于獲得純度更高的四氟化硅氣體。
【具體實施方式】
[0062] 以下實施例1~82中使用的裝置如下：
[0063] -種四氟化硅的制備裝置，所述制備裝置由蒙乃爾合金制成，所述制備裝置的反 應室具有10L容積，在所述制備裝置的外部配有加熱瓦，所述制備裝置的反應室直徑為 100mm，反應前向所述反應室中加入含娃物質(zhì)，通過進氣管通入含氟物質(zhì)和含娃物質(zhì)混合， 需要加入稀釋介質(zhì)時，通過稀釋介質(zhì)管加入，在含硅物質(zhì)和含氟物質(zhì)混合時加入進行稀釋， 在加熱條件下，含硅物質(zhì)與含氟物質(zhì)發(fā)生反應，反應制備得到的粗品四氟化硅氣體通過出 氣管，進入后續(xù)的冷阱收集制備得到四氟化硅。
[0064] -種四氟化硅的純化裝置，所述純化裝置且由蒙乃爾合金制成，所述純化裝置的 反應室具有5L容積，在所述純化裝置的外部配有加熱瓦，所述反應室直徑為100mm，反應前 向所述反應室中加入純化用反應物質(zhì)，通過進氣管通入四氟化硅粗品氣體，發(fā)生反應制備 得到粗品氟硅酸鹽或粗品氫氟硅酸鹽，再依次經(jīng)過過濾、重結(jié)晶和干燥，得到氟硅酸鹽或氫 氟硅酸鹽，在所述純化裝置中，通過抽真空除去氧氣、氮氣和二氧化碳等氣體雜質(zhì)，加熱氟 硅酸鹽或氫氟硅酸鹽進行熱分解，純化得到的高純四氟化硅氣體通過出氣管，進入后續(xù)的 冷阱收集純化得到的四氟化硅精品氣，少量的重組分雜質(zhì)將留在冷阱中，高純度的四氟化 娃存儲至廣品儲罐。
[0065] 產(chǎn)率指的是某種生成物的實際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量的比值，產(chǎn)率的計算，以不足量的 原料進行計算，例如含硅物質(zhì)與含氟物質(zhì)按照一定物質(zhì)的量的比例反應，如果含硅物質(zhì)不 足量，產(chǎn)率以含硅物質(zhì)計算，如果含氟物質(zhì)不足量，產(chǎn)率以含氟物質(zhì)計算。
[0066] 以下實施例1~82中的四氟化硅氣體的檢測儀器和檢測條件如下：
[0067] 對于純度<99.9%的氣體，將氣體導入島津GC-14C型號氣相色譜儀，分析氣體組 成。通過氣相色譜儀確定氣體的主要成分為四氟化硅，氣相色譜測定使用氦氣作為載氣，使 用TCD檢測器，載氣流速為100mL/min，柱溫為40°C，進樣口溫度為100°C，T⑶溫度為100°C， 氣相色譜上的最大峰即為四氟化硅的色譜峰。根據(jù)氣相色譜數(shù)據(jù)結(jié)果的四氟化硅和各種雜 質(zhì)的色譜峰的積分面積，分別計算各種雜質(zhì)含量和四氟化硅的純度。
[0068] 對于純度2 99.9%的氣體通過GC-9560氦離子氣相色譜儀進行定性，確定所述氣 體的主要成分為四氟化硅，主要通過氣相色譜儀進行定量，根據(jù)氣相色譜數(shù)據(jù)結(jié)果中各雜 質(zhì)的色譜峰的積分面積數(shù)據(jù)計算得到各雜質(zhì)的含量，再計算四氟化硅的純度。
[0069] 為了方便閱讀，"含氟物質(zhì)中的氟原子與含硅物質(zhì)中的硅原子的物質(zhì)的量之比"在 以下實施例中簡稱為"氟硅比"。
[0070] 實施例1
[0071] (1)將200g干燥的AgF2作為催化劑放入干燥的四氟化硅制備裝置的反應室中，加 入200g干燥的含硅物質(zhì)Si，通過所述制備裝置的進氣管向反應室供給干燥的含氟物質(zhì)F2開 始反應，氟硅比為40:1，反應室中反應溫度為51°C，反應壓力為_0.05MPa;從所述制備裝置 的出氣口導出反應產(chǎn)物，通入-1 l〇°C的低溫冷阱，收集制備得到的氣體；
