Способ получения тиглей из синтетического особо чистого кварцевого стекла

 

Использование: производство полупроводниковых материалов, технология получения тиглей из синтетического особо чистого кварцевого стекла. Сущность изобретения: поддерживают соотношение хлорида кремния, кислорода и водорода в процессе газопламенного гидролиза хлоридов кремния, равным 1:(2-3):(10-13) и соотношение рабочей поверхности струй хлорида кремния и кислородных струй, равным 1:(3-5). 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к технологии получения тиглей из синтетического особо чистого кварцевого стекла, которые могут быть использованы в производстве полупроводниковых материалов.

Известен способ получения изделий из высокочистого кварцевого стекла осаждением на вращающуюся или аксиально перемещающуюся оправку полученного в результате парофазного гидролиза летучего галоида в пламени кислородно-водородной горелки диоксида кремния (1).

Недостаток известного решения невысокая скорость осаждения SiO2 и недостаточная плотность полученной заготовки.

наиболее близким изобретением к заявленному является способ получения тиглей из синтетически особо чистого кварцевого стекла путем напыления на вращающуюся оправку диоксида кремния, полученного в процессе окисления хлоридов кремния в пламени кислородно-водородной горелки, и последующего спекания (2).

Недостаток этого изобретения низкая производительность и степень осаждения SiO2.

Малая степень осаждения приводит к значительным затратам сырья и основных материалов, загрязнению окружающей среды вредными продуктами реакции, к повышению себестоимости конечного изделия. Немаловажным фактором в плане снижения себестоимости изделий является производительность процесса напыления.

Технический результат изобретения увеличение выхода годной продукции и снижение ее себестоимости.

Технический результат достигается тем, что в способе получения тиглей из синтетически особо чистого кварцевого стекла путем напыления на вращающуюся оправку диоксида кремния, полученного в процессе окисления хлоридов кремния в пламени кислородно-водородной горелки, и последующего спекания, напыление ведут при соотношении хлорида кремния, кислорода и водорода, равном 1:(2-3): (10-13) и соотношении рабочей поверхности струй хлорида кремния и кислородных струй, равном 1:(3-5).

Процесс смешения носит диффузионный характер, а степень полноты реакции, как правило, определяется контактной поверхностью агентов, поэтому с увеличением поверхности контакта водяного пара и хлорида обеспечивается протекание диффузионных процессов и процессов синтеза, что сдвигает соотношение компонентов в сторону снижения расхода хлоридов кремния.

Для осуществления изобретения используют кислородно-водородную горелку внешнего смешения, представленную на чертеже. Горелка содержит восемь водородных каналов 1, окруженных коаксиально 8-ю каналами кислорода 2. Через центральный многосопловый распределитель 3 подают парогазовую смесь (SiCl4 + О2). Величина рабочей боковой поверхности струй парогазовой смеси 4 зависит от количества сопел и их диаметра, что определяет полноту реакции синтеза SiO2 и степень его осаждения на оправке. Боковую поверхность окислительную струй 5 определяют из формулы ; струй парогазовой смеси Sпгс dпгсln, где p-3,14, dO2 внешний диаметр кольцевого зазора кислородного канала; dпгс диаметр сопла ПГС; n количество сопел; l расстояние от торца горелки до поверхности оправки.

Конкретный пример осуществления изобретения.

В кислородно-водородную горелку, имеющую 9 каналов подачи парогазовой смеси (SiCl4 + O2) диаметром 1,8 мм каждый, 8 кислородных кольцевых каналов со средним диаметром 8,5 мм и столько же каналов водорода диаметром по 6 мм, установленную на расстоянии 150 мм от поверхности оправки напыления, подают парогазовую смесь со скоростью истечения 0,07 моль/минмм2 (5,1 кг/ч SiCl4), кислород 0,015 моль/минмм2 (4,2 м3/ч), водород 0,13 моль/минмм2 (17 м3/ч. Отношение рабочей поверхности струй парогазовой смеси к поверхности окислителя равно 1:4,4 (ПГС 7600 мм2, SO2 32000 мм2). Процесс проводят на промышленной установке типа С2154 (производство тиглей 270 мм) при соотношении рабочих компонентов SiCl4:O2:H2 1:3:11 Время напыления 180 мин.

Вес напыленной заготовки N 2560 г.

Расход SiCl4 на 1 заготовку 17,2 кг. Таким образом, скорость напыления составила 2560/180 14,2 г/мин.

Степень осаждения диоксида кремния (2560/17,20,353) 100 42,0% где 0,353 коэффициент реакции.

