西门子体系中SiHCl3和SiCl4的热力学行为

在选取与实际生产相近的温度、氢气配比(H2与SiHCl3的初始比例)和压力的基础上,计算西门子体系中硅源气体SiHCl3的剩余量与副产物SiCl4的生成量,分别绘制二者随所选条件的变化图,并利用这些热力学图,分析温度、氢气配比及压力对西门子法生产多晶硅反应体系中SiHCl3和SiCl4热力学行为影响的规律。结果表明:当压力、氢气配比一定时,SiHCl3的剩余量与温度呈反比,SiCl4的生成量则是先随温度的升高而增加,后又变小;当温度和压力一定时,增大氢气配比SiCl4生成量减少,只有在氢气配比大于5以后SiHCl3的剩余量才与它呈反比关系;当温度和氢气配比一定时,随着压力的降低,SiHCl3的剩余量减少,SiCl4则呈先增加再减少的变化趋势。

SiCl4冷氢化反应器床层密度的计算

通过理论计算临界流化速度umf和床层空隙率εe,得到SiCl4冷氢化流化床反应器在不同粒径dp和表观气速ue条件下的床层密度ρ。床层密度随着硅粉粒径增大而增大,随着表观气速增大而减小。通过实际测量一定高度床层间的压降得到实际床层密度,与理论计算值对比二者吻合性较好,冷氢化反应器的床层密度沿高度方向变化较小。

硅业副产物SiCl4资源化电沉积硅及其性能研究

以硅业副产物四氯化硅(SiCl_4)为溶解物,离子液体[BMIM]TF2N为溶剂,碳酸丙烯酯(PC)为支持电解质,采用三电极系统,用C-AFM方法研究[BMIM]TF2N与PC的质量比、电解液温度和沉积时间对阴极板生成物电学性质的影响,以及硅薄膜结构和表面形貌对其电学性质的影响。拉曼光谱结果证实沉积的硅薄膜是非晶态结构,在质量比为1:3的常温电解液中沉积1h制备出的硅薄膜具有很好的均匀性和电学性质。

水汽和空气焙烧制备LaY沸石的SiCl4气相超稳研究

为了考察不同焙烧条件制备的LaY沸石在SiCl4气相超稳后性能的差异,采用离子交换和氨水沉淀相结合的方法将La离子负载到NaY沸石上,经水蒸汽焙烧或空气焙烧得到不同La负载量的LaYS和LaYB沸石,再经过SiCl4气相超稳改性得到DLaYS和DLaYB沸石.XRD数据表明水蒸汽焙烧能使沸石发生更为明显的骨架脱铝;不同La负载量的LaY沸石经SiCl4气相超稳改性都能顺利实现晶胞收缩.XRF数据表明气相超稳和洗涤过程伴随着稀土La的大量流失,DLaYB沸石中的La流失量相对较小.NH3-TPD和Py-IR数据表明La负载量相同时,DLaYS沸石的总酸量少于DLaYB沸石的总酸量.固定流化床重油催化裂化评价结果显示,与参比催化剂相比,DLaYS催化剂和DLaYB催化剂都具有汽油收率高、柴油收率低,及总轻质油收率高的特点.La负载量相同时,DLaYS催化剂的汽油收率低于DLaYB催化剂.

SiCl4促进的oxonia—Cope重排反应合成聚酮类多羟基片段

多羟基聚酮类化合物是一大类结构多样的生物次级代谢产物，其广泛的生理活性使其可以用作抗生素、抗菌素、天然杀虫剂或细胞稳定剂等．由于聚酮类化合物广泛的临床应用价值和结构多样，使得其高效合成一直以来备受合成化学家的关注．中国科学院上海有机化学研究所洪然课题组利用SiCl4促进的立体选择性的oxonia—Cope重排反应，

SiCl_4氢化转化为SiHCl_3过程的热力学

应用有关热力学数据研究了与多晶硅主要生产工艺即西门子法相关的"Si-Cl-H"三元系的复杂化学反应,研究SiCl4氢化转化为SiHCl3过程中可能发生的15个反应,给出15个反应的ΔG mΘ—T图;并确定5个独立的反应,给出这5个独立反应的K pΘ—T图;高温时主反应(1)的K pΘ增长较慢,而反应(2)和(5)的K pΘ快速增大,1 373 K时,主反应(1)的K pΘ较小,为0.157 1。进一步研究温度、压强和进料配比n H 2/nSiCl4对SiCl4氢化率的影响,并绘制出SiCl4氢化率随这些因素的变化曲线。结果表明:当压强和进料配比一定时,SiCl4的氢化率随温度的升高先增加后降低;增大压强或增加进料配比n H 2/nSiCl4都会提高SiCl4的氢化率;SiCl4氢化转化为SiHCl3过程的最佳操作条件为温度为1 000℃,压强为0.3 MPa,进料配比n H 2/nSiCl4为4,在此条件下,SiCl4的氢化率为25.78%。

