Pyrolyse du silane en régime anisotherme

(CNRS, Centre de Recherches sur la Chimie de la Combustion et des Hautes Températures, 1C, avenue de la Recherche Scientifique, 45045 Orléans Cedex), France.

Résumé

La pyrolyse du silane a été étudiée en régime anisotherme en vue de préciser ses constantes cinétiques. Une méthode d'exploitation des résultats expérimentaux a été développée, tenant compte des effets dus à des profils même fortement anisothermes de la température dans le réacteur. Elle peut s’appliquer à des systèmes où les réactifs sont concentrés et la décomposition avancée.

Dans le cas où cette méthode d’exploitation a été appliquée à la pyrolyse du silane, avec une température maximum égale à 700 °C. deux domaines cinétiques peuvent être distingués en fonction de la température. Les constantes cinétiques calculées déduites des expériences sont comparées à celles calculées précédemment en régime dynamique isotherme.

Abstract

With a view to obtain kinetic information and the specific rate constants, the pyrolysis reaction of silane has been studied in a flow system. The temperature profiles in the pyrolysis reactor are highly non isothermal. A method has been developed for the calculation of kinetic constants in flow systems allowing for such effects. It can he applied to cases for which concentration of reactants is high and decomposition extensive.

It is mainly based on the comparison of the progress of the reaction as calculated by Towell and Martin’s equation to the experimental value taken at the end of the reactor. The calculations related to the progress of the reaction are carried out by a Runge-Kulta method for which the temperature profiles of the reactor are expressed for each initial flow rate by an approximation polynomial. Kinetics constants are consequently estimated using a mean square method.

The case of the silane pyrolysis is presented, with temperatures up to 700 °C. At different temperatures two separate kinetic ranges can he distinguished. Based on experimental evidence the rate constants derived by this method are compared to values obtained under isothermal flow.