Produktbeschreibung
Siliziummetall ist araffinierte Form von Silizium-Ein Metalloidelement, das natürlich in der Erdkruste als Kieselsäure (SiO₂) auftritt, die typischerweise in Sand, Quarz und Felsen zu finden ist. Siliziummetall ist jedochnicht direkt abgebaut. Es wird durch produziertHochtemperaturverringerung von Quarz in elektrischen LichtbogenöfenVerwendung von Kohlenstoffrücklagern wie Koks, Holzchips oder Kohle.
Das resultierende Produkt ist normalerweise98,5% bis 99,99% reines Siliziummit unterschiedlichen Verunreinigungen wie Eisen (Fe), Aluminium (Al), Calcium (CA) und Kohlenstoff (C). Basierend auf Verunreinigungsniveaus wird Siliziummetall in verschiedene Klassen eingeteilt, mitmetallurgisches Siliziumdie häufigsten sein undHigh-Purity-Silizium(oft genanntSonneneinstrahlungoderelektronische Qualität) in Photovoltaik- und Halbleiterindustrie verwendet werden.
Produktionsprozess von Siliziummetall
Das Herstellen von Siliziummetall ist energieintensiv und erfordert die obigen Temperaturen2.000 Grad. Hier finden Sie einen vereinfachten Überblick über die Schritte:
Rohstoffauswahl
High-Purity-Quarz oder Kieselsäure wird mit einer Kohlenstoffquelle gemischt, normalerweise Holzkohle oder Koks.
Reduzierung des elektrischen Lichtbogenofens (EAF)
Die Mischung ist in einem untergetauchten Lichtbogenofen extrem hohe Temperaturen ausgesetzt. Die chemische Reaktion ist:
SiO 2+2 C → SI +2 co ↑
Sammlung und Kühlung
Molten Silizium setzt sich am Boden des Ofens ab, wird abgehackt, abgekühlt und in Pergots oder Granulat verfestigt.
Zerkleinern und dimensionieren
Festes Silizium wird gemäß den Kundenanforderungen zerkleinert und in verschiedene Partikelgrößen eingestuft.
Verfeinerung (optional)
Weitere Reinigungstechniken wieSäureauslaugung, Zonenraffinierung oder Gasphasenraffinierungwerden verwendet, wenn die Reinheit der elektronischen oder solaren Qualität erforderlich ist.
Der gesamte Prozess verbraucht11–13 mwh Strom pro Tonne Silizium, machenZugang zu billiger, stabiler KraftEin entscheidender Faktor an Produktionsstandorten.
Physikalische und chemische Eigenschaften
Siliziummetall zeigt eine Mischung ausMetallische und nicht metallische Eigenschaften, machen es unglaublich vielseitig:
| Eigentum | Beschreibung |
|---|---|
| Aussehen | Dunkelgrau mit metallischem Glanz |
| Atomnummer | 14 |
| Schmelzpunkt | 1.410 Grad |
| Siedepunkt | 3.265 Grad |
| Dichte | ~ 2,33 g/cm³ |
| Elektrische Leitfähigkeit | Semi-leitend |
| Härte | 6,5–7 auf der MOHS -Skala |
| Reaktivität | Reagiert mit Sauerstoff bei hohen Temperaturen und bildet Kieselsäure |
Diese Eigenschaften ermöglichen es, als eine zu wirkenLegierungsmittel, Halbleiter und RohstoffFür die chemische Synthese.
Anwendungen von Siliziummetall
Das Versorgungsunternehmen von Silicon Metal erstreckt sich über mehrere Branchen, die jeweils unterschiedliche Noten und Formen des Materials fordern.
1. Aluminiumlegierungen (primäre Verwendung, ~ 55% der weltweiten Nachfrage)
Silizium ist insbesondere eine Schlüsselkomponente in AluminiumlegierungenAluminium-Silicon (Al-Si) Gusslegierungen. Das Hinzufügen von Silizium zu Aluminium verbessert sich:
- Gussbarkeit
- Kraft und Verschleißfestigkeit
- Wärmestabilität
- Korrosionsbeständigkeit
Dies macht es in Automobilteilen wie z.Motorblöcke, Räder, Getriebegehäuseund Luft- und Raumfahrtkomponenten.
2. Chemische Industrie (~ 30% der Nachfrage)
Siliziummetall wird zur Herstellung verwendetOrganosilicon -Verbindungen, einschließlich:
- Silikone(Für Schmiermittel, Klebstoffe, Dichtungsmittel und medizinische Geräte)
- Siloxane
- Silanes
Diese Verbindungen sind entscheidend für dieKosmetik, Gesundheitswesen, Bau, UndElektronikSektoren.
3. Halbleiter- und Sonnenindustrie (~ 10–15% der Nachfrage)
High-Purity-Silizium (99,9999% und höher) ist dieRückgrat des HalbleitersIndustrie. Siliziumwafer werden zur Herstellung verwendet:
- Integrierte Schaltungen (ICs)
- Transistoren
- Photovoltaik (PV) -Zellen
Solar-Grade-Silizium wird in verwendetSolarpanelproduktion, eine schnell wachsende Anwendung, die vom weltweiten Übergang von Clean Energy angetrieben wird.
4. Stahl und Gießerei
Silizium wirkt alsdesoxidierender MittelUndLegierungszusatzin Stahlproduktion. Es verbessert Härte und magnetische Eigenschaften, insbesondere in elektrischen Stählen.
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