高纯的单晶硅是重要的半导体材料。金属硅行业特点分析,在单晶硅中掺入微量的第IIIA族元素,形成p型硅半导体;掺入微量的第VA族元素,形成n型和p型半导体结合在一起,就可做成太阳能电池,将辐射能转变为电能。在开发能源方面是一种很有前途的材料。
金属陶瓷、宇宙航行的重要材料。金属硅行业特点分析,将陶瓷和金属混合烧结,制成金属陶瓷复合材料,它耐高温,富韧性,可以切割,既继承了金属和陶瓷的各自的优点,又弥补了两者的先天缺陷。
金属硅,我国也称工业硅是本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。目前,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(近年来,含Si量99。99%的也归在金属硅内),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。
金属硅的用途广泛,同时金属硅还是生产单质硅、有机硅、半导体材料等产品的原料,同时很多硅合金产品,同样可以使用金属硅进行生产加工,可见金属硅在很多产品生产中,都发挥着重要的作用。
粒度过大时,由于不能和捣炉粘料及反应速度相适应,易使未反应的硅石进入液体硅中,造成渣量增多,出炉困难,硅的回收率降低,能耗增大,甚至造成炉底上涨,影响正常生产。
粒度过小,虽能增大还原剂的接触表面,有利于还原反应的进行,但反应过程中生产的气体不能顺利排出,又会减慢反应速度。粒度过小时。带入的杂质又会增多,影响产品质量。生产中一般小于5mm 的硅石不宜采用。
通过氧化硅矿物,从而来提取生产出金属硅,因此要求金属硅的生产原料硅石在选用过程中,品质要稳定,同时杂质含量少,而且还要有符合要求的适宜的粒度,这样的话,才能够生产出金属硅产品。
一般来说,石英砂会直接用于生产高质量的石英玻璃制品,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。
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