Кремний

[Roman7474]

Просто в больших уже есть смысл поставить несколько экспериментов, замерить выход, просчитать экономику процесса и т.п. Интересуют все продукты реакции? Планируете разделять?

Разделять планирую.Кремний интересует и карбид кальция.Я так понял SiO2 мелкодисперсный должен быть?

[DX666]

Разделять планирую.Кремний интересует и карбид кальция.Я так понял SiO2 мелкодисперсный должен быть?

Да, всё по возможности мелкое. Тут же при 1000С жидкой фазы не планируется. Возможно после прокаливания перемешать и прогреть ещё раз, если с первого раза выход будет низкий. Пробовать нужно.

[Termoyad]

 

SiO2 + 5C + CaO --1000 С--> Si + CaC2 + 3CO Здесь нужен активный диоксид кремния или аморфный пойдет?Кто что может сказать про эту реакцию?Осуществима?

 

Реакция только начнется при 1000. Скорость её при этой температуре будет исчезающе мала. Резко увеличится выход продукта при температуре плавления силиката кальция ( который образуется из диоксида кремния и оксида кальция ), но карбид кальция не образуется, т.к. температуры еще маловато.Получится что-то в виде такого:

 

CaSiO3 + 2C === CaO + Si + 2CO

 

Образование карбида кальция ( по приведенной реакции ) в заметных количествах начнется только при температурах синтеза карбида по обычной схеме, т.е. около 2000-2200 град.

 

Вообще, такую схему реакции предложили для совмещенного получения двух ценных продуктов ( карбида и кремния ) в одной печке, причем дуговой печке. Зачем расходовать кучу энергии на производство чистого карбида, когда можно чуть увеличив расход электричества сразу получить в 2 раза больше ценной продукции?

 

ПС. Для данной реакции по барабану, какой оксид кремния будет взят. При температуре реакции ( даже при 1000 ) все модификации перейдут в одну, наиболее устойчивую, а потом в расплав ( не важно, в какой - силикатный, оксидный или карбидный ).

[dk_]

Вот тут есть один патент - Способ очистки кремния и устройство для его осуществления там приведен способ очистки металлургического кремния от бора с использованием плазмотрона и вращающегося тигля. Остальные примеси вроде как удаляются относительно легче:

Известен способ (патент РФ 2154606 С2, 20.08.2000) производства кремния, пригодного для изготовления солнечных элементов из кремния металлургического сорта. Его в виде расплава заливают в форму и постепенно охлаждают до твердого состояния. Отношение высота - площадь в форме определяется уравнением Н/(S/π)1/2≥0,4, где Н - высота поверхности жидкости, S - средняя площадь поперечного сечения формы. При охлаждении кремния поверхность жидкости нагревают или теплоизолируют для замедления затвердевания. Происходит предварительная очистка кремния металлургического сорта. Полученный кремний вновь расплавляют и рафинируют. Фосфор удаляют расплавлением при давлении ниже атмосферного. Бор и углерод удаляют контактированием с газовой смесью кислого и инертного газов. Кислород удаляют раскислением. Рафинированный кремний отливают в пруток. Пруток очищают зонной плавкой от Fe, Al, Ti и Са.

http://www.findpatent.ru/patent/238/2381990.html

 

В общем я так думаю что при определенном желании и наличии плазмотрона можно было бы и собственноручно карботермически восстановленный кремний очистить таким способом без хлорсиланов в домашне-лабораторных условиях. И может быть даже потом накрутить из него небольшой монокристалл, распилить струнной пилой (а если есть дешевые мощные лазеры, то можно попробовать и лазером распилить), отшлифовать/отполировать и получить вполне пригодный для солнечной батареи элемент. А может быть даже вполне годную подложку для интегральной схемы под фотолитографические маски напечатанные на лазерном принтере с разрешением 2400х2400dpi (то есть с топологической нормой 100мкм) - и похимичить со всякими н-МОП процессами в домашних условиях 

 

Не такая уж и плохая степень интеграции может получиться - один транзистор вполне сможет поместиться на 1 мм². Процессор конечно не соорудишь, надо хотя бы 10мкм, но что-нибудь по-проще - вполне.

Изменено 4 Июля, 2015 в 16:08 пользователем dk_

[dmr]

SiO2 + 5C + CaO --1000 С--> Si + CaC2 + 3CO Здесь нужен активный диоксид кремния или аморфный пойдет?Кто что может сказать про эту реакцию?Осуществима?

посмотрите книгу Ферросплавы Рысс. Страницы со 106. Там другие продукты реакции.