1. 제 1 차년도 사업목표 및 연구결과 1) 사업 목표 : 자전연소 반응법 의한 Si 제조 2) 연구결과 ① 자전연소 반응법에 의한 순도 99.8%이상 Si 제조 ② Si(순도 99.8%이상) 분말 특성 평가 자료 확보 (XRD, SEM, ICP) ③ 반응모델 도출 및 열역학, 활성화 에너지의 메커니즘 규명 2. 제 2 차년도 사업목표 및 연구결과. 1) 사업목표 : 고 순도 Si 정련 및 Pilot Plant 시험 2) 연구결과 ① 고 순도 Si 분말의 양산조건 확립 : 대량생산에
1. 제 1 차년도 사업목표 및 연구결과 1) 사업 목표 : 자전연소 반응법 의한 Si 제조 2) 연구결과 ① 자전연소 반응법에 의한 순도 99.8%이상 Si 제조 ② Si(순도 99.8%이상) 분말 특성 평가 자료 확보 (XRD, SEM, ICP) ③ 반응모델 도출 및 열역학, 활성화 에너지의 메커니즘 규명 2. 제 2 차년도 사업목표 및 연구결과. 1) 사업목표 : 고 순도 Si 정련 및 Pilot Plant 시험 2) 연구결과 ① 고 순도 Si 분말의 양산조건 확립 : 대량생산에의 제조조건 확립 및 재현성 구현(0.1-2㎏/회) ② 고 순도 Si 소결체 제조 : 고진공(10-7torr이상), 1430℃에서 용융하여 소결체 제조(기공율 0.5%이하) ③ 반응물 양에 따른 재현성 구현 SiO2 + 2Mg + XNaCl = Si + 2MgO ⇒1차년도에 정립한 Si분말제조조건에서 반음물의 양을 변화시킴으로써 이에 따른 생성물의 재현성을 확보하고자 하였음3. 제 3 차년도 사업목교 및 연구결과 I) 사업목표 : 고 순도 Si Ingot 및 SiC, S3N4 제조에 대한 기초 연구 2) 연구결과 ① 초 순도(99.99%이상) Si Ingot제조 ② Si 분말을 이용하여 Si3N4와 SiC분말을 합성 -실리콘 단결정로는 실험 도중 발열체에 손상을 입어 netting을 할 수 없는 상황이었으며, 발열체의 높은 교체가격 때문에 연구비에서 충당을 할 수 없어 단결정 제조 연구는 보류되었다. 차후 체계적인 연구 개발을 할 것이다. 그러나 남은 사업기간동안 본 연구에서 제조된 고순도 Si분말을 바탕으로 Si3N4, SiC를 연구 개발 및 제조하였다
Abstract▼
Silicon has various and always extending areas of application. High purity single crystals of silicon as a semiconductor is doped with boron, gallium, phosphorus, or arsenic then used for transistors, solar cells, rectifiers, and other electronic solid-state devices. In metallurgy, silicon is used t
Silicon has various and always extending areas of application. High purity single crystals of silicon as a semiconductor is doped with boron, gallium, phosphorus, or arsenic then used for transistors, solar cells, rectifiers, and other electronic solid-state devices. In metallurgy, silicon is used to eliminate oxygen dissolved in the moltenmetals. It is also one of the important components in the different types of irons and colored metal alloys. As a rule, silicon enhances the corrosion resistance, mechanical durability of alloys and foundry properties. In a chemical industry it is used in the synthesis of various silicon organic compositions and inorganic silicides. Silica and many silicates (loam, feldspar, mica, talc, etc.) are processed by glass, cement, ceramic, electrotechnical industries. Silicon of technical purity (95w98 %) is obtained in the electrical furnace by the reduction of $SiO_2$ between graphite electrodes]. Noble methods for obtaining pure and ultrapure silicon were introduced with the development of semiconductor engineering. Pure semiconductor silicon has been obtained in two ways: polycrystalline - by reduction of $SiCl_4$ Of $SiHCl_3$ by zinc or hydrogen, and thermal decomposition $SiI_4$ and $SiH_4$, monocrystalline - by the method of Czochralski (CZ) and float zone (FZ) method. Discovery and development of SHS as the new technological method have enabled the synthesis of a large class of chemical compounds in a short period of time Recently we reported an opportunity of fine and monophase silicon powder synthesis by SHS method using $SiO_2$ as a raw material. The method developed is considered the synthesis of Si from $SiO_2$-Mg system in the presence of alkali metal halide (NaCl, KCl) as silicon particle size and morphology controlling agent. As a result, silicon powder with the purity no less than 99.9 wt. % was produced. Sic and Si3N4 ultra fine powder with high purity were made from domestic silica and sodium silicate by SHS process. In this report we will describe formation of silicon ingot by SHS reaction thermodynamically and experimentally using silicon oxide ($SiO_2$) and also sodium silicate ($Na_2SiO_3$) as silicon sources, Al powder as reducing agent and $KClO_3$ as activator for combustion reaction.
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