Wat zijn de verschillende kwaliteiten siliciummetalen?

Silicium metaalis een halfgeleidend metaal met een grijsachtige glans, ook bekend als kristallijn silicium of industrieel silicium, dat voornamelijk wordt gebruikt als additief in non-ferrometaallegeringen. De productie ervan wordt bereikt door een reductiereactie tussen kwartszand en cokes in een elektrische oven (chemische formule: SiO₂ + 2C → Si + 2CO), met een conventionele zuiverheid van ongeveer 98% en een hoge zuiverheid van meer dan 99,99%.

Silicium metaalkwaliteiten zijn voornamelijk gebaseerd op het gehalte aan ijzer, aluminium, calcium en andere onzuiverheden, en veel voorkomende kwaliteiten zijn onder meer 553, 441, 411, 3303, 2202 en 1101. Het begrijpen van de verschillen tussen deze kwaliteiten is de sleutel tot industriële materiaalkeuze.

Classificatie Kern: Zuiverheid en onzuiverheidsinhoud

Silicium metaalkwaliteiten worden geclassificeerd op basis van het siliciumgehalte en de bovengrens van onzuiverheden (ijzer, aluminium en calcium). In het productieproces wordt de aanvankelijke zuiverheid van siliciummetaal van 97-98% geproduceerd door reductie in een elektrische oven, en na herkristallisatie van de smelt en zuurbehandeling kan de zuiverheid worden verhoogd tot 99,7-99,8%.

Siliciummetaal wordt vaak genoemd met een combinatie van getallen (bijvoorbeeld 553, 441), die elk overeenkomen met een decielpercentage onzuiverheidsgehalte.

Laag-kwaliteit siliciummetaal (97-98% siliciumgehalte)

97-kwaliteit siliciummetaal (industriële kwaliteit)

Siliciumgehalte Groter dan of gelijk aan 97%, met een hoog onzuiverheidsgehalte. Vanwege de lage kosten wordt het voornamelijk gebruikt bij de deoxidatie van staal, de goedkope-productie van gietijzer of als grondstof voor siliciumcarbide. Bij het smelten van aluminiumstaven verbetert silicium van kwaliteit 97 de vloeiing van de legering en de gietprestaties.

Siliciummetaal van industriële/metallurgische kwaliteit (98-99,5% siliciumgehalte)

553 kwaliteit siliciummetaal

Siliciumgehalte groter dan of gelijk aan 98,5%, ijzer, aluminium kleiner dan of gelijk aan 0,5%, calcium kleiner dan of gelijk aan 0,3%. Wordt veel gebruikt bij de vervaardiging van aluminium-siliciumlegeringen, die de corrosieweerstand en gietprestaties van de legering kunnen verbeteren, en wordt ook vaak gebruikt bij de modificatie van gietijzer en deoxidatie van staalproductie.

441 kwaliteit siliciummetaal

Siliciumgehalte groter dan of gelijk aan 99,0%, ijzer, aluminium kleiner dan of gelijk aan 0,4%, calcium kleiner dan of gelijk aan 0,1%. Het is geschikt voor de productie van hoogwaardige aluminiumlegeringen en siliconenchemicaliën (zoals siliconenolie en siliconenhars) en is een belangrijke grondstof in de chemische industrie.

411 kwaliteit siliciummetaal

Siliciumgehalte Groter dan of gelijk aan 99,4%, ijzer Minder dan of gelijk aan 0,4%, aluminium, calcium Minder dan of gelijk aan 0,1%. Vanwege het lage aluminium- en calciumgehalte wordt het vaak gebruikt bij het precisiegieten van aluminiumlegeringen en de voorbereiding van halfgeleidertussenproducten om te voldoen aan de hogere zuiverheidseisen van industriële scenario's.

Premium industriële kwaliteitSilicium metaal(99,3-99,5% siliciumgehalte)

3303 kwaliteit siliciummetaal

Siliciumgehalte van 99,37% of meer, ijzer, aluminium Minder dan of gelijk aan 0,3%, calcium Minder dan of gelijk aan 0,03%. Het behoort tot de hogere kwaliteit siliciummetaal en is geschikt voor het smelten van speciaal staal, hoogwaardige aluminiumlegeringen (bijvoorbeeld luchtvaartonderdelen) en de productie van siliconenrubber, en kan worden gebruikt om siliciumproducten met hogere eisen verder te bereiden via het zuiveringsproces.

