автореферат диссертации по электронике, 05.27.06, диссертация на тему:Исследование и разработка технологии получения кварцевых тиглей и крупногабаритных изделий на основе синтетического диоксида кремния диаметром более 300 мм

МОСКОВСКИЙ ОРДЕМ ТРУДОВОГО КРАСНОГО зшшм

институт электронной техники

На правах рукописи

Для служебного пользования экз.!?-.

Евгений Константинович

УДК 666Л92;621.315.592

Исследование и разработка технологии получения кварцевых тиглей и крупногабаритных издвллЯ на основе синтетического

диоксида кремния диаштром более 300 «и

*

Специальность 05.27.06 "Технология,полупроводников и материалов электронной техники".

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

>

/

и->

и

Вхо.гиинив /г - /с

Работа выполнена в Запородском титаш-магниевоы комбинате

Научный руководитель: Заслуженный деятель науки УССР, доктор

технических наук, профессор Фалькевич Э.С. Официальные оппоненты: лауреат Государственной премии СССР, доктор химических наук, профессор Пашинкич А.С.

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Селин В.В.

Ведущая организация: Донецкий химико-металлургический завод

Защита состоится * _^_1УУ1 г. на заседании

специализированного совете Д.053.02,03

Московского института электронной техники /Москва, 10349В/

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке {¿ИЭТ Автореферат разослан " " /&_1У91 г.

Учений секретарь специавизированного совета, доктор; технических наук, профессор

А.А.Раскин

ОЕЩАИ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

Акутуальчость теш. К моменту постановки задачи настоящих исследоганий (1980год) а СССР отсутствовала промышленная технология производства синтетических кварцеиих гиглчй диаметром более 300 мм. Указднныо тигли предназначена для шращиваьия методом Чохральского монокристаллом кремния диаметром 150-200 мм, потребность в которк в последние годы постоянно возрастает. Известные из литературы технологии получили кварцевых тиглей диаметром более 300 км предусматривают использование природного минерального сирьл - горного хрусталя, запаси которого ограничены, а применение более дешевого, но с болызим содержанием примесей сырья существенно усложняет технологии. Однако, дате применение наиболее чистого сырья - горного хрусталя позволяет получить кварцевые тигли с содержанием примесЬй на одим-два порядка выше, чем в синтетических тиглях, полученных ил химически очищен-них хлорсиланов. Это обстоятельство ограничивает применении тиглей из природного енрья для получения высоко-чистых монокристаллов кремния.

В связи с этим была поставлена работа по получшив синтетических кварцевых тиглей диаметром 330 мм. В ходе проведения исследований по данной теме возникла целесообразность одновременного использования результатов при разработке технологии получения изделий из особочистого диоксида кремния для отрасли оборонной промышленности: особочистых кварцевых отражателей для резонаторов и диффузных отражателей.

Кроив того развитие технологии литья кремния потребовало обеспечения установок кремниевого литья крупногабаритной оснасткой на основе синтетического диоксида кремнил -плавильными контейнерами с массой загрузки до 30 кг и литейными формами.

Работа выполнена в соответствии с программой ПФТ по решению проблемы 0.01.08 на 1986-1990 годы £573/137 от I0.II.B5r. и решения ГК гри СМ СССР »315 от 30.07.У7г.

Целью работа является исследование и разработка технология и оборудования для получения синтетических кварцевых тиглей диаметром 330 му, а также других крупногабаритных изделий на основе особоччстого синтетического диоксида кремния для спеццелей.

Дли достижения чтой цели били поставлены и решены следующие задачи:

- методом математического моделирования проведена оптимизация процесса напыления синтетического диоксида кремния на кремниевые формообрязорали для получения кварцевых тиглей диаметром 330 им;

- изучено влияние технологических параметров и расходоЕ реагентов на технж.о-экономическиа показатели процесса напыления диоксида кремния и качество напнляемих заготовок;

- изучено влияние режимов спекания напиленных заготовок на качество получаемых кварцевых тиглей;

- определены оптимальные геометрические саз«ери технологической оснастки для напылении и остск.поинвания крупного-

баритных изделий на оснопе синтетического диоксида кремния;

- изучена кнгетика процесса удаления гидроксильных групп из синтетического кварцекого стекла и влияния ия содержания

на вязкость, температуру начала размягчения и растворимость синтетического кварцевого стекла расплавом кремния;

- на основе найденных закономерностей разработана и внедрена в промышленное производство технология и оборудование для получения синтетических кварцевых тиглей диаметром 330 км и других крупногабаритных изделии из синтетического диоксида кремния для различных целей.