В таблице приведены конкретные примеры осуществления изобретения в сравнении с прототипом.

Способ напыления позволяет увеличить производительность процесса почти вдвое, снизить расход основных комплектов в среднем на 15%

Формула изобретения

Способ получения тиглей из синтетического особо чистого кварцевого стекла путем напыления на вращающуюся оправку диоксида кремния, полученного в процессе окисления хлоридов кремния в пламени кислородно-водородной горелки и последующего спекания, отличающийся тем, что напыление ведут при соотношении хлорида кремния, кислорода и водорода, равном 1:2-3 10-13 и соотношении рабочей поверхности струй хлорида кремния и кислородных струй, равном 1:3-5.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности, к оборудованию стекольных заводов и может быть использовано для производства заготовок из кварцевого стекла

Изобретение относится к термообработке кварцсодержащих материалов, получению изделий из них и может быть использовано в стекольной промышленности, кварцевом производстве и выпуске товаров народного потребления из кварцевого песка
Изобретение относится к стекольному производству, более конкретно к изготовлению цветных декоративных стекол из отходов производства

Изобретение относится к производству особо чистого кварцевого стекла и может быть использовано для получения трубчатых заготовок, предназначенных для дальнейшей переработки в опорные трубы и другие виды трубных изделий

Изобретение относится к производству кварцевых и керамических изделий, полученых золь-гель технологией

Изобретение относится к производству кварцевого стекла, в частности к устройствам для термодробления кусков особо чистого кварца при проведении технологического процесса получения высококачественного кварцевого стекла

Изобретение относится к производству кварцевых и керамических изделий, полученных золь-гель технологией

Изобретение относится к производству особо чистого кварцевого стекла

Изобретение относится к устройствам для непрерывного формования трубок или стержней из кварцевого стекла вытягиванием с помощью вращающихся инструментов

Изобретение относится к производству чистого кварцевого стекла, используемого в оптике, электронике, солнечной энергетике и химии получения чистых и сверхчистых веществ

Горелка // 2381186
Изобретение относится к металлургической технике и предназначено для использования в качестве устройства при изготовлении тигля из кварцевого стекла

Изобретение относится к металлургической технике и предназначено для использования при изготовлении тиглей путем высокотемпературного гидролиза тетрахлорида кремния

Реактор // 2391296
Изобретение относится к устройству для напыления диоксида кремния при изготовлении тиглей из особо чистого кварцевого стекла с малым содержанием микропримесей

Изобретение относится к технологии изготовления детали из искусственного кварца для применения в качестве оптического элемента для ArF-литографии, подлежащего облучению лазерным светом, имеющим длину волны 200 нм или короче
Изобретение относится к технологии получения синтетического кварцевого стекла

Изобретение предназначено для получения монолитных однородных слитков кварцевого стекла, используемых в области приборостроения для изготовления высококачественных кварцевых деталей и кварцевых чувствительных элементов. Способ основан на вакуумной плавке порошкового кварцевого сырья, которое высыпают из прогретого бункера и выполняют плавку послойно с постепенным наполнением плавильного тигля. Для повышения степени очистки от примесей толщину каждого расплавленного слоя выбирают на уровне максимального размера частиц, входящих в состав порошкообразного сырья, а длительность процесса формирования слоя ограничивают продолжительностью его плавления, растекания и обезгаживания. Предлагаемый способ в сравнении с традиционными способами вакуумной тигельной плавки обеспечивает пониженную пузырность кварцевого стекла, а также увеличивает его однородность и коэффициент светопропускания. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к производству высокочистого гранулированного диоксида кремния, для дальнейшего получения из него кварцевого стекла. Гранулированный диоксид кремния, согласно изобретению, имеет содержание щелочных металлов от 0,01 до 10,0 част./млн, содержание щелочноземельных металлов от 0,01 до 10,0 част./млн, содержание бора от 0,001 до 1,0 част./млн, содержание фосфора от 0,001 до 1,0 част./млн. Определяемый по сорбции азота объем пор составляет от 0,01 до 1,5 мл/г и максимальный размер пор - от 5 до 500 нм. Для получения такого продукта растворимое стекло традиционных дешевых сортов реагирует в сильно кислой среде до диоксида кремния высокочистых типов, с последующей щелочной обработкой. В завершение отделяют фракцию частиц размером от 200 до 1000 мкм и подвергают её спеканию при температуре по меньшей мере 600оС. Технический результат изобретения - получение продуктов с низким содержанием силанольных групп более экономичным способом. 3 н. и 28 з.п. ф-лы, 2 пр., 2 табл.
Наверх