Способ получения кристаллического карбида кремния

Способ получения кристаллического карбида кремния

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КАРБИДА КРЕМНИЯ путем тер- .мической обработки кварцевого песка и углеродного материала в движущемся слое с последующим охлаждением полученного продукта, о т л и ч а rant и и с я тем, что, с целью интенсификации процесса и повышения выхода конечного продукта, кварцевый песок предварительно науглероживают, нагревают до 1900-2300''С и выдерживают при этой температуре сначала в те- • чение 1-2 ч в электротермическом кипящем слое, а затем в течение. 4- 8 ч в движущемся слое, полученный продукт в процессе охлаждения'обрабатывают водян1О1 паром при 900-700*'с 2. Способ по п. 1, отличаю- :Щ и и с я тем, что науглероживание ведут до содержания углерода 17- 35 мас.%.ФМ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

МЯ) С:01 В 31 36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2094211!26 (22) 07 ° 01 ° 75 (46) 23.01.84, Бюл, В 3 (72) A.È. Сукачев, К.Е. Махорин,,В.A. Богомолов, А.Н. Порада, С.М. Полонский, Ю.В. Лагунов, В.И. Полянский и В.К. Руденко (71) Институт газа AH УССР (53) 661 ° 665 ° 12(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 194783, кл. С 01 В 31/36, 1967.

2. Полубелова A.Ñ., Крылова В.A.

Кармин В.В., Ефимова Й.С. Производство абразивныхматериалов,Л., "Машиностроение", 1968.

3. Патент Англии Р 1273763, кл. С1А, 1972. (54) (57) 1 ° СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КАРБИДА КРЕМНИЯ путем тер„„SU„„538623 А мической обработки кварцевого песка и углеродного материала в движущем, ся слое с последующим охлаждением полученного продукта, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации процесса и повышения выхода конечного продукта, кварцевый песок предварительно-науглероживают нао

I гревают до 1900-2300 С и выдерживают при этой температуре сначала в течение 1-2 ч в электротермическом кипящем слое, а затем в течение. 48 ч в движущемся слое, полученный продукт в процессе охлаждения обрабатывают водяным паром при 900-700 С.

2. Способ по и. 1, отличаю,шийся тем, что науглероживание Я ведут до содержания углерода 1735 мас.Ъ.

538623.Техред O.Веце Корректор A. Повх

Редактор Н. Коляда

Эакаэ 1043/2 Тираж 464 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений-и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

r. Ужгород, ул . Проектная, 4

Филиал ППП, Патент, Изобретение относится к химической технологии получения неорганических веществ, н частности к получению карбида кремния для абразивной промышленности.

Известен способ подготонки крем- 5 незема к дальнейшей его карбидизации, нключающий обработку (науглероживание) кремнезема углеводородами при 800-1150 С в реакторах с кипящим слоем 513. Этот способ относится только к первой стадии процесса производства кристаллического карбида кремния и не применяется в производстве.

Известен также способ получения кристаллического карбида кремния (способ Ачесова), по которому смесь дробленного кремнезема смешивают с углеродным материалом, нагревают в керновых печах до 2500оС, выдержи.вают при этой температуре 16-30 ч и после отстоя и охлаждения вручную сортируют полученные продукты Г2 3.

К недостаткам способа относятся периодичность и низкий выход годного продукта. 25

Наиболее близок к предлагаемому способ получения тугоплавких карбидов, в частности карбида кремния, в движущемся слое путем обработки кварцевого песка и углеродного ма- . 30 териала с последующим охлаждением полученного продукта (.33.

K недостаткам этого способа от носятся его невысокая скорость и . большой расход электроэнергии. 35

Цель изобретения — интенсифика. ция процесса и повышение выхода конечного продукта.

По предложенному способу кварцевый песок предварительно науглеро- 4О (живают до содержания углерода 1735 мас.Ъ, нагревают до 1900-2300 С и выдерживают при этой температуре сначала. 1-2 ч в электротермическом кипящем слое, .а затем 4-8 ч в.движущемся слое, после чего полученный продукт в процессе охлаждения обрабатывают водяным паром при 900700 С.

Обработка кварцевого песка угле родным материалом н злектротермичес- 5О ком слое позволяет интенсифицировать процесс его карбидизации бяагодаря более тесному контакту углерода с кремнеземом и инициирующему действию электрического поля. Выдержка полученного полупродукта в движущемся слое н течение 4-8 ч обеспечивает рост кристаллов до заданных размеров и непрерывность процесса.

Охлаждение готового продукта до о

900-700 С с одновременной обработкой водяным паром позволяет удалить из него свободный углерод.

Предложенный способ позволяет интенсифицировать производство крис.— таллического карбида кремния, повысить выход годного продукта и открывает широкие воэможности для автоматизации.

Пример. пихту — науглероженный кварцевый песок (20 /оС) с частицами размером 0,75 мм и нефтяной кокс с частицами размером 1 мм — загружают н реактор с электротермическим Йипящим слоем частиц графита, нагретым до 2100 С. Постепенно выгружая материал слоя, вытесняют избыточный графит. Псевдоожижение производят природным газом, который полностью разлагается на водород и пироуглерод; объем материала в псевдоожиженном слое 12 л, После часовой выдержки шихты в электротермическом кипящем слое получают полупродукт, содержащий 60Ъ Б1С, 24Ъ S10 +S10 и 16Ъ С. Полученный полупродукт выдерживают 4 ч при

2050 С н плотном движущемся слое о кристаллизатора реактора с кольцевым электротермическия слоем. После перевода продукта из кристаллиэатора в зону охлаждения в него иэ электротермического кипящего слоя поступает новая порция полупродукта.

В зоне охлаждения при 850-700 С удаляют избыточный свободный углерод путем окисления водяным паром, поступающим иэ нижележащей эоны.

Потери кремния, содержащегося н шихте, вследствие сублимации в виде SiO,Si u SiC 3-5 вес.Ъ.

Выход готового продукта 95-97Ъ по кремнию в шихте.