Melyek a különböző minőségű szilíciumfémek

Szilícium fémegy szürkés fényű félvezető fém, más néven kristályos szilícium vagy ipari szilícium, amelyet főként színesfémötvözetek adalékanyagaként használnak. Előállítása kvarchomok és koksz közötti redukciós reakcióval történik elektromos kemencében (kémiai képlet: SiO₂ + 2C → Si + 2CO), hagyományos tisztasága körülbelül 98%, nagy tisztasága pedig több mint 99,99%.

Szilícium féma minőségek főként a vas-, alumínium-, kalcium- és egyéb szennyeződések tartalmán alapulnak, a gyakori minőségek pedig az 553, 441, 411, 3303, 2202 és 1101. Az ipari anyagválasztás kulcsa az ezen osztályok közötti különbségek megértése.

Osztályozási mag: Tisztaság és szennyeződéstartalom

Szilícium fémosztályok osztályozása a szilíciumtartalom és a szennyeződések felső határa (vas, alumínium és kalcium) alapján történik. A gyártási folyamat során a szilícium fém kezdeti 97-98%-os tisztaságát elektromos kemencés redukcióval állítják elő, majd olvadék átkristályosítás és savas kezelés után a tisztaság 99,7-99,8%-ra növelhető.

A szilícium fémet gyakran számkombinációval nevezik el (pl. 553, 441), amelyek mindegyike a szennyeződés egy decilis százalékának felel meg.

Alacsony-minőségű szilíciumfém (97-98% szilíciumtartalom)

97-es minőségű szilícium fém (ipari minőségű)

Szilíciumtartalom 97% vagy annál nagyobb, magas szennyeződéstartalommal. Alacsony költsége miatt főként acél deoxidációra, alacsony-végű öntöttvasgyártásra vagy szilícium-karbid nyersanyagaként használják. Az alumínium tuskó olvasztásakor a 97-es szilícium javítja az ötvözet áramlását és az öntési teljesítményt.

Ipari/kohászati ​​minőségű szilícium fém (98-99,5% szilíciumtartalom)

553 minőségű szilícium fém

Szilíciumtartalom Legfeljebb 98,5%, vas, alumínium Legfeljebb 0,5%, kalcium Legfeljebb 0,3%. Széles körben használják alumínium-szilíciumötvözetek gyártásában, amelyek javíthatják az ötvözet korrózióállóságát és öntési teljesítményét, és gyakran használják az öntöttvas módosítására és az acélgyártás deoxidációjára is.

441 minőségű szilícium fém

Szilíciumtartalom Legfeljebb 99,0%, vas, alumínium Legfeljebb 0,4%, kalcium Legfeljebb 0,1%. Kiváló minőségű alumíniumötvözet és szilikon vegyszerek (például szilikonolaj és szilikongyanta) gyártására alkalmas, és fontos nyersanyag a vegyiparban.

411 minőségű szilícium fém

Szilíciumtartalom Legfeljebb 99,4%, vas Legfeljebb 0,4%, alumínium, kalcium Legfeljebb 0,1%. Alacsony alumínium- és kalciumtartalma miatt gyakran használják precíziós alumíniumötvözet öntvényekben és félvezető köztes anyagok előkészítésében, hogy megfeleljen az ipari forgatókönyvek magasabb tisztasági követelményeinek.

Prémium ipari minőségSzilícium fém(99,3-99,5% szilíciumtartalom)

3303 minőségű szilícium fém

Szilíciumtartalom 99,37% vagy több, vas, alumínium Legfeljebb 0,3%, kalcium Legfeljebb 0,03%. A szilícium fémek magasabb osztályába tartozik, és alkalmas speciális acélok, nagy teljesítményű alumíniumötvözetek olvasztására (pl. repülőgép-alkatrészek) és szilikongumi gyártására, valamint a tisztítási folyamaton keresztül magasabb követelményeket támasztó szilícium termékek további előállítására.