[0072] 對制備得到的氣體進行檢測，可知制備得到得氣體為待純化的粗品四氟化硅，純 度為60%，產(chǎn)率為21%。
[0073] (2)將待純化的粗品四氟化硅通入四氟化硅純化裝置，與純化用反應物質(zhì)氟化物 NH4F反應制備得到粗品氟硅酸鹽為粗品(NH4)2SiF6,將粗品(NH4)2SiF 6通過濾紙過濾除去灰 塵等雜質(zhì)，在水中重結(jié)晶，然后抽真空至_〇.〇9MPa并加熱至50°C進行干燥，得到純化后的氟 硅酸鹽為(NH4) 2SiF6,然后在所述純化裝置中進行加熱預處理，加熱預處理溫度為1999°C， 加熱預處理壓力為〇.5MPa，再抽真空，使壓力至-0.099MPa，除去氧氣、氮氣、二氧化碳等氣 體雜質(zhì)，最后進行熱分解，熱分解溫度為1999°C，熱分解壓力為5MPa，得到高純度得四氟化 硅氣體，通過所述純化裝置的出氣管，進入-ll〇°C的冷阱，收集得到純度更高的純化氣體； [0074]對純化氣體進行檢測，可知：純化氣體為純度達99 %的四氟化硅，雜質(zhì)（SiF3)20含 量<0· lppm，HF含量<0· lppm，F(xiàn)2含量<0· lppm。
[0075] 實施例2
[0076] (1)未使用催化劑，含氟物質(zhì)為C0F2，氟硅比為0.025:1，稀釋介質(zhì)為N 2，反應溫度為 499°C，反應壓力為0 · 5MPa，其余同實施例1步驟(1);
[0077] 對制備得到的氣體進行檢測，可知制備得到得氣體為待純化的粗品四氟化硅，純 度為98%，產(chǎn)率為97%。
[0078] (2)將待純化的粗品四氟化硅通入四氟化硅純化裝置，與純化用反應物質(zhì)氫氟化 物NaHF2反應制備得到粗品氫氟硅酸鹽為粗品NaHSiF 6，將粗品NaHSiF6通過濾紙過濾除去灰 塵等雜質(zhì)，在水中重結(jié)晶，然后抽真空至_〇.〇9MPa并加熱至50°C干燥，得到純化后的氫氟硅 酸鹽為NaHSiF 6，然后在所述純化裝置中進行加熱預處理，加熱預處理溫度為1999°C，加熱 預處理壓力為〇.5MPa，再抽真空，使壓力至-0.099MPa，除去氧氣、氮氣、二氧化碳等氣體雜 質(zhì)，最后進行熱分解，熱分解溫度為1999°C，熱分解壓力為5MPa，得到高純度的四氟化硅氣 體，通過所述純化裝置的出氣管，進入-ll〇°C的冷阱，收集得到純度更高的純化氣體；
[0079] 對純化氣體進行檢測，可知:純化氣體為純度達99.99%的四氟化硅，雜質(zhì)（SiF3)20 含量<0 · 01ppm，HF 含量<0 · 01ppm，F(xiàn)2 含量 <0 .Olppm。
[0080] 實施例3
[0081 ] (1)未使用催化劑，含氟物質(zhì)為C1F3，氟硅比為20 :1，反應溫度為-49°C，反應壓力 為-0.09MPa，其余同實施例1步驟(1);
[0082]對制備得到的氣體進行檢測，可知制備得到得氣體為待純化的粗品四氟化硅，純 度為60%，產(chǎn)率為9 %。
[0083] (2)純化用反應物質(zhì)為氟化物FeF2,粗品氟硅酸鹽為粗品FeSiF6,氟硅酸鹽為 FeSiF6，加熱預處理溫度為51°C，加熱預處理壓力為-0.09MPa，熱分解溫度為51°C，熱分解 壓力為-〇. 〇9MPa，其余同實施例1步驟(2);
[0084] 對純化氣體進行檢測，可知：純化氣體為純度達99.999%的四氟化硅，雜質(zhì)（SiF3) 2〇含量<〇· lppm，HF含量<0· lppm，F(xiàn)2含量<0· lppm。
[0085] 實施例4
