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应用有关热力学数据研究了与西门子法相关的“Si-Cl-H”三元系的复杂化学反应,通过选择一组合适的独立反应,计算了体系在不同条件下(T=1023~1500K,P=1013250~10132.5Pa,nH20/nsinHcl30=2/1~50/1)的标准平衡常数、平衡成分、平衡产率η、因子α(平衡产率η与SiHCl3初始物质的量分数之积)等。以表格的形式择要给出了部分计算结果,它们包括:不同温度下15个化学反应的△γGmθ、Kpθ值,不同压力下的多晶硅产率表、α因子表,不同氢气配比(原料气中H2与SiHCl3的物质的量之比)时SiHCl3、SICl4和SICl2的平衡分数表等。绘制了15个反应的△γGmθ-T和Kpθ-T图,不同氢气配比、不同压力时的平衡气相成分图,SiHCl3剩余量随温度的变化图,氢气配比、压力、温度对平衡产率的影响图。此外,还给出了不同温度、不同压力下SiHCl3的初始物质的量分数对α因数的作用规律图。热力学研究结果表明:1,在温度较低、体系压力为正压(>101325Pa)时,气相生成产物主要是HCl,SICl4和SiH2Cl2;压力变负(<101325Pa)时,气相主产物则为HCl和SiCl4。温度较高的情况下,不论压力大小,气相主产物均为HCl和SiCl2。2,在体系压力恒定、反应温度较低时,高氢配比下反应Rl(SiHCl3(g)+H2(g)=Si(s)+3HCl(g))占优势。而在高温、低压、中氢或低氢配比条件下反应R5(SiHCl3(g)=SICl2(g)+HCl(g))为体系的主反应,并且对体系压力和温度都很敏感。3,高氢配比时,保持压力恒定,随着温度的升高多晶硅产率逐渐增大,SiHCl3的还原愈加充分。当温度达到某一值后,产率却与温度呈反比。4,在氢气配比或温度一定时,产率与体系压力呈反比关系,但是在高温、低氢配比、压力为负压时,却出现了产率随压力的增大而增加的反常现象。5,保持压力或温度恒定时,多晶硅产率η均随氢气配比的增大而增大,α却随氢气配比的增大而减小。实际生产中应综合考虑α和η两个因子,以便在保证产量的条件下达到较大的Si产率。