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金属硅的出现与半导体行业的兴起有关。国际通用作法是把商品硅分成金属硅和半导体硅。金属硅是由石英和焦炭在电热炉内冶炼成的产品,主成分硅元素的含量在98%左右(含Si量99.99%的也包含在金属硅内),其余杂质为铁、铝、钙等。半导体硅用于制作半导体器件的高纯度金属硅。是以多晶、单晶形态出售,前者价廉,后者价昂。其中,橡胶行业用户,涂料行业是重要有巨大潜力的应用领域,电子塑封料、硅基板材料和电子电器浇注料对高纯超细硅微粉原料全部依靠进口,仅普通球形硅微粉的价格2—3万元/吨,而高纯超细硅微粉的价格则高达几十万元/吨以上。
金属硅:化学用硅生产原料在化学用硅生产上,原料是实现良好作业的先决条件。用石英的岩石作生产化学金属硅的原料,低灰分的含碳材料作还原剂。电炉法生产化学用硅的原料主要有硅石和碳素原料。碳素原料又以石油焦为主,有的煤或木炭,也可以掺用一部分,以增加炉料比电阻。“金属硅”(我国也称工业硅)是上世纪六十年代中期出现的一个商品名称。它的出现与半导体行业的兴起有关。硅钼棒电热元件使用温度可达1700℃,具有电阻不易老化和良好的耐氧化性能。
工业硅添加到铝、铁等金属中,可改良或增强金属的优良性能。汽车(含摩托车)用铝对工业硅的需求相当大,所以一个地区、国家的汽车工业的发展状况对工业硅的市场兴衰有直接的影响。工业硅作为非铁基合金的添加剂。工业硅也用作要求严格的硅钢的合金剂,冶炼特种钢和非铁基合金的脱氧剂。工业硅经一系列工艺处理后,可拉制成单晶硅,供电子工业使用,在化学工业中用于生产有机硅等,因此它有魔术金属之称,用途十分广泛。硅铝合金是一种强复合脱氧剂,在炼钢过程中代替纯铝可提高脱氧剂利用率,并可净化钢液,提高钢材质量。
硅是非金属元素,兰灰色,有金属色泽,性硬且脆。硅的含量约占地壳质量的26%,其经常运用的牌号金属硅的分类通常按金属硅成分所含的铁、铝、钙三种首要杂质的含量来分类。依照金属硅中铁、铝、钙的含量,可把金属硅分为553、441、411、421、3303、3305、2202、1101等不同的牌号。工业硅经一系列工艺处理后,可拉制成单晶硅,供电子工业使用,在化学工业中用于生产有机硅等,因此它有魔术金属之称,用途十分广泛。
金属硅又称工业硅或结晶硅,通常是在电炉中由碳还原二氧化硅而制得。其主要用途是作为非铁基合金的添加剂和生产半导体硅、有机硅的起始原料。在我国,金属硅通常按其所含的铁、铝、钙三种主要杂质的含量来分类。按照金属硅中铁、铝、钙的百分比含量,金属硅可分为553、441、411、421、3303、3305、2202、2502、1501、1101等不同的牌号。金属硅粉又称工业硅粉,具备广泛的应用空间,并且通过近几年的发展,越来越多的人认识了解金属硅粉。
金属硅生产采用碳热法,即用硅石、碳质还原剂在矿热炉内进行冶炼的方法。这样制得的硅纯度为97%~98%,这样的硅一般可以用在冶金用途。如果要得到更高品级的硅,则需再将其精炼除去杂质,得到纯度为99.7%~99.8%的金属硅。以石英砂为原料冶炼金属硅,包括石英砂制块、配制炉料和矿热炉冶炼几个步骤。硅是电子工业超纯硅的原料,超纯半导体单晶硅做的电子器件具有体积小、重量轻、可靠性好和寿命长等优点。
一般来说,英砂会直接用于生产好的石英玻璃制品,甚至被加工成宝石级别的如水晶,碧玺等制品。等级稍差但储量较大,开采条件稍好,周围电力较为便宜的则适合生产金属硅。目前,中国生产金属硅的碳热法的生产工艺路线:普遍采用的是以硅石为原料,石油焦、木炭、木片、低灰煤等为还原剂,在矿热电炉中高温熔炼,从硅石中还原出金属硅,其为无渣埋弧高温熔炼过程。随着*经济一体化和国际间在经济的分工合作的发展,中国有丰富的硅石资源、小水电资源和廉价劳动力,加之金属硅生产工艺不复杂,发展金属硅生产比较适合中国的国情,我深信中国金属硅行业的发展前景是美好的。
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