Научная новизна работы заклочается в слэдув^ем:

1. Построена математическая модель процесса напиле»ия диоксида кремния на кремниевые формообразователи диаметром 330 им путей высокотемпературного;парофазоного гидролиза тетрахлорсилана.

2. Определена зависимости медду расходами реагентов, скоростями вращения формообразователи и перемещения горелок,

а также расстояния от горелок до фориообразователя и скоростью напыления диоксида кремния, его извлечением из тетрахлорсила-на, плотностью и разнотолщшностыо напыленных заготовок,

3. Установлены оптимальный температурный интервал проведения процесса остекловыванил напыленных заготовок и геометрические размеры графитовой оснастки, при которой получаемые тигли обладают минимальными внутренними напряжениями и раэнотолщинностью.

4. Изучена кинетика, предложен и экспериментально под-

•гверкден механизм удаления гидроксилышх групп из синтетических кварцевых тиглей.

5. Выявлена зависимость между содержанием гидроксиль-ных групп и вязкостью, температурой начала размягчения и растворимостью синтетического кварцевого стекла расплавом кремния.

Практическая значимость

Разработанный технологический процесс позволил организовать на Запорожском титано-магниевом комбинате промышленный шпуск синтетических кварцевых тиглей диаметром 330 ш. Внедрение технологии обеспечило получение монокристаллического кремния диаметром 150 мм и более и позволило заменить импортные тигли.

Найдены новые области применения крупногабаритных изделий из синтетического диоксида кремния. Разработана и внедрена технология получения особочнстмх кварцевых полусфер по ТУ 43-0513-93-86 и диффузных отражателей для нужд оптического приборостроения.

Разработанная технология изготовления плавильных контейнеров и комбинированных линейных форы на основе синтетического диоксида кремния обеспечила' возможность получения технологической оснастки для установки кремниевого литьп, что позволило организовать промышленный оыпуск литых кремниевых блоков для ФЭП по ТУ 4У-0513-007-8Ь и крупногабаритных пластин по ТУ 4И-4-492-аа.

Экономический эффект от внедрения разработок на Запорожском титяно-мапмегюм комбинате составил 2,У5 млн,рублей,

й том числе за пооледний год 300 тысяч рублей.

Положения, вчносииые на защиту.

1. Оптимальные режимы процесса напыления заготовок из Синтетического диоксида кремния диаметром более 300 мм на Кремниевые форчообразователи на основе построения математической модели процесса.

2. Остекловывание напыленных заготовок в интервале Температур 1873-1923К на графитовой оправке при оптимальных зазорах меяду заготовкой и оправкой и положения заготовки относительно нагревателя обеспечивает минимальные внутренние напряжения и разнотолщинность полученных тиглей.

3. Предварительная термообработка напиленных заготовок в вакууме при температуре 1573-1673К в течение 10-15 минут снижает содержание гидроксильннх групп в синтетических кварцевых тиглях.

4. С увеличением содержания тидроксилънмх групп в кварцевых тиглях сниаает их вязкость и температура начала размягчения, а тагаге увеличивается растворимость в расплаве кремния.

5. Промышленная технология получения синтетических кварцевых тиглей диаметром 330 мм и других крупногабаритных изделий на основе синтетического диоксида кремния.

6. Примеры использования изделий из особсчистого диоксида кремния в различных областях науки и техники.

Апробация работа

Материалы диссертационной работы докладывались и об-

сувдались на:

- У Всесоюзной научно-тзхнической конференции по кварцевому стеклу, Ленинград, 1903г.;

- У1 научно-технической конференции "Ускорение научно-технического прогресса г. области производства кварцевого стекла и изделий на его основе", Ленинград, 1937г.;

- отраслевой научно-технической конференции "Применение углеродных конструкционных материалов в цветной металлургии", г.Кираач, 1987 г.

- международной конференции "Кремкий-90", ЧСФР, Рожнов, 1990г.;

- научно-технической конференции "Оптические зеркала из нетрадиционных материалов", г.Москва, 1989 г.

Jly^miKauvm. По теме диссертации опубликовано 9 работ, выпущено 3 отчета по НИР, получено 14 авторских свидетельств.

Объем и структзфа работы.

Диссертация состоит из введения, четырех разделов и заключения, изложенных на 155 страницах машинописного текста, содержит 49 рисунков, 12 таблиц, включает список литературы ил 193 наименований и три приложения. Обций объем работы 190 страниц.

Содержание работы.

