矽烷有多種製法,目前主流的生產工藝有:矽鎂合金法工藝(Komatsu 矽化鎂法);氯矽烷歧化工藝(Union Carbide 歧化法);金屬氫化物工藝(memc公司發明的新矽烷法)三種。
1. 金屬氫化物工藝
採用氫化鋁鈉與四氟化矽氣體反應合成矽烷氣體,化學反應如下:
NaALH4+SiF4——>NaALF4+SiH4
反應生產的粗矽烷氣體經吸附塔、脫重塔和脫輕塔純化精製,把粗矽烷氣體純度提升到6N 以上的高純度電子級矽烷氣體,再經過低溫液化處理製得的液態矽烷儲存在產品矽烷儲槽內,通過蒸發液態的矽烷氣體變成常溫的矽烷氣體供矽烷還原多晶矽工段使用。以上反應中使用的四氟化矽氣體利用化肥企業的副產物氟矽酸製得或用其它方法製得。美國MEMC 公司採用該方法已經大規模生產多晶矽,技術已經很成熟,已經在20 年前用於年產千噸級以上的多晶矽生產線上。
2. 矽鎂合金法工藝
矽鎂合金製備矽烷氣體工藝也稱小松法工藝。矽鎂合金法製備矽烷的工藝流程非常簡練。小松法製備矽烷工藝歷史上研究最多的工藝路線,實現過年產5 噸規模的試驗性的生產裝置線。該方法的主要反應有:
Si+Mg——>Mg2Si
Mg2Si + NH4Cl——>SiH4+MgCl26NH3
第一步反應在真空或保護氣氛下進行。第二步反應在低溫液氨下進行,其中生產的氯化鎂在液氨環境下與液氨絡合成六氨氯化鎂。由於成本過高,該方法目前還沒有套用於千噸級規模的生產線上。矽鎂合金法工藝到目前為止還沒有用於大規模多晶矽生產線。該方法用於大規模生產線上主要要解決的問題是:1)液氨的循環利用。要實現液氨循環利用,必須實現從六氨氯化鎂絡合物中的氨分離出來,實現氨的循環利用;2) 傳統的小松法製備矽烷氣體採用的是批次式反應,要實現大規模生產,該反應需要改成連續式反應,否則很難實現規模化生產;3) 該工藝中氨的循環量很大,需要補充大量的冷量,如何實現冷量和熱量的充分利用來降低能耗過高的問題需要做進一步改進。
3. 氯矽烷歧化工藝
氯矽烷歧化反應法,此法利用如下氯矽烷的合成和歧化反應來獲得矽烷:
Si + 2H2 + 3SiC14——>4SiHCl3
6SiHCl3——>3SiH2Cl2 + 3SiC14
4SiH2Cl2——>2SiH3Cl + 2SiHCl3
3SiH3Cl——>SiH2Cl2 + SiH4
整個過程是閉路,一方投入矽與氫,另一方獲得矽烷,因此排出物少,對環保環境有利,同時材料的利用率高。該方法已經實現千噸級規模生產水平。美國REC( 前身為Asimi) 採用該方法來製備矽烷氣體。
相關詞條
-
矽烷
矽烷即矽與氫的化合物,是一系列化合物的總稱,包括甲矽烷( SiH4) 、乙矽烷( Si2H6) 和一些更高級的矽氫化合物。目前套用最多的是甲矽烷。一般把...
基本說明 理化性質 製備 套用 注意事項 -
矽烷交聯
矽烷交聯就是通過矽烷偶聯劑引入聚乙烯中,增加聚乙烯的強度,抗老化性等特性。
詳解 新技術 工藝方法 開發套用 結語 -
矽烷交聯聚乙烯
矽烷交聯聚乙烯是一種化學物質,普通聚乙烯在有機過氧化物存在下經過一定的溫度和機械力作用,然後將此接枝物在水及矽醇縮合催化劑作用下水解縮合可得。
英文名 性質 製法 成型加工 用途 -
矽烷偶聯劑
矽烷偶聯劑是由美國聯合碳化物公司開發的,主要用於玻璃纖維增強塑膠。矽烷偶聯劑的分子結構式一般為:Y-R-Si(OR)3(式中Y一有機官能基,SiOR一矽...
簡介 套用領域 具體套用 其它方面套用 使用方法 -
矽烷偶聯劑Si-550
矽烷偶聯劑Si-550是一類具有兩不同性質官能團的物質,它們分子中的一部分官能團可與有機分子反應,另一部分官能團可與無機物表面的吸附水反應,形成牢固的粘...
概述 套用領域 使用方法 -
矽烷偶聯劑kh570
3、用作密封劑、粘接劑和塗料的增粘劑,能提高它們的粘接強度、耐水、耐氣候等性能。 2、遷移法:將矽烷偶聯劑直接加入到膠粘劑組分中,一般加入量為基體樹脂量...
一、 概述: 二、套用領域: 三、使用方法 四、用途及注意事項 -
三氯矽烷
三氯矽烷是一種含有矽,氫和氯元素的化合物,溶解性:溶於苯、醚等多數有機溶劑,相對密度(水=1)1.37;相對密度(空氣=1)4.7 ,性質穩定 。
基本信息 物化性質 安全信息 生產方法 用途 -
有機鹵矽烷
有機氯矽烷的製備方法有5種: 1.金屬有機化合物 2.氫矽有機化合物
-
乙烯基三乙氧基矽烷
易水解,放出乙醇,生成乙烯基矽三醇的縮合物。與有機金屬化合物反應,分子內Si—OC2H5鍵中的乙氧基可被相應的有機基取代。在有機過氧化物作用下,Si—C...
概述 安全術語 風險術語 用途