高純度シリコン含有生成物および製造方法
【解決手段】
0.01重量%未満の総鉱物性不純物と選択的に決定された炭素:シリコンの比率を含む、シリコン、炭化ケイ素および窒化ケイ素などのシリコン含有生成物。その生成物は、少なくとも3重量%のシリカを含む、籾殻および稲藁などの植物に由来する。制御された温度、圧力および反応時間の下、固定炭素:シリカのモル比を調節しながら、シリコン含有植物を硫酸水溶液で浸出して鉱物および金属を除去し、次いで、制御された条件下、熱的に処理して所望の生成物を生産することを特徴とする、そのような高純度のシリコン含有生成物を作るための方法が提供される。
0.01重量%未満の総鉱物性不純物と選択的に決定された炭素:シリコンの比率を含む、シリコン、炭化ケイ素および窒化ケイ素などのシリコン含有生成物。その生成物は、少なくとも3重量%のシリカを含む、籾殻および稲藁などの植物に由来する。制御された温度、圧力および反応時間の下、固定炭素:シリカのモル比を調節しながら、シリコン含有植物を硫酸水溶液で浸出して鉱物および金属を除去し、次いで、制御された条件下、熱的に処理して所望の生成物を生産することを特徴とする、そのような高純度のシリコン含有生成物を作るための方法が提供される。
Notice: Undefined index: DEJ in /mnt/www/gzt_disp.php on line 298
【特許請求の範囲】
【請求項1】
1000ppm未満の総鉱物と金属の不純物を含み、約0.5:1と約5:1の範囲の固定炭素:シリカのモル比を有する、植物由来のシリコン含有生成物。
【請求項2】
前記植物が、少なくとも3重量%のシリカをさらに含む、請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項3】
前記植物が、籾殻および稲藁からなる群から選択される、請求項2に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項4】
請求項1に記載の前記生成物から作られるシリコン。
【請求項5】
請求項1に記載の前記生成物から作られる窒化ケイ素。
【請求項6】
請求項1に記載の前記生成物から作られる炭化ケイ素。
【請求項7】
請求項6に記載の前記生成物から作られるα炭化ケイ素。
【請求項8】
請求項6に記載の前記生成物から作られるβ炭化ケイ素。
【請求項9】
請求項1に記載の前記生成物から作られる四塩化ケイ素。
【請求項10】
前記植物の最大約50重量%が、稲の部分からなる群から選択される、請求項2に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項11】
前記植物の最大約25重量%が、稲の部分からなる群から選択される、請求項9に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項12】
約500ppm未満の鉱物不純物を含む、請求項1に記載のシリコン含有生成物。
【請求項13】
約100ppm未満の鉱物不純物を含む、請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項14】
前記鉱物と金属の不純物が、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、マンガン、鉄、ホウ素、アルミニウム、リン、およびその酸素含有化合物からなる群から選択される鉱物と金属を含む、請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項15】
約400ppm未満のリンを含む、請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項16】
約100ppm未満のリンを含む、請求項15に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項17】
約10ppm未満のリンを含む、請求項16に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項18】
約4ppm未満のリンを含む、請求項17に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項19】
重量基準で約10ppm未満のナトリウムを含む、請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項20】
重量基準で約10ppm未満のカリウムを含む、請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項21】
重量基準で約10ppm未満のマグネシウムを含む、請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項22】
重量基準で約20ppm未満のカルシウムを含む、請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項23】
重量基準で約10ppm未満のカルシウムを含む、請求項22に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項24】
重量基準で約10ppm未満のマンガンを含む、請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項25】
重量基準で約30ppm未満の鉄を含む、請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項26】
重量基準で約20ppm未満の鉄を含む、請求項25に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項27】
重量基準で約10ppm未満の鉄を含む、請求項26に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項28】
重量基準で約5ppm未満の鉄を含む、請求項27に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項29】
重量基準で約2ppm未満のホウ素を含む、請求項28に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項30】