InAs/GaSb二类超晶格红外探测材料的ICP刻蚀

分别采用Cl2/Ar和SiCl4/Ar作为刻蚀气体对InAs/GaSb二类超晶格红外探测材料进行ICP(Inductively Couple Plasma)刻蚀。结果表明,两种刻蚀气体的刻蚀深度与刻蚀时间都呈线性关系;在2 mTorr气压下,RF功率为50 W,SiCl4流量为3 sccm,Ar为9 sccm时,刻蚀速率为100 nm/min,且与材料的掺杂浓度无关。实验还表明,SiCl4/Ar作为刻蚀气体时,Ar流量在很大范围内对刻蚀速率没用明显影响,但Ar的流量越大,刻蚀的均匀性越好;用Cl2/Ar作为刻蚀气体时,刻蚀速率也是100 nm/min,但Ar流量对刻蚀速率有影响:当Ar流量小于3 sccm时,刻蚀速率随Ar流量的减小而明显降低。

以SiHCl_3和SiCl_4的混合物为原料制备多晶硅热力学

根据相关热力学数据,首先计算并拟合得到Si-Cl-H三元系中气相Cl与H原子的摩尔比(nCl/nH)与反应达到平衡时的气相Si与Cl原子的摩尔比(nSi/nCl)Eq的关系。为了得到合理的SiCl4(STC)和SiHCl3(TCS)的进料配比,详细分析TCS与STC的3种配比(nTCS/nSTC分别为1/4、1和4)时温度、压强以及进料配比对Si沉积率的影响。结果表明:以STC和TCS的混合物为原料时,最佳温度为1400K,压强为0.1MPa。为了保证硅产率达到可工业化生产的35%以上,当原料摩尔比(nTCS/nSTC)为1/4时,原料中nCl/nH为0.055;当原料摩尔比(nTCS/nSTC)为1时,原料中nCl/nH比为0.07;当原料摩尔比(nTCS/nSTC)为4时,原料中nCl/nH为0.09。随着硅原料中TCS所占比例的增大,在较高的nCl/nH下,就可以得到较高的硅产率。最后分析得到:当选定原料配比时,要得到合理的硅产率,所需要控制nCl/nH的范围;当进料中nCl/nH一定时,要得到合理的硅产率,需选择原料配比的理想范围。

SiCl_4-H_2为气源低温制备多晶硅薄膜

以SiCl4 H2 为气源 ,用等离子体化学气相沉积技术 ,在衬底温度仅为 2 0 0℃时能获得多晶硅薄膜。最大晶粒达 1.5 μm ,结晶度在 90 %以上。薄膜中不含Cl、H、C、N、O等杂质 ,暗电导率高达 10 -4Ω-1·cm-1,光照稳定性好。对氯元素在低温成膜中的作用进行初步讨论。

新型阻燃增塑剂硅酸三(氯丙基)苯酯的合成

以SiCl4、苯酚和环氧丙烷为原料,合成出新型硅卤协同阻燃增塑剂硅酸三(氯丙基)苯酯,研究了原材料配比、反应温度及反应时间等对硅酸三(氯丙基)苯酯产率的影响。结果表明,当SiCl4与苯酚的物质的量之比为1∶1,SiCl4与环氧丙烷的物质的量之比为1∶3.2,反应温度为50℃,反应时间为4 h时,硅酸三(氯丙基)苯酯的产率最高,为98%。

四氯化硅的制备工艺综述

对SiCl4的传统工业生产方法(如工业硅氯化法、硅铁氯化法等)和新发展的制备方法(如硅藻土氯化法、工农业副产物制备SiCl4)进行了分析比较研究,展望了SiCl4制备工艺及应用的发展方向,指出利用硅藻土以及多晶硅副产物制备SiCl4的途径前景广阔,而SiCl4分离提纯技术是解决副产SiCl4出路的关键。

脱铝八面沸石的研究——Ⅲ.稳定性

以NaY沸石为原料,用SiCl_4同晶取代法制备了不同硅铝比且具有高结晶度的八面沸石,进一步将样品交换成铵型。还制备了超稳Y样品及铝交换型八面沸石。研究结果表明,随骨架硅铝比提高,八面沸石的骨架稳定性、热稳定性及水热稳定性均得到很大改善。骨架外铝会使较低硅铝比样品的水热稳定性变差。钠型及铵型样品在不同硅铝比时,对稳定性有不同影响。在骨架硅铝比相近情况下,SiC1_4脱铝沸石(DNH_4Y)较水热法脱铝沸石(USY)有好得多的热稳定性,然而二者却具有相近的水热稳定性。