2202 minőségű szilícium fém

Szilíciumtartalom Legfeljebb 99,5%, vas, alumínium Legfeljebb 0,2%, kalcium Legfeljebb 0,02%. Főleg repülőgép-ipari anyagokban, csúcsminőségű-szilikontermékekben használják a szennyeződésekre rendkívül érzékeny iparágak igényeinek kielégítésére.

Ultra-nagy tisztaságú szilícium fém (99,999% vagy több)

Napelemes szilícium (SoG{0}}Si)

Tisztaság 5N-ig (99,999%), az összes szennyeződés kevesebb, mint 100 ppm, ez a fotovoltaikus cellalapkák fő nyersanyaga, és a költség alacsonyabb, mint a félvezető -minőségű szilícium.

Elektronikus minőségű szilícium (EG-Si)

6N-7N tisztaságú (99,9999%-99,99999%), 10 ppm-nél kisebb szennyeződések, félvezető lapkák, integrált áramkörök és egyéb mikroelektronikai alkatrészek gyártásához használtak, a chipipar alapanyaga.

Kohászat

Alumínium-szilíciumötvözetek: Az 553-as és 441-es fokozatú szilíciumot az autó- és repülőgép-alkatrészekben használják az ötvözet sűrűségének csökkentése és a kopásállóság javítása érdekében;

Szilikon acéllemezek: Szilícium (pl. 3303-as minőségű) hozzáadása az acélhoz növeli a mágneses permeabilitást és csökkenti a transzformátorok és motorok energiaveszteségét.

Elektronika és félvezetők

Az elektronikus -minőségű szilícium (EG-Si) a chipgyártás alapvető anyaga, amely támogatja a csúcskategóriás területeket, például a számítógépeket és a kommunikációs berendezéseket;

A napelemes -minőségű szilícium (SoG-Si) elősegíti a fotovoltaikus ipar fejlődését, és segíti a tiszta energiára való átállást.

Vegyszerek és anyagok

A 3303, 2202 minőségű szilíciumot szilikon (szilikonolaj, szilikongumi) szintetizálására használják, és a termékeket széles körben használják magas hőmérsékletű tömítésekben, vízálló bevonatokban stb.;

Hőálló-anyagok (pl. Si₃N₄) előkészítése, kopásálló-, korrózióálló- ipari alkatrészekben.

Alkalmazási követelmények

A félvezető gyártáshoz elektronikus -minőségű szilícium (EG-Si), míg az acélgyártáshoz csak kohászati ​​-minőségű szilícium (pl. Grade 97);

Az alumíniumöntéshez, ahol a vastartalmat ellenőrizni kell, hogy megakadályozzuk az ötvözet rideggé válását, 441-es vagy magasabb minőség szükséges.

Költség és teljesítmény

A nagy tisztaságú szilícium (pl. . 2202 minőségű) ára jóval magasabb, mint az ipari minőségű (pl. . 553 minőségű), ezért a tényleges teljesítménykövetelményeknek megfelelően kell választani, és kerülni kell a túlzott tisztaságra való törekvést a költségek növelése érdekében.

Folyamat kompatibilitás

A különböző olvasztási eljárások eltérő érzékenységgel bírnak a szilíciumban lévő szennyeződésekkel szemben, például a precíziós öntéshez a kalciumtartalom szigorú ellenőrzése szükséges, és a 3303-as fokozatot részesítik előnyben az 553-as minőséggel szemben.

A szilícium fémek osztályozása az „igény szerinti anyagválasztás” tipikus kifejezése az ipari területen. A félvezető-, az új energia- és más iparágak fejlődésével a nagy-tisztaságú szilíciumfémek iránti kereslet tovább fog növekedni, és a minőségek ésszerű kiválasztása, a költségek és a teljesítmény optimalizálása továbbra is kulcsfontosságú a különböző iparágak versenyképességének növelésében.