多晶硅原料生產是什么?
作者:化工綜合網發布時間:2023-11-16分類:橡膠制品瀏覽:181
一、多晶硅原料生產是什么?
多晶硅生產的原料是 三氯氫硅 和氫氣 按照一定的比例計入還原爐內進行熱分解 和 還原反應 產生多晶硅棒.
三氯氫硅是用和工業硅粉在合成爐內反應生成,
是用氫氣和氯氣在合成爐內燃燒生成.
氯氣是氯化鈉工業鹽水通過通電反應生成
氫氣即可以用氯化鈉工業鹽水通過通電反應生成
也可以用水通電電解生產.
工業硅粉是用石英礦與碳在通電的情況下還原反應生成工業硅塊,經粉碎變成工業硅粉.
二、冶金法生產多晶硅的工藝流程
1)石英砂在電弧爐中冶煉提純到98%并生成工業硅,
其化學反應sio2+c→si+co2↑
(2)為了滿足高純度的需要,必須進一步提純。把工業硅粉碎并用無水(hcl)與之反應在一個流化床反應器中,生成擬溶解的三氯氫硅(sihcl3)。
其化學反應si+hcl→sihcl3+h2↑
反應溫度為300度,該反應是放熱的。同時形成氣態混合物(н2,нс1,siнс13,sic14,si)。
(3)第二步驟中產生的氣態混合物還需要進一步提純,需要分解:過濾硅粉,冷凝siнс13,sic14,而氣態н2,нс1返回到反應中或排放到大氣中。然后分解冷凝物siнс13,sic14,凈化三氯氫硅(多級精餾)。
(4)凈化后的三氯氫硅采用高溫還原工藝,以高純的sihcl3在h2氣氛中還原沉積而生成多晶硅。
其化學反應sihcl3+h2→si+hcl。
多晶硅的反應容器為密封的,用電加熱硅池硅棒(直徑5-10毫米,長度1.5-2米,數量80根),在1050-1100度在棒上生長多晶硅,直徑可達到150-200毫米。
這樣大約三分之一的三氯氫硅發生反應,并生成多晶硅。剩余部分同н2,нс1,siнс13,sic14從反應容器中分離。這些混合物進行低溫分離,或再利用,或返回到整個反應中。氣態混合物的分離是復雜的、耗能量大的,從某種程度上決定了多晶硅的成本和該3工藝的競爭力。
三、多晶硅的生產工藝
流化床法
以四氯化硅、氫氣、和工業硅為原料在流化床內(沸騰床)高溫高壓下生成三氯氫硅,將三氯氫硅再進一步歧化加氫反應生成二氯二氫硅,繼而生成硅烷氣。
制得的硅烷氣通入加有小顆粒硅粉的流化床反應爐內進行連續熱分解反應,生成粒狀多晶硅產品。因為在流化床反應爐內參與反應的硅表面積大,生產效率高,電耗低與成本低,適用于大規模生產太陽能級多晶硅。唯一的缺點是安全性差,危險性大。其次是產品純度不高,但基本能滿足太陽能電池生產的使用。
此法是美國聯合碳化合物公司早年研究的工藝技術。目前世界上只有美國MEMC公司采用此法生產粒狀多晶硅。此法比較適合生產價廉的太陽能級多晶硅。
流化床法是美國聯合碳化合物公司早年研發的多晶硅制備工藝技術。該方法是以SiCl4、H2、HCl和工業硅為原料,在高溫高壓流化床內(沸騰床)生成SiHCl3,將SiHCl3再進一步歧化加氫反應生成SiH2Cl2,繼而生成硅烷氣。制得的硅烷氣通入加有小顆粒硅粉的流化床反應爐內進行連續熱分解反應,生成粒狀多晶硅產品。由于在流化床反應爐內參與反應的硅表面積大,故該方法生產效率高、電耗低、成本低。該方法的缺點是安全性較差,危險性較大,且產品的純度也不高。不過,它還是基本能滿足太陽能電池生產的使用。故該方法比較適合大規模生產太陽能級多晶硅。
四、手機卡芯怎樣提煉單晶硅
石英砂+焦炭--工業硅;
