LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Хімічні науки → Реакції в хлоридно- кремнійфторидних розплавах при одержанні електролітичного кремнію

Euchem conference on molten salts. — Smolenice Castle, Slovakia, 15-20 September, 1996. — Abstracts. — P. A-55.





Резюме


Касьяненко Г.Я. Реакції в хлоридно–кремнійфторидних розплавах при одержанні електролітичного кремнію (на правах рукопису).

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.04–Фізичнс хімія, Інститут загальної та неорганічної хімії НАН України.—Київ.—1999.


Виконаний комплекс фізико–хімічних досліджень складних хлоридно–кремнійфторидних систем з метою вибору технологічного електроліту та джерел іонів кремнію для отримання останнього електролізом вказаних розплавів. Запропоновані низькоплавкі, термічностійкі електроліти, умови їх насичення SiO2 та SiCl4, режим електролізу. Показана ефективність використання вакуум-термічної сепараціїзамість гідрообробки видалення із катодного осаду сольової фази.

К л ю ч о в і с л о в а : розплави, електролітичний кремній.



Summary


Kasjanenko G.Ya. Reaction in chlorine–siliconfluorine melts ii receiving electrolytic silicon (manuscript).


The thesis competing for candidate degree in chemistry, specialty 02.00.04–Physical chemistry. – Vernadsky Institute for General and Inorganic Chemistry. National Academy of Science, Ukraine. – Kyiv. – 1999.


The complex physico-chemical research of complex chlorine-silicon-fluorine systems aimed at choosing technological electrolyte and sources of silicon ions for receiving the latter by means of electrolysis the above-mentioned melts has been conducted. Low melting, thermally stable electrolytes, their saturation with SiO2 and SiCl4 conditions, electrolysis regime are offered. The efficiency of vacuum-thermal separation (in comparison with) hydrotreatment for salts phase removal from cathodic sediment is shown.

K e y w o r d s : melting salts, electrolytic silicon.




Аннотация


Касьяненко Г.Я. Реакции в хлоридно-кремнийфторидных расплавах при получении электролитического кремния (на правах рукописи).

Диссертация на соискание учёной степени кандидата химических наук по специальности 02.00.04 - Физическая химия, Институт общей и неорганической химии им.В.И.Вернадского НАН Украины. - Киев. - 1999.

Рассмотрены возможности получения высокочистого кремния электролизом солевых расплавов. Показано, что в литературе не систематизированы данные относительно физико-химических свойств хлоридно-фторсиликатных систем, что затрудняет выбор оптимальных с точки зрения технологии (температура плавления, термическая устойчивость) составов электролитов, способов приготовления последних или их корректировка непосредственно в электролизёре, получение на катоде металло-солевых осадков, способных без затруднения разделяться на составные части.

Выполнен комплекс физико-химических исследований сложных хлоридно-фторсиликатных систем с целью выбора технологичного электролита и источников ионов кремния для получения последнего электролизом указанных расплавов.

Получены новые данные о взаимодействии солей в четверной взаимной системе K+,Na+||Cl-,F-,SiF62-. Построена развёртка призмы состава указанной четверной взаимной системы. Определены температуры плавления тройных и четверных нонвариантных точек, их положение в стабильных сечениях и тетраэдрах состава. Предложены новые низкоплавкие составы электролитов для получения кремния; дана оценка их термической устойчивости и способности растворять диоксид кремния. Изучены условия электроосаждения кремния из полученных составов электролитов.

С целью снижения температуры плавления электролита изучена диаграмма плавкости тройной солевой системы K+|BF4-,Cl-,SiF62-, поверхность ликвидуса которой определена характером взаимодействия солей в бинарных подсистемах и представлена полями кристаллизации исходных компонентов. Установлены низкоплавкие солевые композиции, способные количественно растворять диоксид кремния. Показана зависимость содержания бора в катодном продукте от условий проведения электролиза.


Осуществлён теоретический анализ возможных механизмов взаимодействия тетрахлорида кремния с хлоридно-фторидными расплавами, результаты которого сопоставлены с экспериментальными данными. Получены выражения, позволяющие оценивать величину потока кремния в расплав при изотермическом насыщении последнего газообразным тетрахлоридом кремния в статическом и динамическом режимах. Установлены температурная и концентрационная (от содержания фторид-ионов) зависимости скорости насыщения. Определено, что для динамических условий насыщения расплава тетрахлоридом кремния лимитирующей стадией является доставка последнего в зону реакции. При этом имеют место значительные потери фтора из расплава в виде SiF4 (продукт термической диссоциации гексафторсиликата калия), который выносится из расплава газовым потоком. В статических условиях процесс лимитируется отводом из реакционной зоны фторсиликат-ионов.

Установлено, что электролиты, полученные насыщением газообразным тетрахлдоридом кремния расплавленных солевых смесей KF-KCl, представляют собой расплавы тройной системы KF-KCl-K2SiF6. Показана возможность электролитического получения кремния из этих электролитов с технологичными выходами по току и содержанием кремния в катодном осадке.

Исследована кинетика вакуум-термической сепарации электролитического кремния от солевой фазы. Установлено влияние вакуума и температуры на процесс отгонки солей. Показано положительное влияние предварительной гидрообработки катодного продукта на эффективность вакуум-термической сепарации.

Полученные результаты представляют собой физико-химическую основу способа получения высокочистого кремния электролизом хлоридно-фторидных расплавов, насыщенных тетрахлоридом или диоксидом кремния. Данные о диаграммах плавкости многокомпонентных солевых систем на основе фторсиликатов калия и натрия, равновесиях в системе тетрахлорид кремния - хлоридно-фторидный расплав, термической устойчивости исследуемых солевых систем, о влиянии состава расплава и способа его насыщения кремнием на чистоту катодного продукта, а также данные по дистилляции катодных осадков являются базовыми при разработке технологии получения высокочистого кремния электролизом расплавов.

К л ю ч е в ы е с л о в а: расплавы, электролитический кремний