Способ получения карбида кремния

Способ получения карбида кремния

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 121т 37 № 50630

ОПИСАНИЕ ИЗОЬРЕТКНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, ВЫДАННОМУ НАРОДНЫМ КОМИССАРИАТОМ ТЯЖЕЛОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Зарегистрировано в Государственно.и бюро посмдуюи;гй pezucmpayuu изобретении ири Госл.тане СС, А. В. Тихонов и M. В. Каменцев.

Способ получения карбида кремния

Заявлено 16 мая 1935 года за № 1694б8.

Опубликовано 31 марта 1937 года.

Осуществленный в промышленности способ производства карбида кремния заключается в нагреве шихты, состоящей из кварцевого песка и углеродистого материала (с примесью хлористого натрия и древесных опи- лок), загружаемых вокруг нагревателя.

Получаемые в результате процесса продукты располагаются зонами, концентричными нагревателю в следую- щем порядке:

1. Зона графита, образовавшегося, вокруг нагревателя в результате дис- социации карбида кремния, вызываемой перегревом.

2. Зона карбида кремния, разделяющаяся в свою очередь на две зоны, из которых одна меньшая, наиболее близкая к нагревателю, состоит из сравнительно крупных кристаллов, другая же обращенная наружу со- стоит из мелких не образующих ком-, пактной массы кристаллов карбида кремния, частично не используемых („аморфный карбид") и частично являющихся второсортным материалом (секунда).

3. Зона силоксикона, представляющего собой твердый раствор карбида кремния и крем некислоты, не находящего себе применения и служащего отбросом, 4. Зона спекающейся и непрореагировавшей шихты.

Из перечисленного видно, что недостатками процесса являются: !. Частичное использование шихты для получения карбида.

2. Полученный карбид дает значительный выход второсортного продукта (секунда) и отбросов (аморфный кароид и силокспкон).

3. Повышенный расход энергии, вызванный непроизводительным нагревом печи, теплоизоляционного матер: ала, шихты и т. п., что является результатом периодического ведения процесса. Вследствие этого на 32 — Зб часов работы печи ггриходится 7 — 8 суток простоя печи, связанного с остыванием, разгрузкой и загрузкой.

Стремление использовать источник энергии (мотор, генератор, тоансформатор и т. д.) заставляет строить батарею печей от 6 до 8 штук, требующих значительных капиталовложений на здание и печи.

Кроме того, конструкция печей и система работы создают затруднения в работе, трудности механизации процесса и антисанитарные условия труда.

Предлагаемый новый способ получения карбида кремния заключается в ведении последнего в две (раздельно ведущиеся) стадии; первая сводится к получению парообразного кремния из кремнекислоты и углерода по уравнению

SiOg +2C = Si+2CO второй — синтезирование карбида путем пропитывания парами кремния кускового или брикетированного углеродистого материала.

Для проведения процесса измельченная шихта нагревается до температуры 1500 †20, при которой кремний испаряется. Нагрев осуществляется по принципу вольтовой дуги или печи сопротивления.

Пары кремния эвакуируются в камеру, в которой помещается углеродистый материал в брикетах или кусках желаемого размера. Камера подогревается до температуры 1900—

2200, при которой имеет место образование кристаллического карбида кремния, причем используется тепло синтеза карбида. Поднимать температуру вьгше 2200 не следует, так как при переходе через этот предел будет происходить диссоциация карбида.

Углеродис."ыи материал по мере силиц рова:...,i,даляется из; е и, а новый подается, что может быть осуществлено периодически или непрерывно. При этом может быть осуществлен принцип противотока.

Предлагаемый способ позволяет:

1. Получать плотный карбид кремния в кусках люоых размеров.

2. Осуществить полное использо. вание шихты.

3. Снизить расход электроэнергии.

4. Осуществить непрерывный процесс.

Последнее предоставит возможность механизации процесса и значительно уменьшит затраты по оборудованию и еще более снизит расход электро энергии.

Предмет и зоб р ет ен и я.

1. Способ получения карбида кремния, отличающийся тем, что на углеродистый материал воздействуют при

1900 — 2200 парами кремния, полученными при восстановлении кремневого ангидрида углем при 1500—

2000 .

2. Прием выполнения способа и. 1, отличакицийся тем, что получение паров кремния и обработку ими углеродистого материала производят в двух 07дельных печах периодического или пеппер. :."вного ", йствия.

Тип., Пс".атный Трчд . 3aê. 3!!8- 50п