[发明专利]基于微波的硅的制造方法和微波还原炉

权利要求书

1.一种基于微波的硅的制造方法，其特征在于，该方法包括下述工序：

供给工序，在由二氧化硅或碳化硅构成的耐火物制容器内部供给由二氧化硅粉末和石墨粉末的混合物或由二氧化硅粉末和碳化硅粉末以及石墨粉末的混合物构成的原料；

照射工序，对上述容器内的上述原料照射微波；

排出工序，从上述容器内部排出熔融硅；

在上述微波照射工序中，

通过上述微波的照射，上述石墨粉末吸收微波能量而温度上升，在升温后，通过上述二氧化硅和碳化硅和/或上述石墨的还原反应生成上述熔融硅。

2.一种基于微波的硅的制造方法，其特征在于，该方法包括下述工序：

供给工序，在由二氧化硅或碳化硅构成的耐火物制容器内部供给由二氧化硅粉末和石墨粉末的混合物或由二氧化硅粉末和碳化硅粉末与石墨粉末的混合物构成的原料；

照射工序，对上述容器内的上述原料照射微波；

排出工序，从上述容器内部排出熔融硅；

在上述微波照射工序中，

通过上述微波的照射，上述石墨粉末吸收微波能量而温度上升，在升温后，通过上述二氧化硅和碳化硅和/或上述石墨的还原反应，生成作为中间产物的SiO气体，不使该SiO气体从上述耐火物制容器中离散，而使该SiO气体与二氧化硅、石墨粉末和/或碳化硅接触，通过气—固还原反应还原二氧化硅，连续地生成上述熔融硅。

3.根据权利要求1或2所述的基于微波的硅的制造方法，其特征在于，上述还原为硅的反应在氩气、氮气或氦气中进行。

4.一种微波还原炉，其特征在于，该微波还原炉包括：

反应炉，该反应炉包括用于贮存原料且由二氧化硅或碳化硅构成的耐火物制容器；

供给部，该供给部将上述原料供给到上述容器内部；

排出部，该排出部将还原后的熔融硅从上述容器内部排出；

微波振荡器，该微波振荡器朝向该反应炉内的上述耐火物制容器，具有螺旋天线或导波管产生的指向性，照射微波；

在上述耐火物制容器的内部，供给二氧化硅粉末和石墨粉末的混合物、或二氧化硅粉末和碳化硅粉末以及石墨粉末的混合物作为原料。

5.一种微波还原炉，其特征在于，该微波还原炉包括：

反应炉，该反应炉包括耐火物制容器，该耐火物制容器用于贮存原料的同时可防止产生气体的离散、且由二氧化硅或碳化硅构成；

供给部，该供给部将上述原料供给到上述容器内部；

排出部，该排出部将还原后的熔融硅从上述容器内部排出；

微波振荡器，该微波振荡器朝向该反应炉内的上述耐火物制容器，具有螺旋天线或导波管产生的指向性，照射微波；

在上述耐火物制容器的内部，供给二氧化硅粉末和石墨粉末的混合物、或二氧化硅粉末和碳化硅粉末以及石墨粉末的混合物作为原料，通过上述二氧化硅和碳化硅和/或上述石墨的还原反应，生成作为中间产物的SiO气体，不使该SiO气体从上述耐火物制容器中离散，而使该SiO气体与二氧化硅、石墨粉末和/或碳化硅接触，通过气—固还原反应还原二氧化硅，连续地生成上述熔融硅。

6.一种微波还原炉，其特征在于，该微波还原炉包括：

反应炉，该反应炉包括用于贮存原料且由二氧化硅或碳化硅构成的耐火物制容器；

供给部，该供给部将上述原料供给到上述容器内部；

排出部，该排出部将还原后的熔融硅从上述容器内部排出；

微波组件，该微波组件设置于包围该耐火物制容器的圆周面的内面上，朝向上述耐火物制容器内的指定点辐射微波束；

主反射镜，该主反射镜设置于该耐火物制容器的上方，将以上述指定点为焦点的抛物面作为微波的反射面；

在上述耐火物制容器的内部，供给二氧化硅粉末和石墨粉末的混合物、或二氧化硅粉末和碳化硅粉末以及石墨粉末的混合物作为原料。

7.一种微波还原炉，其特征在于，该微波还原炉包括：

反应炉，该反应炉包括用于贮存原料且由二氧化硅或碳化硅构成的耐火物制容器；

微波窗，该微波窗包围在上述反应炉的周围；

熔解炉顶板，该熔解炉顶板由上述微波窗支持，为防止产生气体的离散而覆盖在上述耐火物制容器上；

供给部，该供给部通过上述熔解炉顶板，将上述原料供给到上述容器内部；

排出部，该排出部将还原后的熔融硅从上述容器内部排出；

微波组件，该微波组件设置于包围上述耐火物制容器的圆周面的内面上，通过上述微波窗朝向耐火物制容器内的指定点辐射微波束；

主反射镜，该主反射镜设置于该耐火物制容器的上方，将以上述指定点为焦点的抛物面作为微波的反射面；

在上述耐火物制容器的内部，供给二氧化硅粉末和石墨粉末的混合物、或二氧化硅粉末和碳化硅粉末以及石墨粉末的混合物作为原料，通过上述二氧化硅和碳化硅和/或上述石墨的还原反应，生成作为中间产物的SiO气体，不使该SiO气体从上述熔解炉顶板与耐火物制容器构成的外壳内离散，而使该SiO气体与二氧化硅、石墨粉末和/或碳化硅接触，通过气—固还原反应还原二氧化硅，连续地生成上述熔融硅。