重量基準で約50ppm未満のアルミニウムを含む、請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項31】
約20ppm未満のアルミニウムを含む、請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項32】
浸出による植物由来の請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項33】
前記総鉱物と金属の不純物を、1000ppm未満に減少させるように制御された温度、圧力および浸出時間で、硫酸水溶液を用いて浸出させることによって、植物から得られる、請求項32に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項34】
固定炭素:シリカの前記モル比が、約1:1から約5:1の範囲である、請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項35】
少なくとも3重量%のシリカを含む植物を約45℃と約200℃の間の温度で硫酸水溶液を用いて浸出し、揮発性有機物質を除去するために約200℃と約500℃の間の温度で浸出された前記植物を熱分解して揮発性有機物質を除去し、浸出され、揮発分を除去した前記植物を熱分解して残留有機物質を遊離の炭素に変換し、そして得られた前記物質を1,400℃から1,550℃の間の温度で炭素熱的に処理して窒化ケイ素を生成することによる、窒化ケイ素を作るための方法。
【請求項36】
前記窒化ケイ素が、過剰の遊離炭素を除去するためにさらに酸化される、請求項35に記載の前記方法。
【請求項37】
前記熱分解物質が、炭素熱的に処理される前に酸化される、請求項35に記載の前記方法。
【請求項38】
前記窒化ケイ素が、1000ppm未満の総鉱物と金属の不純物を含む、請求項34に記載の前記方法。
【請求項39】
前記窒化ケイ素が、元素のケイ素を生成するために約1,700℃の温度で熱的処理することにより高熱分解される、請求項34に記載の前記方法。
【請求項40】
前記シリコンが、1000ppm未満の総鉱物と金属の不純物を含む、請求項39に記載の前記方法。
【請求項41】
少なくとも3重量%のシリカを含む植物を約45℃と約200℃の間の温度で硫酸水溶液を用いて浸出し、揮発性有機物質を除去するために約200℃と約500℃の間の温度で前記浸出植物を熱分解して揮発性有機物質を除去し、浸出され、揮発分を除去した前記植物を熱分解して残留有機物質を遊離の炭素に変換し、そして得られた前記物質を1,400℃から1,550℃の間の温度で炭素熱的に処理してβ炭化ケイ素を生成する、β炭化ケイ素を作る方法。
【請求項42】
前記β炭化ケイ素をα炭化ケイ素に変換するために、前記β炭化ケイ素が約2,000℃より高い温度で熱的に処理される、請求項41に記載の前記方法。
【請求項43】
前記熱分解物質が、炭素熱的に処理される前に酸化される、請求項41に記載の前記方法。
【請求項44】
前記β炭化ケイ素が、1000ppm未満の総鉱物と金属の不純物を含む、請求項41に記載の前記方法。
【請求項45】
前記α炭化ケイ素が、1000ppm未満の総鉱物と金属の不純物を含む、請求項41に記載の前記方法。
【請求項1】
1000ppm未満の総鉱物と金属の不純物を含み、約0.5:1と約5:1の範囲の固定炭素:シリカのモル比を有する、植物由来のシリコン含有生成物。
【請求項2】
前記植物が、少なくとも3重量%のシリカをさらに含む、請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項3】
前記植物が、籾殻および稲藁からなる群から選択される、請求項2に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項4】
請求項1に記載の前記生成物から作られるシリコン。
【請求項5】
請求項1に記載の前記生成物から作られる窒化ケイ素。
【請求項6】
請求項1に記載の前記生成物から作られる炭化ケイ素。
【請求項7】
請求項6に記載の前記生成物から作られるα炭化ケイ素。
【請求項8】
請求項6に記載の前記生成物から作られるβ炭化ケイ素。
【請求項9】
請求項1に記載の前記生成物から作られる四塩化ケイ素。
【請求項10】
前記植物の最大約50重量%が、稲の部分からなる群から選択される、請求項2に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項11】
前記植物の最大約25重量%が、稲の部分からなる群から選択される、請求項9に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項12】
約500ppm未満の鉱物不純物を含む、請求項1に記載のシリコン含有生成物。
【請求項13】
約100ppm未満の鉱物不純物を含む、請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項14】
前記鉱物と金属の不純物が、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、マンガン、鉄、ホウ素、アルミニウム、リン、およびその酸素含有化合物からなる群から選択される鉱物と金属を含む、請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項15】
約400ppm未満のリンを含む、請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項16】
約100ppm未満のリンを含む、請求項15に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項17】
約10ppm未満のリンを含む、請求項16に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項18】
約4ppm未満のリンを含む、請求項17に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項19】
重量基準で約10ppm未満のナトリウムを含む、請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項20】
重量基準で約10ppm未満のカリウムを含む、請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項21】
