Процессов переработки

4-1. Термодинамика химических процессов осаждения слоев

Термодинамический анализ является мощным средством для возможности прогнозирования процессов осаждения, однако на практике механизм процесса часто определяется кинетическими факторами.

4-2. Кинетика химических процессов осаждения слоев

Это 'Свойство процессов осаждения часто используется в технологии интегральных схем для создания подслоев при получении пленок из материалов, имеющих

В последние годы ведется много исследований, на правленных на подтверждение или опровержение тех или иных положений теории зарождения и роста. Тем не менее изложенные в этой главе данные позволят более сознательно определять взаимозависимость технологических параметров процессов осаждения пленок.

Химические осаждения из газовой фазы. Преимуществом процессов осаждения является возможность использовать широкий круг диэлектрических материалов (SiO2) А12Оз, 5ГзН4 и др.) и их композиций. Кроме того, этот метод позволяет осаждать диэлектрические слои при более низких температурах, чем протекает окисление кремния, что бывает необходимо при реализации конкретных технологических решений в производстве ИМС.

4-2. Кинетика химических процессов осаждения слоев . . 67

Из возможных процессов осаждения нитрида кремния наиболее подробно изучен процесс взаимодействуя сила-«а и аммиака:

Из возможных процессов осаждения нитрида кремния наиболее подробно изучен процесс взаимодействуя сила-«а и аммиака:

Первая группа методов основана на использовании химических транспортных реакций и характеризуется тем, что кристаллизация осаждаемого металла в этом случае осуществляется из паров его галоидных соединений (иодидов или хлоридов). Для получения монокристаллов молибдена используются преимущественно, хлориды (см. главу V). В общем дислокационный механизм роста кристаллов из газовой фазы сводится к спиральному присоединению атомов на ступеньке, образованной винтовой дислокацией [21, 77, 125], и в зависимости от режима осаждения позволяет получить поли- и монокристаллические осадки. Скорости химических процессов осаждения металлов в молекулярном, кинетическом или диффузионном режимах очень велики и не зависят от механизма массообмена. Характер кристаллизации и скорость роста кристаллов осаждаемого металла в основном определяется относительным перенасыщением газовой фазы. Осадки в виде высокочистых монокристаллов растут при малых степенях пересыщения газовой фазы, в то время как средние степени пересыщения обеспечивают рост массивных поликристаллов. При высоких степенях пересыщения образуются порошки посредством гомогенного зарождения в газовой фазе.

Усилия, предпринимавшиеся исследователями для повышения эффективности солнечных батарей, направлялись на разработку различных технологических и физических методов. В области физики приборов внимание ученых было сосредоточено на поиске, параметрических зависимостей эффективности генерации носителей заряда и работы коллектора, учитывающих парную и непарную рекомбинацию, от величины электрического поля [ 19]. В то же время с целью повышения качества пленок начиная с 1977 г. ведутся исследования плазменных процессов осаждения. Эти фундаментальные исследования привели к созданию нескольких новых реакторов для осаждения пленок. Это прежде всего плазменный реактор постоянного тока [ 20], многокамерный горизонтальный реактор тлеющего разряда [21] и реактор с последовательно разделенными камерами. Ветвь А на 1.1 соответствует именно этим исследовательским разработкам, направленным на повышение качества материала, параметров солнечных батарей и основанным на концепции фотоволыаического эффекта дрейфового типа. Последний будет обсуждаться в гл. 4 и 5.

Обработка давлением (ОД) — это группа процессов переработки пластичных металлов и других материалов в изделия (прокатка, волочение, ковка, штамповка, чеканка, дорнование и др.), при реализации которых исходная заготовка в нагретом или холодном состоянии под действием давления пластически деформируется и приобретает новые заданные форму и размеры или заданные физические свойства поверхностного слоя. Как правило, после ОД изменяются исходные физические свойства материалов заготовок. Например, при чеканке и правке металлических заготовок увеличивается их электрическое сопротивление и повышается поверхностная твердость, а при вырубке пластин магнито-проводов ухудшаются их электромагнитные свойства. Поэтому технологические процессы изготовления штампованных деталей РЭА содержат термические операции, назначение которых формировать новые или восстанавливать исходные свойства материалов. Кроме термических операций, сопутствующих обработке давлением деталей РЭА, производят операции, реализующие методы нанесения защитных покрытий, пайки, сварки и механической обработки. Необходимость в этих операциях обусловливается конкретными техническими требованиями к изготавливаемым деталям.

чей информации на расстояние представляет собой систе* му телемеханики. С укрупнением систем управления и все большей автоматизацией процессов переработки информации системы телемеханики перерастают в крупные автоматизированные информационные системы, разработка которых для управления промышленными комплексами идет в двух направлениях.

Наконец, потребление первичных энергоресурсов — нефти, газа, угля, сланца, торфа, дров, гидроэнергии, ядерной энергии и т. д.— соотносится с потреблением преобразованных видов энергии как величина, обратная КПД переработки, преобразования и распределения энергетических ресурсов *. Поэтому экономия первичных энергоресурсов помимо экономии энергоносителей может достигаться путем совершенствования всех процессов переработки, преобразования и распределения энергоресурсов, т. е. самого ЭК страны.