2202 kwaliteit siliciummetaal

Siliciumgehalte groter dan of gelijk aan 99,5%, ijzer, aluminium kleiner dan of gelijk aan 0,2%, calcium kleiner dan of gelijk aan 0,02%. Wordt voornamelijk gebruikt in materialen voor de lucht- en ruimtevaart, hoogwaardige siliconenproducten-, om te voldoen aan de behoeften van industrieën die extreem gevoelig zijn voor onzuiverheden.

Ultra-zeer zuiver siliciummetaal (99,999% of meer)

Silicium van zonne-energie (SoG-Si)

Zuiverheid tot 5N (99,999%), totale onzuiverheden < 100 ppm, is de belangrijkste grondstof voor wafers voor fotovoltaïsche cellen, en de kosten zijn lager dan die van silicium van halfgeleiderkwaliteit.

Elektronisch silicium (EG-Si)

Zuiverheid 6N-7N (99,9999%-99,99999%), onzuiverheden < 10 ppm, gebruikt bij de vervaardiging van halfgeleiderwafels, geïntegreerde schakelingen en andere micro-elektronische componenten, is het basismateriaal voor de chipindustrie.

Metallurgie

Aluminium-siliciumlegeringen: silicium van de kwaliteit 553 en 441 wordt gebruikt in auto- en ruimtevaartonderdelen om de legeringsdichtheid te verminderen en de weerstand tegen slijtage te verbeteren;

Siliciumstaalplaten: Het toevoegen van silicium (bijvoorbeeld 3303-kwaliteit) aan staal verbetert de magnetische permeabiliteit en vermindert het energieverlies in transformatoren en motoren.

Elektronica en halfgeleiders

Elektronisch-silicium (EG-Si) is een kernmateriaal voor de productie van chips en ondersteunt hoogwaardige- velden zoals computers en communicatieapparatuur;

Silicium van zonne--kwaliteit (SoG-Si) bevordert de ontwikkeling van de fotovoltaïsche industrie en helpt bij de transitie naar schone energie.

Chemie en materialen

Silicium van de kwaliteit 3303, 2202 wordt gebruikt om siliconen (siliconenolie, siliconenrubber) te synthetiseren, en de producten worden veel gebruikt in hoge- afdichtingen, waterdichte coatings, enz.;

Bereiding van hitte-bestendige materialen (bijv. Si₃N₄), gebruikt in slijtvast-bestendige, corrosie-bestendige industriële componenten.

Toepassingsvereisten

Voor de productie van halfgeleiders is silicium van elektronische-kwaliteit (EG-Si) nodig, terwijl voor de staalproductie alleen silicium van metallurgische-kwaliteit nodig is (bijvoorbeeld klasse 97);

Voor het gieten van aluminium, waarbij het ijzergehalte moet worden gecontroleerd om te voorkomen dat de legering bros wordt, is klasse 441 of hoger vereist.

Kosten en prestaties

De prijs van silicium met een hoge zuiverheid (bijv. . 2202 kwaliteit) is veel hoger dan die van industriële kwaliteit (bijv. . 553 kwaliteit), dus het is noodzakelijk om te kiezen op basis van de daadwerkelijke prestatie-eisen en om buitensporig streven naar zuiverheid te vermijden om de kosten te verhogen.

Compatibiliteit van processen

Verschillende smeltprocessen hebben verschillende gevoeligheden voor onzuiverheden in silicium. Zo vereist precisiegieten een strikte controle van het calciumgehalte, en kwaliteit 3303 heeft de voorkeur boven kwaliteit 553.

De classificatie van siliciummetaal is een typische uitdrukking van "materiaalkeuze op basis van de vraag" op industrieel gebied. Met de ontwikkeling van halfgeleider-, nieuwe energie- en andere industrieën zal de vraag naar siliciummetaal met hoge{1}}zuiverheid blijven groeien, en een redelijke selectie van kwaliteiten, die de kosten en prestaties optimaliseert, is nog steeds de sleutel om het concurrentievermogen van verschillende industrieën te vergroten.