Во введении основана актуальность темы диссертационной работы, изложена основные результаты, их новизна и практическая значимость, приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первом разделе приведен анализ литературных данных по свойствам кварцевого стекла, технологическим особенностям его получения. Оссбое внимание уделено различны« технология« изготовления крупногабаритных кварцевых тиглей для выращивания монокристаллов кремния методом Чохральского на основе природного и синтетического диоксида кремния. На основании анализа литературных данных сформулированы постановка задач исследований и цель работы.

Во втором разделе основное внимание уделено изучений процессов, протекающих при напылении диоксида кремния, одной иэ главных операций получения синтетических кварцевых тиглей.

Описаны материалы, оборудование и методика экспериментальных исследований свойств напыленных заготовок, приведены формулы для расчета скорости йагтления диоксида кремния и степени извлечения диоксида кремния из тетрахлорсилана. Плотность напыленных заготовок измеряли методом гидростатического взвешивания, содержание гмдроксильных групп - по величине пика поглощения в ИК - области спектра на спектрометре ИКС-29, размер частиц диоксида кремния - методом лазерной ультромикроскопии.

Поиск оптимальных режимов напыления заготовок диаметром . 330 мм был проведен с.помощью математического метода планирования эксперимента с применением расчетной программы, приведенной п приложении I.

Свойства напыленных заготовок определяют качество синтетических кварцевых тиглей и зависит от целого ряпя техно-

логических параметров. Нвпыленче заготовок для тиглей диаметром 330 мм производится на кремниевые формсобразователи, что позволяет интенсифицировать процесс напыления. Метод математического моделирования существенно ускоряет поиск оптимальной области ведения процесса, особенно при числе варьируемых факторов более трех.

Для оптимизации режимов напыления был реализован полный

4

факторный эксперимент (ШЭ) типа 2 . Исходя из опыта ранее проведенных работ, в качестве варьируемых факторов били выбраны:

- расход водорода в горелки (Xj-);

- расход кислсрода в горелки (Х^);

- ток нагревателя испарителя гетрахлорсилана (Х^);

- расход кислорода через испаритель (Х^).

Условием оптимума исследуемого процесса является достижение максимальной степени извлечения диоксида кремния из гетрахлорсилана ( ^ ) дри максимальной скорости напыления(V ).

После первой серии опытов была получена линейная модель, которая с учетом значимости коэффициентов имеет вид:

v" = 18,83 - 0,£8хj + 0,в6х2 + i,99x3 (i)

2 - 28,6 + 0,зсхj - 5,48х3 (2)

и неадекватно описывает процесс напыления диоксида нре.мния. Несмотря на неадекватность линейных моделей на втором отвив эксперимента било грлнятс рсаеше осуществить движение по градиенту линейных моделей (I) и (2) для нахождения оптимального значения фактера Хо- Так как знаки коэффициентов при

факторе Хд в уравнениях (I) и (2) противоположны, то было признано целесообразным увеличение степени извлечения ^ так как такой вариант позволяет уменьшить расход тетрахлор-силана и еыбросч хлорсодержащих соединений вдарудавщу» среду. При движении по градиенту линейной модели (2) было достигнуто увеличение степени извлечения с 31,8 до 41,855. Фиксирование расхода тетрахлорсилана (Хд) на постоянном уровне позволяет перейти к построении одной модели для параметра оптимизации V .

Третьей серией экспериментов получено линейное уравнение регрессии,

1Г » 17,96 - 0,95Х1 + 0,55)С2 + 0,1275X^2 (3) которое также неадекватно поверхности отклика. Несмотря на уменьшение интервалов варьирования, эффект взаимодействия

■ 0,1275) является соизмеримым с линейным коэффициентами, то есть достигнута область оптимума, для описания которой необходимо уравнение второго порядка. Был построен центральный композиционный рототабельный план второго порядка, для чего опыты ГГЗЭ третьей серии эксперимента били дополнена опытами в "звездных" точках и в центре плана. Получена адекватная модель напыления диоксида кремния в виде уравнения регрессии второго порядка:

ОТ = 19,48 - 0,91Х1 * 0,56Х2 + ОЛЗХ^ - 0,87Х^ - 0,4Х| (4) Каноническое преобразование уравнения (4) позволило вычислить его коэффициенты, имеющие отрицательное значение, что говорит о том, что поверхности отклика имеет форму эллиптического параболоида с экстремумом б центре поверхности.

Расчетные значения параметров оптимизации составило: Я/о<п= г.мин"1; ■ 42,6$.

Достижение оптииалышх параметров обеспечивается следующими значениями фаторов:

3 Т

- расход водорода 22,9Ы нм .час ;

3 I

- расход кислорода 4,21 нм' .час ;

- ток нагревателя испарителя - ПА;

3 -I

- расход кислорода через испаритель 2,4 им .час .