一起急性四氯化硅中毒的流行病学调查

目的探讨急性四氯化硅(SiCl4)中毒对机体的影响及救治措施,为战时急性刺激性气体中毒的救治提供依据。方法对119例(131人次)急性四氯化硅中毒患者的各项检验及辅助检查结果及治疗进行流行病学分析。结果急性四氯化硅中毒可引起明显的局部刺激症状和全身中毒反应,其中高血红蛋白血症高达67.97%(89/131),血糖改变28例,凝血功能改变8例。肺功能改变37例。心肌酶谱改变20例,心电图改变29例。肝功改变28例,肾功改变3例。结论急性四氯化硅中毒既有呼吸道局部刺激作用,又有心,肝,肺,肾等全身多脏器功能损害,故属于中等溶解度,高浓度,强刺激性气体中毒。可引起呼吸及心跳骤停,对其中毒要引起高度重视。

基于缝式喷嘴的高硅钢渗硅速率实验研究

目的研究基于缝式喷嘴的SiCl4和N2混合气体的喷射工艺参数对CVD法制备6.5%Si钢渗硅速率的影响。方法采用不同的反应温度、SiCl4气体体积分数、混合气体流量进行渗硅实验,通过扫描电镜、能谱分析、失重比研究这3个参数对渗硅速率的影响,并对比分析喷嘴喷射反应气体和均匀气氛对渗硅速率的影响。结果缝式喷嘴喷射反应气体能极大提升渗硅速率。随着温度的升高,渗硅速率不断升高,达到1100℃后,渗硅速率趋于饱和不再有明显变化。随着SiCl4气体体积分数和混合气体流量的升高,渗硅速率均先升高,再逐渐降低,当SiCl4气体体积分数为15%时,渗硅速率达到最大;当混合气体流量为1 L/min时,渗硅速率达到峰值。结论 CVD法制备6.5%Si钢时,采用缝式喷嘴喷射反应气体具有明显的优势,最佳工艺参数为:反应温度1170℃,SiCl4气体体积分数15%,混合气体流量1 L/min。

气体在Si(111)面吸附的密度泛函研究

运用广义梯度密度泛函理论(GGA)的PBE方法结合周期平板模型,计算了SiCl4,SiHCl3,H2,HCl在Si(111)表面的垂直吸附能和吸附结构。发现SiCl4,SiHCl3和Si衬底表面原子间的吸附结构不稳定,相比之下SiCl4,SiHCl3分子都容易吸附在凸起的Si原子上。衬底对SiHCl3的吸附能要大于对SiCl4的。SiCl4和SiHCl3分子断开1个Si Cl键后更容易吸附在Si(111)表面的悬挂键上。H2在Si(111)表面的2个位置的吸附能比较接近,HCl倾向于以H端吸附在电荷多的表面硅原子上。Si(111)表面对HCl的吸附能最大,当产物HCl出现后,其在Si(111)表面表面的脱附将成为反应的控制步骤。

一种新型工业电加热器的开发与应用

成功实现SiCl4转化成SiHCl3的关键在于开发出适应这种苛刻工况下的新型电加热器。经过分析和实验,提出了"二次高温处理"和"压扁"的新工艺,彻底排除了电热管填料氧化镁粉中的水分,减小了热态泄漏电流,保证了电加热器在(400～500)℃连续长期稳定地工作8000h。新产品已经成功地应用于工业实际生产中,并打入了国际市场,具有明显的经济效益和社会效益。

以SiCl_4为源气体用PECVD技术低温快速生长多晶硅薄膜

报道了以SiCl4和H2为气源,用等离子体增强化学气相沉积技术,在小于300℃的低温下快速生长多晶硅薄膜。实验发现,生长速率强烈依赖于放电功率、H2/SiCl4流量比和衬底温度,而薄膜的晶化度只依赖于放电功率和H2/SiCl4流量比,与衬底温度的关系不大。通过控制和选择工艺条件,我们获得了生长速率高达0.35nm/s,晶化度高于75%的多晶硅薄膜。薄膜的暗电导率和光电导率分别达到10-4S-1·cm-1和10-3S-1·cm-1。

用PECVD技术低温低氢稀释快速生长纳米晶硅薄膜的研究

以SiCl4和H2为气源,用等离子体增强化学气相沉积技术,在300℃的低温下,研究不同的氢流量对纳米晶硅薄膜生长特性的影响。实验发现,氢对薄膜生长特性的影响有异于SiH4/H2,在一定功率下,薄膜的晶化率随氢流量的减小而增加;而薄膜的生长速率也强烈依赖于氢流量,随氢流量的减小而增大,与氢流量对薄膜晶化度的变化关系一致。通过调控氢流量,在低氢流量条件下获得了生长速率高达0.35 nm/s,晶化度高达76%的晶化硅薄膜。