Jobben min

Jeg jobber som forsker ved Silisiumdivisjonen i Elkem. Arbeidsplassen er på Gløshaugen, nærmere bestemt kjemiblokk 2. Her er vi 4 Elkem-ansatte som kan nyte både sosialt og faglig samkvem med folkene i Faggruppe for uorganisk kjemi og noen av mine eks-kolleger i SINTEF-avdelingen Elektrokjemi og keramer (SINTEF materialteknologi). Jeg har derfor fortsatt beina godt plantet i NTNU- og SINTEF-miljøet som jeg har jobbet i siden -95.

Mitt hovedområde er silisium som råstoff til den kjemiske industrien. Dette omfatter for min del metallurgisk silisium til produksjon av silikoner og ren-silisium. Ren-silisium brukes til solceller og elektronikk, - som begge krever en meget høy renhet.

Elkem er verdens største silisiumprodusent. Målet med forskningen er å opprettholde Elkems og Norges posisjon som verdens ledende leverandør av silisium til den kjemiske industrien. For å oppnå dette målet, er det viktig å forstå hvordan silisiumkvaliteten påvirker kundens prosess mot silikoner og ren-silisium.

Denne forskningen er i hovedsak delt inn i følgende aktiviteter:

• Forsøk i lab-skala reaktorer som simulerer våre kunders prosesser mot silikoner og ren-silisium. Her fokuseres det på hvordan reaksjonshastighet og utbytte påvirkes av de sporelementene som finnes i det metallurgisk silisiumet som renner i strie strømmer ut av ovnene på de forskjellige verkene våre rundt om i landet..
• Sporelementene i metallurgisk silisium danner klorider i reaktoren. Noen av disse kloridene er flyktige og går ut av reaktoren i gassform, mens andre klorider er lite flyktige og akkumuleres i reaktoren. For å øke forståelsen for hvordan kloridene virker inn på hverandre, er det viktig å øke kunnskapen om faseforholdene mellom disse kloridene. Derfor er det lagt ned mye arbeid i bestemmelse av fasediagram og måling av damptrykk.

Lab-reaktorene har de siste årene vært hovedaktiviteten vår. Vi har lært veldig mye av dette, og våre kunder viser også interesse for dette arbeidet. Jeg kan nok dessverre ikke røpe så mye mer om dette her...

For bestemmelse av fasediagram, benytter jeg DTA (differential thermal analysis) kombinert med visuelle observasjoner. For temperatur-målinger der jeg ikke trenger å gå høyere i temperatur enn 250^oC, kjører jeg DTA'en i oljebad. Det er mye enklere å kontrollere temperaturen nøyaktig i et oljebad ved så lave temperaturer. For målinger over 250^oC benytter jeg en enkel ovn bestående av et kvartsrør med viklinger av kanthal-tråd.

DTA går ut på at prøven varmes opp parallellt med en referanse. Prøvens temperatur logges parallellt med temperatur-differansen mellom prøven og referansen. Hver gang prøven "passerer" en faseovergang, vil differansen mellom prøve og referanse endre seg relativt mye. Dette skyldes at faseovergangene krever eller avgir varme.

Damptrykkene beregnes etter "kokepunkts-metoden". Den går i korthet ut på følgende:

Prøven henger under en analysevekt og er senket ned i en ovn. Hele systemet med ovnssjakt og vekt er bygget inn i vakumtett system. Prøven henger i en celle som har et kapillar som eneste åpning.

Ved en forhåndsbestemt temperatur senkes trykket i systemet trinnvis forbi damptrykket som skal beregnes. For hvert trykk måles vekttap pr. tid. Dette vekttapet skyldes at prøven fordamper. Når trykket i systemet blir lavere enn damptrykket for prøven, vil vekttapet øke kraftig da prøven begynner å koke. Ved å plotte det målte vekttap pr. tid versus trykket i systemet, kan en bestemme prøvens damptrykk.

Her gjelds det å ha riktige dimensjoner på kapillaret. Det er viktig at ikke for mye fordamper, da det vil føre til at sammensetningen forandrer seg alt for mye!

De fleste klorider er meget hygroskopiske, så all håndtering må skje i fravær av luft (=fuktighet). Jeg jobber derfor med prøvene i hanskeboks og sveiser av cellene under vakum. Ovnen må hver gang den har vært åpnet vakumeres helt ned til 10^-4 millibar for å så fylles igjen med argon. Dette gjøres 2 ganger for å sikre at det ikke er noe luft igjen inne i ovnen.

Oppdatert 07.05.03

Tilbake til menyside