Полученная математическая модель была' подвергнута окс-

периментальной проверке при напылении заготовок для тиглей диаметром 330 мм. Кроме того, было изучено влияние расходов роцорода, кислорода и тзтрахлорсилана, расположения горелок относительно формообраг.ователя, скоростей перемещения горелок и вращения формообраэователя на скорость напыления диоксида кремния и степень его извлечения из тетрахлорсилана, плотность и раэнотолщинность напыленных заготовок, а также содержание, в них гидрокси—лькых групп.

Сравнение экспериментальных значений зависимостей скорости напыления и степени извлечения от расходов водорода и кислорода с расчетными кривыми, полученными по модели (4), показало хорошую сходимость результатов, что позволяет говорить о правильности построенной модели и достижении области оптимума.

На рис.1 показано влияние расхода тетрахлорсилана на скорость напыления, степень извлечения диоксида кремния и плотность напыления заготорок при оптимальных расходах водо-рог.а и ки'.т.эрода.

Из рисунка следует, что существует область расходов тетрахлорсилана 0-9 кг.час-^ на заготовку, при которой достигается требуемая плотность заготовок (0,Ь 4- 0,45 г.см-^) наряду с висоганм значениями скорости напиления (19,87 - 21 г.мин-^) к степени извлечения диоксида кремния (42,6 - 40)»).

Уменьшение расхода тетрахлорсилана до б кг.час-^ позволяет напылить 5,3 заготовок в сутки при выбросах хлористого водорода 21,2 кг на заготовку, увеличение расхода тетрахлорсилана до 14 кг.час""^ 0,5 заготовок з сутки при выбросах 34 кг на заготовку. Оптимальные реэтшц обеспечивают напыление 7,5 заготовок в сутки, при атом выбросн хлористого водорода составляют 21,8 кг на заготовку.

Взаимное располоаение горелок и формиобразоБатсля кгр?.-ет важную роль для уменьшения разнотолцинности напыленных заготовок и обеспечения однородности их плотности. При установ-

ленных оптимальных расходах реагентов расстояние между фанерами горелок должно составлять 60-80 мм, а расстояние от горелок до формообраэователя 120-130 мм. В этом случае плотность

3

напыленных заготовок составляет 0,5 г.см , а раэнотолщинность не превышает 2 мм.

Увеличение диаметра и г-ысоты формообраэователя приводит к увеличению перепада температур между самой горячей и самой холодной точкоЯ заготовки, который обусловлен скоростью вращения формообраэователя и скоростью перемещения горелок в вертикальной плотности. Исходя из требований производительности, необходимых плотности раэнотощинности напыленных заготовок, экспериментально установленная скорость вращения формообраэователя составляет 30+50 об.мин-^, а скорость перемещения горелок - 0,03 4 0,04 м.сек~^.

Основным недостатком синтетического кварцевого стекла является более высокая концентрация гидрокеильных групп. Реакция синтеза диоксида кремния протекает в кислородно-подс родном пламени, где е большом количестве образуются радикал. Н,0,Ш. Расход родорода и расстояние напыления оказывает влияние на содержаний' гидрокеильных групп в напыленных заготовках. Оптималышй расход водорода обеспечивает получение напыленных заготовок с содержанием гидрокеильных групп (50+60). Ю"2* масс. Уменьиение расхода соцорода позволяет снизить содержание гидроксиальннх групп, однако при этом ух/дпаются технико-^кономиФ'чжие показатели процесса.

Измерение размеров синтезируемых в ш:ам<;ни частки дно*.

сида кремния и содержания гидроксилыых групп в напыленных заготовках в зависимости от расстояния меяду горелками и формообразопателем пооэволили установить оптимальное расстояние напыления, обеспечивающее минимальное содержание гидро-ксильных групп и однородность размеров частиц, равное 120-130 мн.

Большая часть найденных эопи симостей напыления заготовок

для кварцевых тиглей диаметром 330 мм оказалась 'приемлемой и

для получения некоторых других крупногабаритных изделий на

основе синтетического диоксида кремния.

В третьем разделе рассмотрена операция термообработки

напыленных заготовок с цельо спекания диоксида кремния до -3

плотности 2,21 г.см и остекловывания заготовок, ее влияния на содернание гидроксильных групп в синтетических кварцевых Тиглях, а также оценена связь меяду содержанием гидроксиль-14« групп и вязкость», температурой начала размягчения, растворимостью кварцевого стекла расплавом кремния.

