Рассмотрено влияние условий выращивания кремниевых основ на образование на их поверхности эпитаксиального слоя. Исключение образования на поверхности кремниевых основ эпитаксиальной пленки предложено путем проведения процесса плавки в газовой среде при давлении выше атмосферного.

Рассмотрены особенности выращивания кремниевых основ диаметром 6 - 10 мм для последующего получения поликристаллического кремния методом водородного восстановления хлорсиланов. Показано, что основной характеристикой технологического процесса выращивания кремниевых основ является величина осевого температурный градиент в охлаждаемом кристалле, колебания которого приводят к снижению механической прочности кристаллов кремния.

Выполнен термодинамический анализ реакций, протекающих в процессе гидрохлорирования технического кремния (ПГХТК). Показано, что наибольший интерес представляет использование каталитических реакций, которые способны значительно повысить эффективность ПГХТК.

Экспериментально установлено, что во время роста бездислокационных монокристаллов кремния по методу Чохральского вследствие изменения соотношения концентраций примесей происходит активизация участия атомов углерода в образовании примесных комплексов.

Рассмотрено влияние среды выращивания кремниевых основ на образование на их поверхности напыленного слоя. Исключение образования на поверхности кремниевых основ напыленного слоя предлагается путем проведения процесса плавки в газовой среде при давлении выше атмосферного.

Приведен анализ образования конденсированых фаз на поверхности кремниевых прутков-подложек. Образование конденсационных слоев в системе расплав кремния - кремниевая основа - парогазовая фаза в вакууме проходит через ряд стадий, подчиняющихся определенным закономерностям: испарение, массоперенос и конденсация. Завершающим этапом является конденсация атомов кремния на боковой поверхности кремниевого прутка.

Викладено проблеми удосконалення мікрометалургійного процесу вирощування кремнієвих прутків-підкладок методом індукційної безтигельної зонної плавки з п'єдесталу. Висвітлено наукові завдання з підвищення міцності кремнієвих прутків-підкладок та запобігання утворенню на їх поверхні конденсованих фаз. Зазначено, що фактором, який визначає механічну міцність прутка-підкладки, є термопружня напруга внаслідок високого осьового градієнту температури в зоні переходу кремнію з пластичного в крихкий під час вирощування прутка. Утворенню конденсованих фаз можна запобігти проведенням технологічного процесу в атмосфері аргону. Охарактеризовано індукційні вузли для групового вирощування кремнієвих прутків-підкладок з покращеними властивостями в вакуумі та середовищі аргону. Наголошено, що ці прутки-підкладки підвищують продуктивність виробництва полікристалічного кремнію в "Сіменс-реакторі" на 50 % у порівнянні з базовою технологією.

Оцінено енергетичні та електричні параметри попереднього нагрівання кремнієвих прутків-підкладок для генерації носіїв заряду і забезпечення необхідної провідності кремнію під час виробництва високочистого полікристалічного кремнію. Обгрунтовано доцільність використання легованих кремнієвих прутків-підкладок для виробництва полікристалічного кремнію із заданим рівнем концентрації легувальної домішки з метою підвищення продуктивності виробництва та зниження собівартості полікристалічного кремнію.

Виконано ситовий аналіз матеріалу вихідної проби залізної руди із аравійсько-нубійського щита, що надійшов на дослідження. Проведений хімічний аналіз різних проб на вміст загального заліза та кремнію показав рівномірний розподіл компонентів по класам. Виконаний первинний огляд уламків +5 мм, котрий показав, що вони складаються, в основному, з двох компонентів - відокремлення кварцу і цементу, що їх зв'язує. За результатами аналізу виділено чотири типи уламків за вмістом цементу, котрий представлений сурико-охристо-глинистим цементом: мало-глиниста зі вмістом 5 - 10 % цементу, середньо-глиниста зі вмістом 10 - 50 % цементу, глиниста зі вмістом більше 50 % цементу і убого-глиниста. Проведена рудорозборка матеріалу із виділенням п'яти мінералого-петрологічних різновидів.

Мета роботи - розробка удосконаленої технології спікання агломерату, що дозволяє підвищити питому продуктивність аглопроцесу, знизити питому витрату вуглецю твердого палива, зменшити вміст залишкового вуглецю та дріб'язку в агломераті, а також покращити характеристики міцності агломерату. Для дослідження режимів агломераційного спікання двошарових шихт використовувалися лабораторні напівпромислові установки агломераційного цеху ПАТ "АрселорМіттал Кривий Ріг" та Навчально-наукового технологічного інституту Державного університету економіки і технологій. Відпрацювання технологій отримання лабораторних шихт здійснювалося на лабораторному барабанному огрудкувачі. Визначення металургійних характеристик палива та огрудкованих матеріалів проводилося за методами Державних стандартів України: ДСТУ 4703:2006, ДСТУ 3206-95, ДСТУ 3200-95, ДСТУ 3202-95, ДСТУ 3205-95. Вперше науково обгрунтовані оптимальні співвідношення кількості твердого палива, його крупності та реакційної здатності у верхньому та нижньому шарах аглошихти при її двошаровому спіканні. Розроблено вдосконалену технологію виробництва агломерату з оптимізацією витрати, гранулометричного складу та реакційної здатності твердого палива в шарах агломераційної шихти. Проведені дослідження з вивчення режимів спікання двошарових шихт з різною кількістю та реакційною здатністю твердого палива у верхньому та нижньому шарах шихти, що спікається. У базову шихту вводили всю задану кількість палива з однаковою середньою реакційною здатністю (CRI = 36,7 %). У дослідну шихту попередньо вводили до 30 % необхідної питомої витрати вуглецю, що вноситься високореакційним (CRI >> 37 %) твердим паливом, а решту необхідного вуглецю розподіляли нерівномірно по шарам шихти. У верхній шар вводили вуглецю на 5 - 15 % більше необхідної витрати на шар у вигляді високореакційного палива, а в нижній - на 2 % менше від необхідного у вигляді низькореакційного палива, моделюючи процес двошарового спікання шихти. Показано, що запропонована та відпрацьована технологія дозволяє підвищити продуктивність процесу виробництва агломерату, знизити питому витрату вуглецю твердого палива, зменшити вміст залишкового вуглецю та дріб'язку в агломераті, а також покращити характеристики міцності агломерату.