Способ получения химических элементов высокой чистоты

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

492300 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено I2.05.74 (21) 202255Е/22-I (51) М, Кл. В 0IJ Е7/32

С 22Ъ 25/08

С 22Ъ 3I/00

С 22Ъ 33/00 с присоединением заявки

Государственный комитет

Совета Министров СССР ио делам изобретений и отирытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 25 ° II,75 Бюллетень № 43 (53) УДК б69.0I4 76 (088.83 (45) Дата опубликования описания (72) Авторы изобретения Е Г.Девятых, А.С.йпин, Р.B.Ïaxoìû и A.Н.Moacees (71) Заявитель Институт химии Академии Hays СССР (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ

Изобретение относится к способам получения. химических элементов высокой чистоты, в частности олова, мышьяка, сурьмы, селена и теллура, которые находят широкое применение н полупроводниковой технике .Известен способ получения химических элементов высокой чистоты путем разложения их гидридов . Способ состоит в том, что гидрид внодят в peasционный объем в жидком состоянии, после чего реактор герметизируют и нагревают до температуры, при которой окорость выделения тепла в результате реакции разложения превышает скорость

его отвода от реакционного объема (тепловой взрыв).

После повышения температуры внутри реактора выше критической гидрид пол ностью испаряется и дальнейшее вго разложение идет в газовой фазе при высоком данлении (неснолько тысяч атмосфер) °

К числу вго недостатков следует отнести то, что для некоторых гидридов температура ннутри реактора в момент взрыва может достигать тысячи и более градусов, а давление (при высоком Коэффициенте заполнения) — неснольних тысяч атмосфер, что, безусловно, приводит к переходу практически всех примесей из гидрида в получаемый

20 элемент и, несмотря на кратковременность процесса (взрыв), повышает вероятность перехода примесей из материала реактора .

25 Таким образом, для получения элемента ныооной чистоты описанным способом необходим гидрид ао крайней мере

30 такой же степени чистоты .

492300

Отличительной особенностью предложенного способа являетоя то, что разло- жение гидридов ведут при давлении, не меньшем, чвм давление пара гидрида при температуре разложения, а иопаряющийся, гидрид нонденсируют и возвращают в зону разложения. о

Это упрощает процесс, т.е. понижает рабочее давление и температуру разложения и TGM самым повышает чистоту по- . лучаемого продунта.

Пример I. Получение олова высокой чистоты.

В реакционный кварцевый сосуд, снабженный обратным холодильником, вводят неочищенный гидрид олова путем намораживания. В системе создается повышенное давление 50 атм гелием высоной чистоты. Гидрид размораживают и он постепенно приобретает температуру окружающей среды, после чего начинают зо его разложение в жидкой фазе. Испаряющийся гидрид нонденсируют в холодиль 20 (Таблица I

Элен

Марна олова лити кое

R 293

R 4,2

6о Полученная сурьма имеет отношение сопротивлений - = 2000, что соотR+g ввтствует наиболее чистым образцам сурьмы, производимым в нашей стране.

Спентральным анализом в сурьме, полученной предложенным способом, обнаружены лишь следы бора и кремния

7о (IO 4 - IÎ Ъ),присутствие которых

Пример 2. Получение сурьмы высокой чистоты.

Процесс разложения неочищенного гидрида сурьмы проводят тан же, нак и в примере I.

Температура в реакционной зоне

" 50оС (для увеличения скорости разложения).

Сурьму выделяют в виде крупных хорошо сформированных кристаллов иа стенках реактора. Сплавление кристаллов сурьмы проводят в атмосфере гелия нике и возвращают в зону разложения.

Давление в реакционном сосуде поддерживают на заданном уровне с помощью стравливающего клапана. Образующийся в результате распада гидрида металл натализирует дальнейшее разложение.

Олово выделяют на стенках рвантора в виде поликристалличесной пленки, которую после полного разложения гидрида сплавляют в номпактный слитон.

В полученном олове спектральным и нейтронно-антивационным анализами примеси ве обна уиени, т.е. их содержание менее IO вес.М.

В табл.I приведены значения остаточного сопротивления некоторых марок отечественного олова высокой чистоты в сравнении с оловом, полученным предлагаемым способом. Из таблицы видно, что эта величина находится на уровне, соответствующем наиболее чистому оло- . ву, выпускаемому в СССР.

Олово, полуВЧ-000 ОВЧ-0000 чвннов предложенным способом

2-5 2-5 4 ! высокой чистоты, тан нан сурьма имеет высокую упругость пара при температуре пла в лвния .

492300

5 обусловлено процвосом оплавления сурьмы в кварцевом реакторе.

Аналогично могут быть получены твллур, оелвн и мышьяк разложением соответствующих гидридов.

В табл.2 првдотавлены температуры разложения гидридов и их давление пара при этих температурах.

Таблица 4

Таблица 2

В табл. 3 и 4 представлены результаты анализа некоторых примесей в исходных станнане и стибине и полученных из них олове и сурьме.

Редактор

Заказ цнии

ППП „Патент" Москва, Г-59, Бережковская наб., "!

Предлагаемый способ получения химических элементов высокой чистоты прост в аппаратурном оформлении, легко э5 допускает автоматизацию процесса, позТаблица 3; валяет проводить визуальный контроль за его протеканием (ao количеству стравливаемого газа) и, кроме того, 4С не требует проведения предварительно глубокой очистки гидрида, которая является очень трудоемкой и дорогостоя45 щей операцией

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ получения химических элементов высокой чистоты путем разложения их гидридов в жидком состоянии, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения степени чистоты продуктов, разло- жение ведут при давлении не меньшем, чем давление пара гидрида при темпера6с туре разложения, а испаряющийся гидрид вонденсируют и возвращают в зону разложения.

СоставительС РОзвпфеяьД

Т а новаТехред дуруши йрректор Е.рожкова

Е По

Изд, М (ggP Гираж 782 (!однисное

ПИ Государственного комитета Совета Минисгров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5