Описаны материалы, оборудование и методика экспериментальных исследований при изучении свойств синтетических кварцевых тиглей. Температуру процессов контролировали с помощью /

зольфрам-рениевых термопар с точность*) до 5К. Геометрические размори и разнотолщинность тиглей измеряли штангенциркулем и голщиномером с индикатором гасового типа с точность» до 3,1 мм. Напряжения в кварцевых тиглях были измерены полярис-сопом-поляриметроы МКС-250, содержание гидроксильных групп пектрометром ИКС-29. Изучение вязкости синтитетических квар-

цевых тиглей проводили на образцах кварцевого стекла методом растяжения стержня на изготовленной лабораторной установке. На основании полученных данных с пиимененкем программы определена температура начала размягчения. Растворимость кварцевого стекла с различным содерташем гидроксильных групп исследовали на установке "Редмет-Ю", а концентрацию кислорода в выращенных монокристаллах кремния из исследуемых тиглей измеряли методом ПК-поглощения на спектрофотометре 580Б фирмы "Перкин Элмер".

Спекание напыленных заготовок проводили на формующей графитовой оправке в пакуумной печи С-2664. При спекании напиленных заготовок происходили их остеклорнваняе, сопропож-лаюцее усадкой с уменьшением геометрических размеров и увеличением плотности до 2,21 г.см . Установлено четыре стадии ос-теклопчванкя и влияния длительности каждой стадии на качество кварцевых тиглей.

/ Температура процесса остекловываыпя определяет производительность и качество получаемых кварцевых тиглей. Чем мою температура, тем быстрее протекает процесс, тем более высоким при прочих равных условиях получается тигель. При температуре сстсклоьывания более 1973К происходит доф&рмацнп тигля, вследствие взаимодействия диоксида кремния с графитом, при температуре ниже -'-ТЭК увеличивается время остеклс-вкнанип, уменьшается высота тиглей и наблюдается кристаллизация наружных слоев кварцевого стекла, прицаюцая тигли матовость и шероховатость. Оптимальной г.блястыо галяцеаур П1 см едения процесса остекяовмваиия тиглей является Ти?3-!9?.'Я'.

Общая аппаратурно-технологическая схема проиэподстяа синтетических кварцевых тиглей диаметром 330 мм представлена на рис.3.

¿дъ*!.^ ¿¡рмг

С учетом получениях данных

по спеканию напыленных заго-

товов было установлено, что

процесс идет через уменьшение

рорисгостк и увеличение плот-

-3

ности от 0,5 до 2,21 г.см .

-3

До плотности 2 г.см заготовка непрозрачна и может быть использована в качестве отражательных систем накачки твер-дотелыгых лазеров. Термообработку напыленных заготовок для отражателей проводят при температуре Т72.3К с поиощьп наружного графитового нагревателя. При этом заготовка принимает конфигурацию оправки, ее плотность повышается

3

до 1,84-2 г.см , а наружная поверхность толщиной 0,1+0,3 от толщины стенки готового отражателя остекловывается для синтетических кварцевых тиглей придания механической прочнос-диаметром 330 им, ти и герметичности.

I г ни»

О Г) □[}-—- Ю ыы

Рис.3. Аппаратурно-технологическая схема получения

Установлено, что при увеличении остеклованного слоя с 0,1 до 3 мм ковффициент диффузионного отражения снижается с 98 до 70«.

Разработана технология получения диффузных отражателей

о

с внутренним сечением В9x89 мм или-диаметром до 100 мм общей длиной до 580 мм. Полученные отражатели на основе синтетического диоксида кремния имеют коэффициент диффузного отражения более 95%, небольшую массу и удовлетворяют требованиям по ради-ационно-оптической устойчивости.

На основе проведенных исследований по напылению и остек-ловыванию крупногабаритных заготовок былй" разработана технология изготовления особочистых кварцевых полусфер с внутренним диаметром 280 мм, используемых в оптическом приборостроении в качестве высокопрецезионных резонаторов. Технология включает напыление диоксида кремния на кремниевый формообраэователь требуемой конфигурации и двухстадийную термообработку. На первой стадии напыленную заготовку остекловывают на графитовой оправке, а на второй - формуют плоское днище с помощь» графитовой оснастки. Соотношение длительности стадий термообработки обеспечивает высокую точность геометрических размеров кварцевых полусфер.

Результаты- разработок были использованы при изготовлении технологической оснастки для,-установок кремниевого литья: плавильных контейнеров и линейных форм.

