Care sunt diferitele grade ale metalelor de siliciu

Siliciu metaliceste un metal semiconductor cu un luciu cenușiu, cunoscut și sub numele de siliciu cristalin sau siliciu industrial, care este utilizat în principal ca aditiv în aliajele de metale neferoase. Producerea sa se realizează printr-o reacție de reducere între nisip de cuarț și cocs într-un cuptor electric (formula chimică: SiO₂ + 2C → Si + 2CO), cu o puritate convențională de aproximativ 98% și o puritate ridicată de peste 99,99%.

Siliciu metalicCalitățile se bazează în principal pe conținutul de fier, aluminiu, calciu și alte impurități, iar clasele comune includ 553, 441, 411, 3303, 2202 și 1101. Înțelegerea diferențelor dintre aceste clase este cheia selecției materialelor industriale.

Nucleul de clasificare: conținut de puritate și impuritate

Siliciu metalicclasele sunt clasificate în funcție de conținutul de siliciu și de limita superioară a impurităților (fier, aluminiu și calciu). În procesul de producție, puritatea inițială de 97-98% a siliciului metalic este produsă prin reducerea cuptorului electric, iar după recristalizarea topiturii și tratarea acidului, puritatea poate fi crescută la 99,7-99,8%.

Siliciul metalic este adesea numit cu o combinație de numere (de exemplu, 553, 441), fiecare dintre acestea corespunde unui procent decil al conținutului de impurități.

Siliciu metal-de calitate scăzută (97-98% conținut de siliciu)

Siliciu metalic de calitate 97 (grad industrial)

Conținut de siliciu Mai mare sau egal cu 97%, cu conținut ridicat de impurități. Datorită costului său scăzut, este utilizat în principal în dezoxidarea oțelului, producția de fontă-de calitate redusă sau ca materie primă pentru carbura de siliciu. În topirea lingourilor de aluminiu, siliciul de calitate 97 îmbunătățește fluxul aliajului și performanța de turnare.

Metal siliciu de calitate industrială/metalurgică (98-99,5% conținut de siliciu)

Metal siliciu de calitate 553

Conținut de siliciu Mai mare sau egal cu 98,5%, fier, aluminiu Mai mic sau egal cu 0,5%, calciu Mai mic sau egal cu 0,3%. Folosit pe scară largă în fabricarea aliajelor de aluminiu-siliciu, care pot îmbunătăți rezistența la coroziune și performanța de turnare a aliajului și este, de asemenea, utilizat în mod obișnuit în modificarea fontei și dezoxidarea producției de oțel.

Metal siliciu de calitate 441

Conținut de siliciu Mai mare sau egal cu 99,0%, fier, aluminiu Mai mic sau egal cu 0,4%, calciu Mai mic sau egal cu 0,1%. Este potrivit pentru producerea de aliaje de aluminiu de înaltă calitate și de substanțe chimice siliconice (cum ar fi uleiul de silicon și rășina de silicon) și este o materie primă importantă în industria chimică.

Metal siliciu de calitate 411

Conținut de siliciu Mai mare sau egal cu 99,4%, fier Mai mic sau egal cu 0,4%, aluminiu, calciu Mai mic sau egal cu 0,1%. Datorită conținutului scăzut de aluminiu și calciu, este utilizat în mod obișnuit în turnarea de precizie a aliajelor de aluminiu și pregătirea materialelor intermediare semiconductoare pentru a îndeplini cerințele de puritate mai ridicate ale scenariilor industriale.

Grad industrial premiumSiliciu Metal(99,3-99,5% conținut de siliciu)

Metal siliciu de calitate 3303

Conținut de siliciu de 99,37% sau mai mult, fier, aluminiu Mai mic sau egal cu 0,3%, calciu Mai mic sau egal cu 0,03%. Acesta aparține clasei superioare de siliciu metalic și este potrivit pentru topirea oțelului special, a aliajului de aluminiu-de înaltă performanță (de exemplu, piese aerospațiale) și pentru producția de cauciuc siliconic și poate fi folosit pentru a pregăti în continuare produse din silicon cu cerințe mai mari prin procesul de purificare.

Metal siliciu de calitate 2202

Conținut de siliciu Mai mare sau egal cu 99,5%, fier, aluminiu Mai mic sau egal cu 0,2%, calciu Mai mic sau egal cu 0,02%. Folosit în principal în materiale aerospațiale, produse din silicon de ultimă generație-, pentru a satisface nevoile industriilor extrem de sensibile la impurități.

Siliciu metalic de ultra-puritate (99,999% sau mai mult)

Siliciu de calitate solară (SoG-Si)

Puritatea de până la 5N (99,999%), impuritățile totale < 100 ppm, este materia primă de bază pentru plachetele de celule fotovoltaice, iar costul este mai mic decât siliciul de calitate-semiconductor.

Siliciu de calitate electronică (EG-Si)

Puritatea 6N-7N (99,9999%-99,99999%), impurități < 10 ppm, utilizate la fabricarea plăcilor semiconductoare, a circuitelor integrate și a altor componente microelectronice, este materialul de bază pentru industria cipurilor.

Metalurgie

Aliaje de aluminiu-siliciu: siliciul de calitate 553 și 441 este utilizat în piesele auto și aerospațiale pentru a reduce densitatea aliajului și pentru a îmbunătăți rezistența la uzură;

Foi de oțel siliconat: Adăugarea de siliciu (de exemplu, gradul 3303) la oțel îmbunătățește permeabilitatea magnetică și reduce pierderea de energie în transformatoare și motoare.

Electronice și semiconductoare

Siliciul electronic de calitate-(EG-Si) este un material de bază pentru fabricarea cipurilor, care acceptă domenii-de ultimă generație, cum ar fi computerele și echipamentele de comunicații;

Siliciul de calitate-solar (SoG-Si) promovează dezvoltarea industriei fotovoltaice și ajută la tranziția către energie curată.

Chimice și materiale

Siliciul de calitate 3303, 2202 este folosit pentru a sintetiza silicon (ulei de silicon, cauciuc siliconic), iar produsele sunt utilizate pe scară largă în etanșări la temperatură înaltă-, acoperiri impermeabile etc.;

Prepararea materialelor-rezistente la căldură (de exemplu, Si₃N₄), utilizate în componente industriale-rezistente la uzură, la coroziune-.

Cerințe de aplicare

Fabricarea semiconductoarelor necesită siliciu de calitate electronică (EG-Si), în timp ce fabricarea oțelului necesită doar siliciu de calitate-metalurgică (de exemplu, gradul 97);

Turnarea aluminiului, unde conținutul de fier trebuie controlat pentru a preveni ca aliajul să devină casant, necesită gradul 441 sau mai mare.

Cost și performanță

Prețul siliciului de înaltă puritate (de exemplu, gradul . 2202) este mult mai mare decât cel al gradului industrial (de exemplu, gradul . 553), așa că este necesar să alegeți în funcție de cerințele reale de performanță și să evitați urmărirea excesivă a purității pentru a crește costurile.

Compatibilitate cu procese

Diferite procese de topire au sensibilități diferite la impuritățile din siliciu, de exemplu, turnarea de precizie necesită un control strict al conținutului de calciu, iar clasa 3303 este preferată gradul 553.

Clasificarea siliciului metalic este o expresie tipică a „selectării materialelor în funcție de cerere” în domeniul industrial. Odată cu dezvoltarea semiconductorilor, a noii energii și a altor industrii, cererea de siliciu metal de înaltă-puritate va continua să crească, iar selecția rezonabilă a calităților, optimizarea costurilor și a performanței, este încă cheia pentru creșterea competitivității diferitelor industrii.