金属シリコンを工業的に製造する方法として、
珪石、石炭、木片などを電気炉内にいれ、
炭素電極を用い、大電力で珪石を金属シリコンに還元している
ことは理解しています。炉全体での反応は
SiO2 + 2C → Si + 2CO
ということになっているはずです。
しかしある温度に達すると
SiO2 + 3C → SiC + 2CO
のような反応(または違う反応)が起こっていると考えていて、
色々とサイトや本を調べたのですが、載っていませんでした。
その反応、またはそれに関係することを説明できる方がいましたらお願いします。
解りづらい所がありましたらご指摘ください。
A 回答 (2件)
- 最新から表示
- 回答順に表示
No.2
- 回答日時:
商業ベースでの珪石からの金属シリコン製造は、国内では行われていませんので、あまり詳しい方はいらっしゃらないかと思います。
ただ、原理的に還元が進むと、炉内にはSi、SiO2、Cの3種が存在することになります。このうち、Siと SiO2との反応、SiとCとの反応については、高純度に精錬されたSiであるシリコン基板とSiO2およびCとの反応と原理的には同一のはずです。これらの反応は、シリコン基板上に結晶を成長させる実験を行っている研究者にとっておなじみの物で、その分野(エピタキシャル成長といいます)の教科書にはたいてい書いてあると思います。SiとSiO2が接触した状態で(だいたい800度以上に)加熱すると
Si+SiO2 -> 2SiO(昇華)
の反応が生じ、SiO2およびSiの分解が起こります。
一方、SiとCが接触した状態で(だいたい1000度以上に)加熱すると
Si+C -> SiC
の反応が生じます。SiCは高融点なので、基板表面に残ります。
炉内の金属シリコン、SiO2、炭素の分布状況により上記反応が起こっていても不思議ではありません。
No.1
- 回答日時:
私も金属シリコンを実際に製造した事が無いのですが、外国から購入した物を見てみると、
粒形がきれいに揃っている。 また活性炭みたいなキレイナ艶である。
違う商品で、還元鉄が有るのですが。製法が色々有るのですが、鉄を一度高温で熱して液体にして、
スプレー状に噴出させて、無酸素状態で冷却、水素還元する。
くず鉄とコークスを高温で熱して、無酸素状態で水素を吹き込み、還元させてから冷却して、粉砕し
篩で、粒形をそろえるやり方がある。 製造温度により出来具合、還元度が変わる。
しかしながら、鉄とカーボンが結合はしない。 上記の場合でも炉の中では、Si+CでCOは燃えてしまうか、排出されるかだと思われる。還元鉄の場合では高温ではCOは燃えて還元を進める。
出来上がりの鉄の純度はメタル鉄が99%、カーボンは1%以下で有る。炭化鉄は出来てはいない。
高純度シリコンウエハーの円柱棒の製法の文献は、図書館で見つかるが、Siの還元法は出てない。
東芝でも、ウエハーの元は輸入していると思う。
製法的には、こんな感じだと思われる。液体噴霧はアトマイズ製法と呼ばれる。
他にも電気分解法もあるかもしれないが、商品に適さないので、調べてない。
以上。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- 電子レンジ・オーブン・トースター 電子レンジにナイフやフォークを入れるとスパークする。ではなぜレンジ内部の壁面はスパークしないの? 4 2023/06/25 19:26
- 化学 電子のバンド構造で、Mgで金属、Siで半導体と異なる要因について教えて下さい。 1 2023/08/10 19:25
- 地球科学 地球内核最中心部における核融合反応の可能性について質問です。 現在地球内核の熱源は地球始原時のエネル 2 2022/05/08 15:57
- 化学 化学:塩素の製法について 5 2022/12/27 10:31
- 化学 ナトリウムとカリウムの何の違いが石鹸の固形と液体の違いを生むのですか? 20 2023/06/24 16:20
- 化学 高校化学 電気分解について 2 2022/10/09 12:00
- 物理学 バネの弾性力について 3 2023/02/21 20:16
- 環境学・エコロジー 二酸化炭素の排出 1 2023/08/07 16:40
- 環境・エネルギー資源 日本には化石燃料が十分にありません。 温暖化や2酸化炭素問題も叫ばれていて無視できない状況です。 核 5 2022/04/30 14:34
- 化学 標準状態で一酸化炭素12Lと酸素10Lを混合して完全燃焼させた 反応後の混合気体の体積は何Lか この 5 2022/08/18 23:48
おすすめ情報
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
【至急です!】ベンズアミドをL...
-
アセチレンと過マンガン酸カリ...
-
還元力のあるカルボン酸はギ酸...
-
中和滴定と酸化還元滴定の違いは?
-
問3で ヨウ素酸カリウムが酸化...
-
銀鏡反応で硝酸銀水溶液にアン...
-
還元力の違い
-
油脂の過酸化物価の計算方法に...
-
還元性の有無について
-
ヨードの脱色する過程
-
MnO2+4HCl→MnCl2+2H2...
-
ビタミンC(アスコルビン酸)とメ...
-
酸化還元反応について
-
高校化学についての質問です。 ...
-
クレメンゼン還元
-
アルコールに還元性は?
-
還元剤、酸化剤について
-
二糖類の還元性について
-
ソモギ法の検量線
-
金属シリコン(Si)の製造の電気...
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
アセチレンと過マンガン酸カリ...
-
中和滴定と酸化還元滴定の違いは?
-
還元力の違い
-
[素人] 酸化した物質を元に戻す...
-
高校化学基礎についてです。 硫...
-
3価鉄が2価鉄になる反応について
-
還元力のあるカルボン酸はギ酸...
-
DNS反応について
-
還元剤、酸化剤について
-
ウィンクラー法とアジ化ナトリ...
-
油脂の過酸化物価の計算方法に...
-
バーフォード反応で、還元性の...
-
アルコールに還元性は?
-
問3で ヨウ素酸カリウムが酸化...
-
CODの逆滴定
-
高校化学の質問です。 3Cu+8HNO...
-
漂白剤に二酸化硫黄が使われて...
-
リンモリブデン酸溶液
-
【至急です!】ベンズアミドをL...
-
乾燥剤(H2SO4)でH2Sが乾燥で...
おすすめ情報