Плавильный контейнер для получения отливок массой до 30 кг представляет собой синтетический кварцевый тигель диаметром 330 мы с приваренным к данной части кварцевым патрубком и обеспечивает высокую чистоту отливаемых изделий. Длина и диаметр

патрубка выбираются из условий надежного удержания расплава кремния в контейнере при его плавлении и воспроизводимой вы-ливки расплава с заданной скоростью.

Изучение взаимодействия расплава кремния с различными тугоплавкими материалами позволило определить, что одним из лучших материалов, не загрязняющих отливку и не сцепляющихся с кремнием после кристаллизации, является аморфный синтетический диоксид кремния. Разработана конструкция комбинированной литейной формы, основание которой изготовлено из графита марок МГ-ОСЧ или ИйЗА-ОСЧ, а боковая часть - из синтетического диоксида кремния плотностью 0,44-0,5 г.см . Литейная форма позволяет неоднократно проводить направленную кристаллизации объемных отливок из кремния. Режимы, разработанные для напыления заготовок синтетических тиглей диаметром 330 мм, были использованы для напыления боковой части литейных форм диа-

р

метром до 430 мм или квадратного сечения размером 260x260мм .

Разработанное и описанные в работе технология и оборудование для получения кварцевых тиглей были внедрены в промышленное производство за Запорожском титано-магниевом комбинате. В результате внедрения разработок организовано промышленное производством синтетических кварцевых тиглей диаметром 330 мм, оообочистых кварцевых полусфер и диффузных отражателей для нужд оптического приборостроения, плавильных контейнеров и комбиниронан.чнх литейных форм для установок кремниевого литья С-3179.

Б заключении приведены основные результаты работы и

В приложении содержатся программы расчета коэффициентов математической модели процесса напыления диоксида кремния на кремниевый формообразователь диаметром 330 ш и температуры начала размягчения синтетического кварцевого стекла о различной концентрацией гидроксильных групп, а также акт внедрения результатов исследований в промышленное производство.

Основные результаты и выводы.

1. На основе имеющихся литературных данных к собственных исследований было определено самое перспективное направление получения особочистых крупногабаритных кварцевых тиглей, связанное с напылением заготовок из синтетического диоксида кремния путем высокотемпературного парсфазного гидролиза тетра-хлорсилана и их последующим остекловыванием.

2. Определено, что расходы водорода, кислорода, тетра-хлорсилана, расположение горелок относительно формообразова-теля, скорости перемещения горелок и вращения формообразова-теля при напылении заготовок.оказывают влияние на скорость напыления диоксида кремния, степень извлечения диоксида кремния из тетрахлорсилана, плотность и разнотолщинность заготовок, а также содержание в них гидроксильных групп. На основе метода математического планирования эксперимента получена математическая модель процесса напыления и найдены оптимальные режимы, обеспечивающие максимальную производимость при минимальных выбросах вредных веществ в окружаюцуто среду.

3. Исследовано спекание напыленных заготовок, их усадка и влияние режимов термообработки на напряжения в кварцевых тиглях диаметром 330 мм. Результатом явилось определение

оптимальной области температур остекловывания тиглей (1873-1923К) и соотношения геометрических размеров напыленной заготовки и графитовой оправки, обеспечиваклцив минимальную разноголщшшость получаемых тиглей.

4. Изучена кинетика и предложен механизм удаления гидро-ксильных групп иэ синтетических кварцевых тиглей, путем их связывания с образованием молекулы диоксида кремния и выделением молекул воды и водорода. Исследовано влияние гидроксиль-ных групп в тиглях на их вязкость, температуру начала размягчения и растворимость в расплаве кремния.

5. Разработаны промышленные установки для напыления заготовок из диоксида кремния, их остекловывания и дальнейшей обработки полученных кварцевых изделий.

6. Разработана и внедрена технология изготовления новых изделий на основе синтетического диоксида кремния: особочистых кварцевых полусфер и диффузных отражателей для оптического приборостроения, плавильных контейнеров и комбинированных литейных форм для установок литья кремниевых изделий. Разработаны технические условия на новые виды продукции.

7. Разработана и внедрена на Запорожском титано-магние-во.ч комбинате технология получения синтетических кварцевых тиглей диаметром 330 мм.

Ы. Экономический эффект от внедрения, разработок на Запорожском титано-магниевом комбинате составил 2,95 млн.рублей, а том числе за последний год 300 тысяч рублей.

Основное содержание диссертационной работы отражено в следующих публикациях:

1. A.C.87I46I СССР, МНИ COIB 33/18. Способ формования заготовок /Кононенко Е.К., Шварцман Л.Я., Лиходед И.И., Пометун Б.Б.

' (СССР); $2915741/23-26; заев. 06.02.60 - Не подлежит опубли-' кованию в открытой печати.

