные, так и не плазменные), в целом, повторяют недостатки промышленных технологий его производства.
Недостатком способа получения кремния путём восстановления его соединений металлами (алюминием, магнием и т.д.) или углеродом является загрязнение кремния твёрдофазным элементом-восстановителем и другими продуктами реакций (например, при осуществлении карботермии -углеродом, диоксидом и карбидом кремния).