Разделение изотопов кремния химическим обменом между тетрафторидом кремния и его комплексным соединением с триметилфосфатом

Содержание

• 1. Литературный обзор
  • 1. 1. Основные свойства, области применения и технология изготовления моноизотопного кремния
    • 1. 1. 1. Теплопроводность кремния и его применение в микроэлектронике
    • 1. 1. 2. Уточнение постоянной Авогадро
    • 1. 1. 3. Создание квантового компьютера
    • 1. 1. 4. Другие области применения изотопнообогащенного кремния
    • 1. 1. 5. Технология получения моноизотопного кремния
  • 1. 2. Методы разделения изотопов кремния
    • 1. 2. 1. Газоцентробежное разделение
    • 1. 2. 2. Электромагнитное разделение
    • 1. 2. 3. Термодиффузионное разделение
    • 1. 2. 4. Ректификация кремнийсодержащих соединений
    • 1. 2. 5. Лазерное разделение
    • 1. 2. 6. Химический изотопный обмен
      • 1. 2. 6. 1. Общие сведения
      • 1. 2. 6. 2. Выбор рабочих систем для метода ХИО
      • 1. 2. 6. 3. Мольное отношение как один из основных признаков применимости растворителя
      • 1. 2. 6. 4. Строение комплексных соединений тетрафторида кремния
      • 1. 2. 6. 5. Свойства комплексообразователей — алифатических спиртов и их соответствующих соединений с тетрафторидом кремния
      • 1. 2. 6. 6. Однократный эффект разделения
      • 1. 2. 6. 7. Результаты применения метода химического изотопного обмена для разделения изотопов кремния в лабораторных условиях
      • 1. 2. 6. 8. Полнота обращения потоков при осуществлении процесса химобмена в системах 81Р4 — 81Р4-п1ЮН
      • 1. 2. 6. 9. Недостатки химобменных систем на основе алифатических спиртов
  • 1. 3. Выводы из литературного обзора и задачи исследования
• 2. Физико-химические свойства комплексообразователей и комплексов тетрафторида кремния на их основе. Фазовое равновесие в системах 81Р4 — 81Р4-п (СНз)зР04 и
• 81. Г4 — 81Г4, пС5НцОН. Влияние температуры
  • 2. 1. Физико-химические свойства тетрафторида кремния, триметилфосфата и пентанола
    • 2. 1. 1. Тетрафторид кремния (81Р4)
    • 2. 1. 2. Триметилфосфат ((СН3)3Р04) и пентанол-1 (СзНцОН)
  • 2. 2. Подготовка реактивов
    • 2. 2. 1. Общие сведения
    • 2. 2. 2. Синтез тетрафторида кремния
      • 2. 2. 2. 1. Методы синтеза тетрафторида кремния и анализ возможности их реализации
      • 2. 2. 2. 2. Результаты предварительных опытов синтеза тетрафторида кремния
      • 2. 2. 2. 3. Используемые методики синтеза
    • 2. 2. 3. Порядок подготовки органических комплексообразователей
    • 2. 2. 4. Определение массовой доли воды в органических растворителях методом кондуктометрического титрования реактивом Фишера
    • 2. 2. 5. Очистка комплексообразователей методом ректификации при пониженном давлении
  • 2. 3. Мольное отношение комплексов тетрафторида кремния с органическими растворителями
    • 2. 3. 1. Общие сведения
    • 2. 3. 2. Насыщение комплексообразователя путем пропускания через него потока тетрафторида кремния (методика 1)
    • 2. 3. 3. Насыщение комплексообразователя тетрафторидом кремния под давлением (методика 2)
    • 2. 3. 4. Расчет мольного отношения при использовании методики
    • 2. 3. 5. Расчет мольного отношения при использовании методики
    • 2. 3. 6. Влияние методики синтеза тетрафторида кремния на мольное отношение
    • 2. 3. 7. Методические особенности измерения мольного отношения при использовании методики
    • 2. 3. 8. Влияние скорости уноса паров комплексообразователя на величину мольного отношения
    • 2. 3. 9. Анализ побочных процессов при насыщении пентанолаи ТМФ тетрафторидом кремния
    • 2. 3. 10. Температурная зависимость величины мольного отношения комплексов тетрафторида кремния с органическими комплексообразователями
  • 2. 4. Плотность комплексных соединений тетрафторида кремния с пентанолом-1 и триметилфосфатом
  • 2. 5. Вязкость комплексных соединений 81Р4пС5Н| |ОН и 81Р4п (СН3)3Р
    • 2. 5. 1. Определение температуры кристаллизации С5Н1 ¡-ОН,
• 81. Р4 пС5Н,, ОН, (СН3)3Р04 И 81Р4П (СН3)3Р
  • 2. 5. 2. К вопросу о строении комплексных соединений тетрафторида кремния с триметилфосфатом
  • 2. 5. 3. Расчет энтальпии образования комплексного соединения SiF4n (CH3)3P
• 3. Изотопное равновесие в системах SiF4 — SiF4-nCsHnOH и SiF4 — SiF4-n (CH3)3P04: определение коэффициента разделения изотопов кремния. Влияние температуры на величину коэффициента разделения
  • 3. 1. Схема установки для определения коэффициента разделения изотопов кремния методом однократного уравновешивания
  • 3. 2. Изотопный анализ проб газовой фазы и способ расчета коэффициента разделения изотопов кремния
  • 3. 3. Температурная зависимость коэффициента разделения изотопов кремния в системах SiF4 — SiF4-nC5HnOH и
• SiF4 — SiF4n (CH3)3P

3.4 Расчет термодинамических характеристик реакции изотопного обмена из данных о величине коэффициента разделения в системе тетрафторид кремния — его комплексное соединение с пентанолом-1 или триметилфосфатом.

4 Полнота обращения потоков в системе

SiF4®-SiF4 п (СН3)3Р04(ж).

5 Умножение однократного эффекта разделения изотопов кремния методом химического изотопного обмена в насадочной колонне.

5.1 Общие сведения.

5.2 Схема, параметры установки для разделения изотопов кремния методом ХИО и порядок проведения экспериментов.

5.3 Особенности подготовки комплексообразователя и проведения экспериментов.

5.4 Условия и результаты разделения изотопов кремния в экспериментах с использованием триметилфосфата в качестве комплексообразователя.

5.5 Обработка и обсуждение результатов процесса разделения изотопов кремния в насадочной колонне.

5.5.1 Методика расчета массообменных характеристик системы SiF4 — SiF4n (CH3)3P04.

5.5.2 Оценка величины коэффициента разделения по данным работы колонны изотопного обмена.

5.5.3 Влияние нагрузки на эффективность массообмена.

5.5.4 Влияние температуры.

5.5.5 Полнота нижнего обращения потоков.

5.5.6 Особенности организации процесса разделения изотопов кремния.

5.6 Сравнение химобменных систем SiF4 — SiF4-n (CH3)3P04 и

SiF4 — SiF4-nC5HMOH.

Выводы.