2. А..С. 926831 СССР, ЫКИ Б05В 7/20. Горелка для напыления двуокиси кремния /Кононенко Е.К., Шварцман Л.Я., Салибеев П.П., Кивенко К.С., Пометун Б.В. (СССР); - К 3226654/23-05; заявл.

■ 11.11.80. - Не подлежит опубликованию в открытой печати.

3. A.C. 950676 СССР, Ш1 COIB 33/12. Способ получения материала из двуокиси кремния. /Кононенко Е.К., Шварцман Л.Я. Петрик А.Г., Факторович Н.И., Пометун Б.В. (СССР); - №3002575/29-33; заявл. II.11.80; опубл. 15.06.02; - Бюл. №30-2с.

4. Ä.C. Ю04713 СССР, ЫКИ - 23Д 13/42, Горелочное устройство. Дононенко Е.К., Шварцман Л.Я., Петрик А.Г., Факторович Н.И., Пометун Б.В. (СССР) - №3003589/24-06; заявл. И. 11.80; опубл. 15.03,83; - бюл. М0-2с, 1ил.

5. Усовершенствование технологии получения изделий из синтетического кварцевого стекла: отчет о ПИР/ЗТМК; руководитель Ä.Н.Шварцман; Инв. Ш98; - Запорожье, 1982, - 75с. -Отв. исполн. Е.К.Кононенко, А.Г.,Петрик, - Библиогр.: с.73-74,

- Секретно.

6. A.C. 1096960 СССР, МКИ С 22Г I/IÜ. Способ термообработки куполообразных литых изделий из кремния '"Кононенко Е.К., Шварицан Л.Я., Березенко Д.Е., Кивенко К.С., Пометун Б.В. (СССР); - »3417094/26; заявл, 22.03.02. -Не подлежит опубликованию в открытой печати.

7. A.C. I094I82 СССР, MKH С04В 33/32, Способ получения синтетических кварцевых тиглей /Кононенко Е.К., Шварцман Л.Я., Пометун Б,В. (СССР); - №3409719/29-33; заявл. 22.03.82. - lie подлежит опубликованию в открытой печати.

8. A.C. 1086872 СССР, ЫКИ - 21 У 7/22. Способ изготовления диффузного отражателя. /Кононенко Е.К., Шварцман Л.Я., Трош-кин C.B., Петрик А.Г., Силаков Г.И., Салли И.В., Пометун Б.В. (СССР); - № 3411922/12; заявл. 22.03.82. - Не подлежит опубликованию в открытой печати.

9. A.C. 207530 СССР, МКИ - 21У 7/22. Диффузный отражатель. /Кононенко Е.К., Быкова U.M., Насельский С.П., Селиванова Л.Ф., Троикин C.B., Шварцман Л.Я. (СССР); - № 3053960; заявл. 22.11.82. - Секретно.

10. Структура пламени при напылении заготовок для получения синтетических кварцевых тиглей /В.К.Кононенко. Л.Я.Шварцман, Г.И.Силаков, Б.В. Пометун //Краткие тезисы докладов У Всесоюзной концеренции по кварцевому стеклу (Ленинград, 15-16 ноября 1983 года). -Ы., ISÖ3, с.50-51. - ДСП.

11. Кинетика удаления гидроксильных групп из синтетических кварцевых тиглей /Е.¡{.Кононенко, Л.Я.Шварцман, В.В.Пометун //Краткие тезисы докладов У Всесоюзной научно-технической конференции по кварцевому стеклу (Ленинград, T5-I6 ноября 1983 г.,). '

M;,1983, с.30 - ДСП.

12. Вязкость синтетических кварцевых тиглей с различным содержанием гидроксильных групп /Е.К.Кононенко, Л.Я.Шварцман //Краткие тезисы докладов У Всесовзной научно-технической конференции

по кварцевому стеклу (Ленинград, 15-16 ноября 1983 года). М. ,1983, с.134 - ДО].

13. Изучение взаимодействия синтетического кварцевого стекла с расплавом кремния /К.К.Кононенко, В.Е.Бевз; Л.Я.Шварцман,

Т.В.Критская // Краткие тезисы докладов У Всесоюзной научно-технической конференции по кварцевому стеклу (Ленинград, 15-16 ноября 1933 г.). -М., 1983, с.129 - ДСП.

14. A.C. II89I79 СССР, МКИ - 23Д II/I6. Горелка для напыления двуокиси кремния /Кононенко Е.К., Петрик А.Г., Кивенко К.С., Шварцман Л.Я., Салибеев П.П., Пометун В.В. (СССР);

№ 3685805/24-06; заявл. 02.01.84. Ие подлежит опубликованию а открытой печати.