[0086] (1)催化劑為CeF3,含氟物質(zhì)為C1F，氟硅比為10:1，稀釋介質(zhì)為SiF4,反應溫度為_ 49°C，反應壓力為-0 · 09MPa，其余同實施例1步驟(1);
[0087]對制備得到的氣體進行檢測，可知制備得到得氣體為待純化的粗品四氟化硅，純 度為60%，產(chǎn)率為6 %。
[0088] (2)加熱預處理溫度為1999°C，加熱預處理壓力為0.5MPa，熱分解溫度為1999°C， 熱分解壓力為5MPa，其余同實施例3步驟(2);
[0089] 對純化氣體進行檢測，可知：純化氣體為純度達99.9%的四氟化硅，雜質(zhì)（SiF3) 20 含量<0· lppm，HF含量<0· lppm，F(xiàn)2含量<0· lppm。
[0090] 實施例5
[0091] (1)未使用催化劑，含氟物質(zhì)為NF3,氟硅比為1:1，稀釋介質(zhì)為空氣，反應溫度為 3999°C，反應壓力為5MPa，其余同實施例1步驟(1);
[0092] 對制備得到的氣體進行檢測，可知制備得到得氣體為待純化的粗品四氟化硅，純 度為93%，產(chǎn)率為91%。
[0093] (2)加熱預處理溫度為51°C，加熱預處理壓力為_0.09MPa，熱分解溫度為51°C，熱 分解壓力為-〇.〇9MPa，其余同實施例2步驟(2);
[0094] 對純化氣體進行檢測，可知：純化氣體為純度達99.9%的四氟化硅，雜質(zhì)（SiF3) 20 含量<0 · 01ppm，HF 含量<0 · 01ppm，F(xiàn)2 含量 <0 .Olppm。
[0095] 實施例6
[0096] (1)含硅物質(zhì)為SiH4，稀釋介質(zhì)為He，反應溫度為_49°C，反應壓力為-0 · 09MPa，其 余同實施例1步驟(1);
[0097]對制備得到的氣體進行檢測，可知制備得到得氣體為待純化的粗品四氟化硅，純 度為60%，產(chǎn)率為8 %。
[0098] (2)純化用反應物質(zhì)為氫氟化物LiHF2,粗品氫氟硅酸鹽為粗品LiHSiF6,氫氟硅酸 鹽為LiHSiF6,其余同實施例2步驟(2);
[0099] 對純化氣體進行檢測，可知：純化氣體為純度達99.9%的四氟化硅，雜質(zhì)（SiF3) 20 含量<0.01ppm，HF含量<0· lppm，F(xiàn)2含量<0· lppm。
[0100] 實施例7
[0101] (1)未使用催化劑，含硅物質(zhì)為SiH4，含氟物質(zhì)為C0F2，氟硅比為0.025:1，反應溫度 為3999°C，反應壓力為5MPa，其余同實施例1步驟(1);
[0102] 對制備得到的氣體進行檢測，可知制備得到得氣體為待純化的粗品四氟化硅，純 度為85%，產(chǎn)率為81%。
[0103] (2)純化用反應物質(zhì)為氟化物C〇F2，粗品氟硅酸鹽為粗品C 〇SiF6，氟硅酸鹽為 CoSiF6,其余同實施例3步驟(2);
[0104] 對純化氣體進行檢測，可知：純化氣體為純度達99.9%的四氟化硅，雜質(zhì)（SiF3)20 含量<0 · 01ppm，HF 含量<0 · 01ppm，F(xiàn)2 含量 <0 .Olppm。
[0105] 實施例8
[0106] (1)催化劑為C〇F3,含硅物質(zhì)為SiH4,含氟物質(zhì)為C1F 3,氟硅比為4:1，稀釋介質(zhì)為 SiF4，反應溫度為999°C，反應壓力為IMPa，其余同實施例1步驟(1);
[0107] 對制備得到的氣體進行檢測，可知制備得到得氣體為待純化的粗品四氟化硅，純 度為85%，產(chǎn)率為81%。
