Hva er de forskjellige kvalitetene av silisiummetaller

Silisiummetaller et halvledende metall med en gråaktig glans, også kjent som krystallinsk silisium eller industrisilisium, som hovedsakelig brukes som tilsetning i ikke-jernholdige metallegeringer. Produksjonen oppnås gjennom en reduksjonsreaksjon mellom kvartssand og koks i en elektrisk ovn (kjemisk formel: SiO₂ + 2C → Si + 2CO), med en konvensjonell renhet på ca. 98 % og en høy renhet på mer enn 99,99 %.

Silisiummetallkarakterer er hovedsakelig basert på innholdet av jern, aluminium, kalsium og andre urenheter, og vanlige karakterer inkluderer 553, 441, 411, 3303, 2202 og 1101. Å forstå forskjellene mellom disse karakterene er nøkkelen til industriell materialvalg.

Klassifiseringskjerne: Renhet og urenhetsinnhold

Silisiummetallkarakterer er klassifisert basert på silisiuminnholdet og den øvre grensen for urenheter (jern, aluminium og kalsium). I produksjonsprosessen produseres den opprinnelige 97-98% renheten av silisiummetall ved elektrisk ovnsreduksjon, og etter smelterekrystallisering og syrebehandling kan renheten økes til 99,7-99,8%.

Silisiummetall er ofte navngitt med en kombinasjon av tall (f.eks. 553, 441), som hver tilsvarer en desilprosent av urenhetsinnholdet.

Silisiummetall av lav-kvalitet (97–98 % silisiuminnhold)

97-klasse silisiummetall (industriell kvalitet)

Silisiuminnhold Større enn eller lik 97 %, med høyt innhold av urenheter. På grunn av den lave kostnaden brukes den hovedsakelig i ståldeoksidering, lav-produksjon av støpejern eller som råmateriale for silisiumkarbid. Ved smelting av aluminiumblokker forbedrer silisium av 97 kvalitet legeringsflyten og støpeytelsen.

Industriell / metallurgisk silisiummetall (98-99,5 % silisiuminnhold)

553 klasse silisiummetall

Silisiuminnhold Større enn eller lik 98,5 %, jern, aluminium Mindre enn eller lik 0,5 %, kalsium Mindre enn eller lik 0,3 %. Mye brukt i produksjon av aluminium-silisiumlegeringer, som kan forbedre korrosjonsmotstanden og støpeytelsen til legeringen, og er også ofte brukt i modifisering av støpejern og deoksidering av stålproduksjon.

441 klasse silisiummetall

Silisiuminnhold Større enn eller lik 99,0 %, jern, aluminium Mindre enn eller lik 0,4 %, kalsium Mindre enn eller lik 0,1 %. Den er egnet for produksjon av-aluminiumslegering og silikonkjemikalier av høy kvalitet (som silikonolje og silikonharpiks), og er et viktig råmateriale i den kjemiske industrien.

411 klasse silisiummetall

Silisiuminnhold Større enn eller lik 99,4 %, jern Mindre enn eller lik 0,4 %, aluminium, kalsium Mindre enn eller lik 0,1 %. På grunn av det lave aluminium- og kalsiuminnholdet, brukes det ofte i presisjonsstøping av aluminiumslegeringer og forberedelse av halvledermellommateriale for å møte høyere renhetskrav i industrielle scenarier.

Premium industriell klasseSilisiummetall(99,3-99,5 % silisiuminnhold)

3303 klasse silisiummetall

Silisiuminnhold på 99,37 % eller mer, jern, aluminium Mindre enn eller lik 0,3 %, kalsium Mindre enn eller lik 0,03 %. Den tilhører den høyere kvaliteten av silisiummetall og er egnet for smelting av spesialstål, høy-aluminiumslegering (f.eks. romfartsdeler) og produksjon av silikongummi, og kan brukes til ytterligere å tilberede silisiumprodukter med høyere krav gjennom renseprosessen.

2202 klasse silisiummetall

Silisiuminnhold Større enn eller lik 99,5 %, jern, aluminium Mindre enn eller lik 0,2 %, kalsium Mindre enn eller lik 0,02 %. Hovedsakelig brukt i romfartsmaterialer, high-silikonprodukter, for å møte behovene til industrier som er ekstremt følsomme for urenheter.

Ultra-silisiummetall med høy renhet (99,999 % eller mer)

Solar Grade Silicon (SoG-Si)

Renhet opptil 5N (99,999 %), totale urenheter < 100 ppm, er kjerneråmaterialet for fotovoltaiske celleskiver, og kostnadene er lavere enn halvledersilisium-kvalitet.

Elektronisk silisium (EG-Si)

Renhet 6N-7N (99,9999%-99,99999%), urenheter < 10ppm, brukt til fremstilling av halvlederskiver, integrerte kretser og andre mikroelektroniske komponenter, er basismaterialet for brikkeindustrien.

Metallurgi

Aluminium-silisiumlegeringer: 553- og 441-silisium brukes i bil- og romfartsdeler for å redusere legeringstettheten og forbedre motstanden mot slitasje;

Silisium stålplater: Tilsetning av silisium (f.eks. 3303-grad) til stål forbedrer den magnetiske permeabiliteten og reduserer energitapet i transformatorer og motorer.

Elektronikk og halvledere

Elektronisk-silisium (EG-Si) er et kjernemateriale for brikkeproduksjon, og støtter avanserte-felt som datamaskiner og kommunikasjonsutstyr;

Solar-silisium (SoG-Si) fremmer utviklingen av solcelleindustrien og hjelper til med overgangen til ren energi.

Kjemikalier og materialer

3303, 2202 silisium brukes til å syntetisere silikon (silikonolje, silikongummi), og produktene er mye brukt i høye-temperaturforseglinger, vanntette belegg osv.;

Fremstilling av varme-materialer (f.eks. Si₃N₄), brukt i slitasjebestandige,-korrosjonsbestandige- industrielle komponenter.

Søknadskrav

Halvlederproduksjon krever elektronisk-silisium (EG-Si), mens stålproduksjon bare krever metallurgisk-silisium (f.eks. klasse 97);

Aluminiumsstøping, hvor jerninnholdet må kontrolleres for å forhindre at legeringen blir sprø, krever grad 441 eller høyere.

Kostnad og ytelse

Prisen på silisium med høy renhet (f.eks. . 2202-kvalitet) er mye høyere enn prisen på industrikvalitet (f.eks. . 553-kvalitet), så det er nødvendig å velge i henhold til de faktiske ytelseskravene, og for å unngå overdreven jakt på renhet for å øke kostnadene.

Prosesskompatibilitet

Ulike smelteprosesser har ulik følsomhet for urenheter i silisium, for eksempel krever presisjonsstøping streng kontroll av kalsiuminnholdet, og 3303-graden foretrekkes fremfor 553-graden.

Klassifiseringen av silisiummetall er et typisk uttrykk for "materialvalg etter etterspørsel" i industrifeltet. Med utviklingen av halvledere, ny energi og andre industrier, vil etterspørselen etter høy-ren silisiummetall fortsette å vokse, og rimelig utvalg av kvaliteter, optimaliserer kostnadene og ytelsen, er fortsatt nøkkelen til å forbedre konkurranseevnen til ulike industrier.