[发明专利]修复和/或保护反应器中表面的方法

说明书

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2012年1月30日提交的系列号为No.61/592,037的美国临时专利申请的权益，该临时专利申请以引用方式整体并入本文。

背景技术

本发明整体涉及一种修复和/或保护反应器中表面的方法，具体地讲涉及一种在反应器中组件的表面上形成异质保护层的方法，其中该异质保护层包含硅。

常规反应器可用于形成多种产物，诸如多晶硅。为了有利于制备此类产物，反应器通常包括一个或多个具有表面的组件，诸如导流板，其与用于形成产物的工艺气体相互作用。遗憾的是，随时间推移这些表面被工艺气体(和/或工艺副产物)劣化，特别是当表面包含碳时。同样，这些表面在置于反应器内之前通常涂覆有保护层。例如，可使用化学气相沉积(CVD)在组件的表面上形成碳化硅(SiC)层，其也可称为CVD-SiC层。此类CVD工艺与反应器自身分开利用，如装置外。

遗憾的是，包括CVD-SiC层的组件价格较高。此外，该组件可能较笨重和/或沉重，使得将他们装运、处理和安装到反应器内危险并且耗时，这会进一步提高与之关联的成本。另外，CVD-SiC层可能不完全或在制造、处理或使用组件的过程中被损坏。同样，虽然认为下方表面受到完全保护，但其仍可能受到工艺气体攻击，诸如通过CVD-SiC层中仅有的针孔。随时间推移，组件变得不可用或由于劣化而最终失效。随后必须从反应器中移除组件并且在装置外修复或者更典型地完全废弃。综上所述，仍有机会提供一种在反应器中组件的表面上形成异质保护层的方法。

发明内容

本发明提供了一种在反应器中组件的表面上形成异质保护层的方法。异质保护层包含硅。所述方法包括提供一种用于形成异质保护层的聚合物组合物。所述方法还包括提供组件。所述组件的表面包含碳。所述方法还包括在组件的表面上施加聚合物组合物以形成固化前涂层。所述方法还包括加热固化前涂层以形成异质保护层。在加热固化前涂层的过程中组件的表面存在于反应器内。

具体实施方式

本发明提供了一种在反应器中组件的表面上形成异质保护层的方法。所述方法可用于修复和/或保护表面。例如，所述方法可用于修复先前劣化的表面。作为另外一种选择，或除此之外，所述方法可用于防止此类劣化发生或进一步发生。作为另外一种选择，或除此之外，所述方法可用于在反应器内形成新制品。下面描述了本发明方法的另外方面和有益效果。

异质保护层包含硅(Si)。“异质”通常是指除了Si之外异质保护层还包含一种或多种元素，诸如碳和/或氮。换句话讲，异质保护层可包含碳化硅(SiC)、氮化硅(Si₃N₄)或它们的组合/混合物。此类层不同于“均质”层，诸如基本上由Si组成的层，例如由多晶Si组成的层。均质层可包含不止一种元素，但仅以痕量存在，例如，在污染的情况下。

表面可为反应器自身的表面，诸如腔室表面(例如，内壁、底板、盖子、顶篷等)。换句话讲，组件可为反应器的内部。表面还可为反应器辅助性组件(诸如导流板、分离器、绝缘体、加热器、交换器等)的表面。此类组件可固定地或可移动地设置在反应器内。表面还可为这些或通常与反应器内部结构关联的其他表面的组合。同样，表面可为基本上平坦的或不平坦的，并且可包括拐角、谷部、边缘等。在某些实施例中，表面与分离器、加热器、交换器或它们的组合关联。组件在本文也可称为反应器组件。

通常，表面包含碳。例如，表面可包含碳合金，诸如碳钢。表面也可包含石墨，诸如等静压石墨(iso-graphite)。表面也可包含碳纤维强化碳(CFRC)，其在本领域也可称为碳纤维复合物(CFC)或碳纤维强化聚合物(CFRP)。在其他实施例中，表面包含陶瓷基质复合物(CMC)，并且在另外的实施例中，表面包含碳纤维基质复合物(CFMC)。表面还可包含前述材料的组合。这些碳基表面由于其强度/刚度以及处理反应器内常常遇到的高的温度和/或压力的能力而通常用于反应器中和/或用于反应器组件。在这些实施例中，碳通常以主要量存在。

遗憾的是，随时间推移此类表面易于出现物理和/或化学劣化，诸如氧化液体或气体(例如，盐酸(HCl))的攻击，或物理磨损和撕裂。在通常与反应器关联的温度和/或压力下尤其如此。随时间推移，此类表面缓慢劣化，直至可能完全失效。同样，此类劣化表面通常需要成本较高的预防性维护、修复或更换。