[0108] (2)純化用反應物質(zhì)為氟化物C 〇 F 2，粗品氟硅酸鹽為粗品C 〇 S i F 6，氟硅酸鹽為 CoSiF6,其余同實施例1步驟(2);
[0109] 對純化氣體進行檢測，可知：純化氣體為純度達99.999%的四氟化硅，雜質(zhì)（SiF3) 2〇含量<〇· lppm，HF含量<0· lppm，F(xiàn)2含量<0· lppm。
[0110] 實施例9
[0111] (1)催化劑為CeF3,含硅物質(zhì)為SiH4,含氟物質(zhì)為C1F，氟硅比為0.5:1，稀釋介質(zhì)為 SiF4，反應溫度為1°C，其余同實施例1步驟(1);
[0112] 對制備得到的氣體進行檢測，可知制備得到得氣體為待純化的粗品四氟化硅，純 度為60%，產(chǎn)率為15%。
[0113] (2)純化用反應物質(zhì)為氟化物CrF2，粗品氟硅酸鹽為粗品CrSiF6，氟硅酸鹽為 CrSiF6，加熱預處理溫度為51°C，加熱預處理壓力為-0.09MPa，熱分解溫度為51°C，熱分解 壓力為-〇. 〇9MPa，其余同實施例1步驟(2);
[0114] 對純化氣體進行檢測，可知：純化氣體為純度達99.9%的四氟化硅，雜質(zhì)（SiF3) 20 含量 <lppm，HF 含量 <lppm，F(xiàn)2 含量 <lppm。
[0115] 實施例1〇
[0116] (1)催化劑為MnF2,含硅物質(zhì)為SiH4,含氟物質(zhì)為NF3,氟硅比為0.3:1，反應溫度為 1001°C，其余同實施例1步驟(1);
[0117] 對制備得到的氣體進行檢測，可知制備得到得氣體為待純化的粗品四氟化硅，純 度為85%，產(chǎn)率為81%。
[0118] (2)純化用反應物質(zhì)為氟化物CrF2，粗品氟硅酸鹽為粗品Cr S iF6，氟硅酸鹽為 CrSiF6,其余同實施例1步驟(2);
[0119] 對純化氣體進行檢測，可知：純化氣體為純度達99.9%的四氟化硅，雜質(zhì)（SiF3) 20 含量<0· lppm，HF含量<0· lppm，F(xiàn)2含量<0· lppm。
[0120] 實施例11
[0121] (1)含硅物質(zhì)為Si02，氟硅比為5:1，稀釋介質(zhì)為N2，反應溫度為2001°C，反應壓力為 0.5MPa，其余同實施例1步驟(1);
[0122] 對制備得到的氣體進行檢測，可知制備得到得氣體為待純化的粗品四氟化硅，純 度為89%，產(chǎn)率為80%。
[0123] (2)加熱預處理溫度為51°〇，壓力為-0.091〇^，熱分解溫度為511，壓力為-0.09MPa，其余同實施例1步驟(2);
[0124] 對純化氣體進行檢測，可知：純化氣體為純度達99 %的四氟化硅，雜質(zhì)（SiF3)20含 量<0· lppm，HF含量<0· lppm，F(xiàn)2含量<0· lppm。
[0125] 實施例12
[0126] (1)未使用催化劑，含硅物質(zhì)為Si02，含氟物質(zhì)為⑶F2，氟硅比為1:7，反應溫度為 200°C，反應壓力為0 · IMPa，其余同實施例1步驟(1);
[0127] 對制備得到的氣體進行檢測，可知制備得到得氣體為待純化的粗品四氟化硅，純 度為82%，產(chǎn)率為80%。
[0128] (2)純化用反應物質(zhì)為氫氟化物NH4HF2，粗品氫氟娃酸鹽為粗品NH4HSiF6，氫氟娃 酸鹽為NH4HSiF 6,其余同實施例2步驟(2);
[0129] 對純化氣體進行檢測，可知：純化氣體為純度達99.9%的四氟化硅，雜質(zhì)（SiF3) 20 含量<0· lppm，HF含量<0· lppm，F(xiàn)2含量<0· lppm。
[0130] 實施例13
[013