重量基準で約10ppm未満のマグネシウムを含む、請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項22】
重量基準で約20ppm未満のカルシウムを含む、請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項23】
重量基準で約10ppm未満のカルシウムを含む、請求項22に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項24】
重量基準で約10ppm未満のマンガンを含む、請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項25】
重量基準で約30ppm未満の鉄を含む、請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項26】
重量基準で約20ppm未満の鉄を含む、請求項25に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項27】
重量基準で約10ppm未満の鉄を含む、請求項26に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項28】
重量基準で約5ppm未満の鉄を含む、請求項27に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項29】
重量基準で約2ppm未満のホウ素を含む、請求項28に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項30】
重量基準で約50ppm未満のアルミニウムを含む、請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項31】
約20ppm未満のアルミニウムを含む、請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項32】
浸出による植物由来の請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項33】
前記総鉱物と金属の不純物を、1000ppm未満に減少させるように制御された温度、圧力および浸出時間で、硫酸水溶液を用いて浸出させることによって、植物から得られる、請求項32に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項34】
固定炭素:シリカの前記モル比が、約1:1から約5:1の範囲である、請求項1に記載の前記シリコン含有生成物。
【請求項35】
少なくとも3重量%のシリカを含む植物を約45℃と約200℃の間の温度で硫酸水溶液を用いて浸出し、揮発性有機物質を除去するために約200℃と約500℃の間の温度で浸出された前記植物を熱分解して揮発性有機物質を除去し、浸出され、揮発分を除去した前記植物を熱分解して残留有機物質を遊離の炭素に変換し、そして得られた前記物質を1,400℃から1,550℃の間の温度で炭素熱的に処理して窒化ケイ素を生成することによる、窒化ケイ素を作るための方法。
【請求項36】
前記窒化ケイ素が、過剰の遊離炭素を除去するためにさらに酸化される、請求項35に記載の前記方法。
【請求項37】
前記熱分解物質が、炭素熱的に処理される前に酸化される、請求項35に記載の前記方法。
【請求項38】
前記窒化ケイ素が、1000ppm未満の総鉱物と金属の不純物を含む、請求項34に記載の前記方法。
【請求項39】
前記窒化ケイ素が、元素のケイ素を生成するために約1,700℃の温度で熱的処理することにより高熱分解される、請求項34に記載の前記方法。
【請求項40】
前記シリコンが、1000ppm未満の総鉱物と金属の不純物を含む、請求項39に記載の前記方法。
【請求項41】
少なくとも3重量%のシリカを含む植物を約45℃と約200℃の間の温度で硫酸水溶液を用いて浸出し、揮発性有機物質を除去するために約200℃と約500℃の間の温度で前記浸出植物を熱分解して揮発性有機物質を除去し、浸出され、揮発分を除去した前記植物を熱分解して残留有機物質を遊離の炭素に変換し、そして得られた前記物質を1,400℃から1,550℃の間の温度で炭素熱的に処理してβ炭化ケイ素を生成する、β炭化ケイ素を作る方法。
【請求項42】
前記β炭化ケイ素をα炭化ケイ素に変換するために、前記β炭化ケイ素が約2,000℃より高い温度で熱的に処理される、請求項41に記載の前記方法。
【請求項43】
前記熱分解物質が、炭素熱的に処理される前に酸化される、請求項41に記載の前記方法。
【請求項44】
前記β炭化ケイ素が、1000ppm未満の総鉱物と金属の不純物を含む、請求項41に記載の前記方法。
【請求項45】
前記α炭化ケイ素が、1000ppm未満の総鉱物と金属の不純物を含む、請求項41に記載の前記方法。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【公表番号】特表2012−525319(P2012−525319A)
【公表日】平成24年10月22日(2012.10.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−508614(P2012−508614)
【出願日】平成22年4月28日(2010.4.28)
【国際出願番号】PCT/US2010/032651
【国際公開番号】WO2010/126927
【国際公開日】平成22年11月4日(2010.11.4)
【出願人】(511262337)エスアイ オプションズ,エルエルシー (1)
【氏名又は名称原語表記】SI OPTIONS,LLC
【Fターム(参考)】
【公表日】平成24年10月22日(2012.10.22)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年4月28日(2010.4.28)
【国際出願番号】PCT/US2010/032651
【国際公開番号】WO2010/126927
【国際公開日】平成22年11月4日(2010.11.4)
【出願人】(511262337)エスアイ オプションズ,エルエルシー (1)
【氏名又は名称原語表記】SI OPTIONS,LLC
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]