工業硅+---三氯氫硅;
三氯氫硅蒸餾精制--高純三氯氫硅;
-高純三氯氫硅+高純氫--高純多晶硅;
高純多晶硅 熔融 籽晶提拉(直拉單晶爐)--單晶硅棒;
單晶硅棒 切割---單晶硅方棒。
五、硅油的生產工藝
201甲基硅油的用途
201甲基硅油具有各種優異的特性,因此在工農業生產各部門,國防工業,科學研究及醫療衛生等部門,都得了極其廣泛的應用。它廣泛用于電氣絕緣、脫模、消泡、阻尼、防震、滾壓、防塵、防水、高低濕潤等方面。
1、 在機電工業中的應用:201甲基硅油廣泛用在電機、電器、電子儀表上作為耐溫、耐電弧電暈、抗蝕、防潮、防塵的絕緣介質、目前還用做變壓器、電容器、電視機的掃描變壓器的浸漬劑等。在各種精密機械、儀器及儀表中,用作液體防震、阻尼材料。201甲基硅油的消震性能受溫度影響小,多用于具有強烈機械震動及環境溫度變化大的場合下,使用的儀表如:飛機、汽車的儀表中。用于防震、阻尼、穩定儀表讀數,還可作為液體彈簧,且于飛機的著陸裝置中。
2、 作消泡劑:由于201甲基硅油表面張力小,且不溶于水,動植物油及高沸點礦物油中,化學穩定性好、又無毒,用作為消泡劑已廣泛用于石油、化工、醫療、制藥、食品加工、紡織、印染、造紙等行業中,只要加入10-100PPM的硅油就具有良好的消泡劑作用。
3、 作脫模劑:由于201甲基硅油與橡膠、塑料、金屬等的不粘性,又用做各種橡膠、塑料制品成型加工的脫模劑,及用于精密鑄造中。用它做脫模劑不僅脫模方便,且使制品表面潔凈、光滑、紋理清晰。
4、 作絕緣、防塵、防霉涂層:在玻璃、陶瓷器表面浸涂一層201甲基硅油,并在250-300℃進行熱處理后,可形成一層半永久性的防水、防霉和絕緣性的薄膜。用之處理絕緣器件,可提高器件的絕緣性能:用之處理光學儀器,能防止鏡片、棱鏡發霉;用之處理藥瓶,能延長藥品的保存期,并不使制劑因粘壁而損失;用之處理電影膠片的表面,可起潤滑作用,減少磨擦,延長影片壽命。
5、 作潤滑劑:201甲基硅油適于做橡膠,塑料軸承、齒輪的潤滑劑。也可做為在高溫下鋼材對鋼的滾動磨擦,或鋼與其它金屬磨擦時的潤滑劑,但由于在常溫下甲基硅油潤滑性能并不特別好,一般情況下,并不推薦做為常溫下金屬間的潤滑劑。
6、 作添加劑:201甲基硅油可作許多材料的添加劑,如可作為油漆的增光劑,加少量硅油到油漆中,可使油漆不浮包、不起皺提高漆膜的光亮度,加少量硅油到油墨中,可提高印刷質量,加少量硅油到拋光油中(如汽車上光油),可增加光亮,保護漆膜,并有優良的防水效果。
7、 在醫療衛生中的應用:;201甲基硅油對人體無生毒性,也不被體液分解,故在醫療衛生事業中,也被廣泛應用。利用其消泡作用,制成了口服胃腸消脹片,及肺水腫消泡氣霧劑等藥用。在藥膏中加入硅油,可提高藥物對皮膚的滲透能力,提高藥效。以硅油為基礎油的某些膏藥劑對燙傷、皮炎、褥瘡等都有很好的療效,利用硅油的抗凝血作用,可用其處理貯血器表面,延長血樣貯存時間等。
8、 其它方面:201甲基硅油在其它方面還有許多用途。如:利用其閃點高、無嗅、無色、透明且對人體無毒等特性,在鋼鐵、玻璃、陶瓷等工業和科研中,作為油浴或恒溫器中的熱載體。利用其抗切變性能好,可做液壓油尤其是航空液壓油。用其處理人造絲紡絲頭,可消除靜電,提高抽絲質量。在化妝品上加入硅油能提高對皮膚的滋潤和保護作用等等
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