1. Нефтяная промышленность страны, обеспечившая за два последних десятилетия основной прирост производства энергетических ресурсов, становится в новых условиях наиболее трудным участком энергетики. Поэтому, прилагая все усилия к дальнейшему наращиванию добычи нефти, необходимо главное внимание уделять ее рациональному использованию и всемерному замещению менее дорогими и лимитированными энергоресурсами. Наиболее крупной и неотложной мерой в этом отношении служит скорейшее сокращение использования мазута как котельно-печного топлива (КПТ) (особенно на электростанциях) и резкое увеличение мощности вторичных процессов переработки нефти — для производства светлых нефтепродуктов. В сочетании с ускоренной дизелизацией моторного парка, использованием сжиженного и сжатого газа и электрификацией транспорта это может сначала существенно замедлить, а затем остановить рост потребности страны в жидком топливе.

К сожалению, реальные размеры такого замещения определяются возможностями дальнейшего наращивания добычи угля требуемого качества и увеличения пропускной способности магистральных газопроводов с севера Западной Сибири в центральные районы страны, а также емкости газохранилищ. Особые трудности связаны с увеличением мощности вторичных процессов переработки нефти, на которых тяжелые (мазутные) фракции смогут перерабатываться в светлые нефтепродукты. Без этого замещение мазута другими видами топлива не имеет смысла, поскольку экспорт топочного мазута недостаточно эффективен и его размеры по ряду причин ограничены, а использование у остальных потребителей связано с большими затратами, чем на электростанциях.

6. Замена мазута газом в сезонной .составляющей потребления электростанций. Предполагается сооружение системы подземных хранилищ в подходящих для этой цели геологических структурах и развитие промыслов и сети магистральных газопроводов, обеспечивающее регулирование расчетного графика сезонных изменений нагрузки. Экономия достигается за счет поддержания стабильной глубины переработки нефти на максимальном уровне, определяемом структурой процессов переработки, и недопущения снижения глубины переработки в отопительный период для производства дополнительных количеств нефтетоплива.

После того как между Волгой и Уралом была создана новая нефтяная база, нефтеперерабатывающие заводы стали получать с урало-волжских месторождений сернистые и сильно засоленные нефти. Опыта переработки таких нефтей советские нефтяники не имели. Решить эту задачу можно было только путем широкого внедрения новых химических процессов переработки крекинг-газов, которые могли давать сырье для процесса каталитической полимеризации. Были построены газофракционирующие, полимеризационные и гидроге-низационные установки. Было построено несколько установок каталитического алкилирования, вырабатывающих этилбензол — компонент авиационных бензинов, он же служил сырьем для производства синтетического каучука. Успехи нефтепереработки позволили с 1940 г. производить для авиации несколько сортов бензинов прямой гонки с октановым числом от 59 до 78.

Наиболее крупные заводы расположены в городах Поса-Рика, Сьюдад-Пе-мекс, Масатлан, Сьюдад-Мадеро, Минатитлан, Ацкапоцалько и Саламанка. Здесь заводы перерабатывают местную нефть. Они оснащены передовой техникой, имеют установки для вторичных процессов переработки (каталитический крекинг, риформинг и др.). Нефть сернистая, потому заводы в своем составе имеют установки для обессеривания.

Нефтедобывающие предприятия объединяются в группы по территориальному признаку и рассматриваются как один объект (нефтеносный район). В модели 16 таких районов. Более подробно в модели представлены технологические способы переработки нефти, возможности варьирования в структуре вырабатываемой продукции, учитываются затраты на переработку различных по качеству сортов нефти. Возможность учета этих факторов реализована представлением в модели вторичных процессов переработки нефти и граничными вариантами выхода нефтепродуктов (максимально допустимое увеличение выхода бензина, керосина и дизельного топлива).

Терпит существенных изменений. В настоящее время почти половина всех образующихся и используемых ВЭР в отрасли приходится на производство меди. В дальнейшем эта структура изменится. Доля ВЭР медеплавильного производства должна снизиться за счет развития гидрометаллургических процессов переработки медных и никелевых концентратов, при которых отсутствует выход ВЭР, а в алюминиевой промышленности выход ВЭР возрастет.

Углеводород, содержащийся в битуминозных песчаниках, горючих сланцах и очень тяжелых нефтях, не является неистощимым ресурсом. Однако этих ресурсов очень много, и маловероятно, что они будут когда-либо выработаны. Много говорят об их разработке и разработке гидратов метана и глубоко залегающих пластов с аномально высоким пластовым давлением для получения природного газа. Продолжаются исследования, особенно интенсивно в Великобритании, ФРГ и США, по производству жидкого и газообразного топлива из угля. Сообщают также, что СССР возобновил исследования в этих областях, которые были, как и в других странах, прекращены в период изобилия нефти. Однако разработка битуминозных песчаников все еще ограничена районом Атабаска в Канаде, а производство жидкого топлива из угля — заводом Сасол в ЮАР. Существует чрезвычайно много новых процессов переработки горючих сланцев, особенно разработанных в США. Однако ограничения экономического, материально-технического и экологического характера препятствуют еще вложению необходимых огромных инвестиций. Так, в исследовании ОЭСР, выполненном в 1977 г., в США в 1985 г. не прогнозируется производство синтетической нефти из очень тяжелых нефтей, битуминозных песчаников или горючих сланцев и производство синтетического природного газа из угля или добычи газа из плотных формаций. Эти ресурсы в настоящее время считаются неконкурентоспособными по сравнению с импортной нефтью. Необходимые крупные капиталовложения признаются неэффективными, когда .находится отвлекать капиталы от освоения ресурсов природного