Исследование термодинамических условий для пиролиза моносилана в циклическом реакторе сжатия

Ездин, Б. С.; Каляда, В. В.; Васильев, С. А.; Шабиев, Ф. К.; Пахаруков, Ю. В.; Сафаргалиев, Р. Ф.; Yezdin, B. S.; Kalyada, V. V.; Vasiliev, S. A.; Shabiev, F. K.; Pakharukov, Yu. V.; Safargaliev, R. F.

Исследование термодинамических условий для пиролиза моносилана в циклическом реакторе сжатия

Ездин, Б. С., Каляда, В. В., Васильев, С. А., Шабиев, Ф. К., Пахаруков, Ю. В., Сафаргалиев, Р. Ф., Yezdin, B. S., Kalyada, V. V., Vasiliev, S. A., Shabiev, F. K., Pakharukov, Yu. V., Safargaliev, R. F.

Дата публикации: 2022

Дата публикации в реестре: 2023-12-05T16:59:44Z

Аннотация:

В работе представлены результаты исследования структуры наночастиц кремния, полученных пиролизом моносилана в условиях адиабатического сжатия в циклическом химическом реакторе в атмосфере аргона. Для создания термодинамических условий, необходимых для пиролиза моносилана, применяется циклический реактор сжатия. Реактор представляет собой тепловую машину, позволяющую получать высокие давления и температуру в сжимаемых газах. Показано, что для содержания моносилана в буферном газе не более 20% полный пиролиз происходит в диапазоне пиковых давлений выше 2,5 МПа. Разложение моносилана на кремний и водород сопровождается синтезом кремниевых наночастиц. Просвечивающая электронная микроскопия показала, что наночастицы имеют в основном сферическую форму с размерами от 10 до 150 нм. Максимум размеров частиц приходится на 50-60 нм. Размеры частиц подчиняются логнормальному распределению, что свидетельствует в пользу механизма роста за счет слияния частиц более мелких размеров. Для исследования структурных особенностей частиц использовался метод рентгенофазового анализа. Область когерентного рассеяния частиц составила 4-20 нм.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ (проект № FSUS-2020-0039).

Ключевые слова:
пиролиз, наноразмерные порошки, адиабатическое сжатие, моносилан, кремний, pyrolysis, nanosized powders, adiabatic compression, monosilane, silicon

Тип: Article

Права: open access