15. A.C. I230I39 СССР, ЫКИ СОЗВ ö/ОО. Тиголь из кварцевого стекла /Кононенко Е.К., Березенко Л.Е., Шварцман Д.Н., Поие-тун Б.В. (СССР); - »3819570/29-33; заявл. 03.12.84. - Не под-лекит опубликованию в открытой печати.

16. A.C. 1253054 СССР, МКИ В 22Д 9/00. Способ изготовления отливок из кремния и сплавов на его основе /Кононенко Е.К., Березенко Л.Е., Шварцман Л.Я., Пометун Б.В. (СССР);

# 3321824J заявл. 03.12.84. - Не подлежит опубликованию в открытой печати.

17. A.C. 1435512 СССР, МКИ В 22 Д 27/00. Способ получения изделий из кремния полупроводниковой чистоты или сплавов на его основе /Кононенко Е.К., Березенко Л.Е., Силаков Г.И., Пометун В.В. (СССР); » 3977140/23-02; заяпл. 19.11.85. - Не подлежит опубликованию в открытой печати.

18. Разработка технологии получения особочистых кварцевых полусфер диаметром до 300 нм: отчет о ШР/ЗТМК; руководитель Э.С.Фалькевич; № ГР 01.07.0010827. - Запорожье,1986, -24с.: ил.-Отв.исполнители Е.К.Кононенко, Б.В.Пометун. Гиблиограф.: с.23-24.-ДСП.

19. A.C. 1470590 СССР, Ш СОЗВ 30/00. Способ изготовления изделий из синтетического кварцевого стекла /Кононенко К.К., Пометун Б.В. (СССР); №4220807/33,1 заявл. 03.0-l.87.-He подлежит опубликованию в отркытой печати.

20. A.C. I50I393 СССР, .МКИ Б22Д 15/00. Комбинированная литейная форма для получения отливок из кремния /Кононенко Е.К., Фалькевич Э.С., Андриевский Л.М., Верезенко Л.£., Пометун В.В. (СССР); - 54298727/02; заявл. 19.08.87. -Не подлежит опубликованию в открытой печати.

21. Использование кремниевых формообразователен для напыления заготовок синтетических кварцевых тиглей /Э.С.Фалькевич,

К.К.Кононенко, Б.В.Пометун //Краткие тезисы докладов У1 научно-технической конференции по кварцевому стеклу (Ленинград, 12-13 октября 19В7г.,). .М.,1987, С.57-ДСП.

22. Влияние условия транлешл поверхности на качество кварцевых тиглей /Е.К.Кононенко, Т.Б.Критская, Б.В.Пометун //Краткие тезисы докладов У1 научно-технической конференции по кварцевому стеклу (Ленинград, 12-13 октября 1907г.) -¡J.,1937, С.57-ДСИ.

23. Исследование и разработка технологии получения крупнокрнс -таляичоского кремния со столбчатой структурой для нреобраяова-

телей солнечной энергии наземного применения: отчет о НИР/ЗТМК; руководитель Э.С.Фалькевич? № ГР 01.8? 0091844. - Запорожье, 1988,-48с.; ил.-отв.исполнители Е.К.Кононенко, Я.Е.Береэенко, В.Е.Бевз, Б.Л.Шкляр, А.Г.Петрик, И.В.Феофанова, Б.В.Пометун. -Библиограф.;с.46-40.-ДСП.

24. Изучение взаимодействия расплава кремния с графитом и материалами на его основе /Е.К.Кононенко, Л.Е.Березенко, Б.Л.Шкляр, Б.В.Пометун // Применение углеродных материалов в цветной металлургии,-М.,1989,-с.97-100.

25. Использование графита в качестве материала для литейных форм /Э.С.Фалькевдч, Е.К.Кононенко, Л.Е.Березенко, Л.Г.Петрик, Б.В.Пометун //Применение углеродных материалов в цветной металлургии. -Ы. , 1989,-с.04-8?.

26. Производство литых кремниевых блоков для солнечных батарей /Э.С.Фалькевич, Е.К.Кононенко, Л.Е.Березенко, Б.В.Пеметун //Материалы международной конференции "Кремний-90" (РОжнов, 5-9 ноября 1990г.),-Рожнов,1990,п.91-94.

Заказ 33 тираж 100 Объем 1,0 уч.изд.-л. з-н 1М27/ДСГ1. Бесплатно

Отпечатано на множительном уч-ке 25 (ЫИЭТ)