Na vasta paisagem da indústria moderna,Silicon Metalé como uma brilhante "pérola industrial". Com seu desempenho exclusivo e ampla aplicação, ele desempenha um papel vital em muitos campos. Seja o rápido desenvolvimento da indústria da informação eletrônica ou os avanços inovadores no campo de nova energia, eles são inseparáveis do apoio desilício metálico.
Características do silício de metal
Silicon Metal, também conhecido comoSilício industrial, é um único metal contendo silício (SI). Suas propriedades químicas são estáveis e sua pureza geralmente está acima de 98%. Os produtos de alta qualidade podem até atingir 99,99%.
Da perspectiva das propriedades físicas, o metal de silício tem um brilho metálico cinza-prateado e uma alta dureza. A dureza Mohs é de cerca de 7, o que é semelhante ao quartzo, o que faz com que ele tenha uma boa resistência ao desgaste. Seu ponto de fusão é tão alto quanto 1414 graus e seu ponto de ebulição é tão alto quanto 3265 graus. Essa característica de alto ponto de fusão permite que o silício metálico mantenha um estado físico estável em um ambiente de alta temperatura, estabelecendo a base para sua aplicação no campo industrial de alta temperatura.
Em termos de propriedades químicas, o metal de silício é quimicamente inativo à temperatura ambiente, insolúvel em água, ácido nítrico e ácido clorídrico, mas solúvel em ácido hidrofluórico e solução alcalina. Sob condições de alta temperatura, o silício metálico pode reagir quimicamente com elementos como oxigênio, nitrogênio e carbono para produzir vários silicidas. Por exemplo, no processo de fabricação de siderúrgicas, o silício metálico reage com oxigênio para produzir dióxido de silício (SiO₂), alcançando assim o objetivo da desoxidação. Essas propriedades físicas e químicas únicas tornam o silício metálico um material básico indispensável em muitas produções industriais.
Processo de produção de silício metálico
A produção do Silicon Metal é um processo complexo com altos requisitos técnicos. O atual processo de produção convencional é a fundição do forno elétrico e seu processo de produção inclui principalmente três links principais: preparação de matéria -prima, fundição de forno elétrico, refino e fundição.
(I) Preparação de matéria -prima
As principais matérias -primas para a produção de metal de silício são sílica (conteúdo de SiO₂ maior ou igual a 97%), agentes de redação carbonácea (como coque petrolífero, carvão, carvão bituminoso etc.) e serragem. A sílica é a principal fonte de silício, e sua qualidade afeta diretamente a pureza do metal de silício; O agente de redução carbonáceo é usado para reduzir o silício em sílica a alta temperatura; A adição de lascas de madeira pode melhorar a permeabilidade da carga e promover o progresso suave da reação. No estágio de preparação da matéria -prima, a sílica precisa ser esmagada e examinada para fazer com que seu tamanho atenda aos requisitos de produção, e a umidade, o teor de cinzas e outros indicadores do agente redutor carbonáceo são estritamente controlados para garantir a estabilidade da produção subsequente.
(Ii) fundição de forno elétrico
As matérias -primas preparadas são misturadas em uma certa proporção e adicionadas ao forno de arco submerso. O forno de arco submerso é um forno de arco de resistência que insere uma corrente forte através do eletrodo para gerar alta temperatura (até 1800-2000 grau). Sob ambiente de alta temperatura, o dióxido de silício na sílica reage quimicamente com o agente de redutor carbonáceo: sio₂ + 2 c=si + 2 co ↑ e o silício é reduzido. Nesse processo, a temperatura no forno, a posição do eletrodo e a velocidade da adição de matérias -primas precisam ser controladas com precisão para garantir que a reação seja totalmente realizada e melhorar o rendimento e a qualidade do silício metálico.
(Iii) refinar e elenco
O silício de metal produzido a partir do forno elétrico contém uma certa quantidade de impurezas, como ferro, alumínio, cálcio etc., e precisa ser refinado. Os métodos comuns de refino incluem refino de oxigênio e refino químico, o que pode reduzir o conteúdo de impureza no silício de metal e melhorar a pureza do produto. A solução refinada de silício de metal é derramada em um molde específico para fundição e, após o resfriamento e a solidificação, forma um lingote de silício de metal, que é cortado, embalado e finalmente se torna um produto para venda.
Com os requisitos de proteção ambiental cada vez mais rigorosa e o avanço contínuo da tecnologia, alguns novos processos de produção surgiram gradualmente. Por exemplo, o uso de energia limpa para substituir a energia fóssil tradicional para a fundição, o uso de equipamentos avançados de proteção ambiental para reduzir as emissões de poluentes no processo de produção e a otimização dos processos de produção para melhorar a eficiência da utilização de energia, esses processos inovadores promoverão a indústria de silício metal para se desenvolver em uma direção verde e eficiente.
Campos de aplicação de silício de metal
Com suas propriedades únicas, o Metal Silicon tem sido amplamente utilizado em muitos campos e se tornou um material básico importante para apoiar o desenvolvimento da indústria moderna.
(I) Indústria de informações eletrônicas
Na indústria da informação eletrônica, o Silicon Metal é a matéria -prima principal para as bolachas de silício de semicondutores de fabricação. As bolachas de silício semicondutor são os materiais básicos para componentes eletrônicos, como circuitos e transistores integrados, e sua qualidade afeta diretamente o desempenho e a confiabilidade dos equipamentos eletrônicos. Através de uma série de processos complexos de purificação e processamento, o silício de metal é purificado para a pureza de grau de semicondutores (acima de 99.99999999%) para fazer hastes de silicone de cristal único e, em seguida, com os requisitos, o polimento e outros processos, as bolas de silício de semicondutores que atendem aos requisitos são produzidos. Cerca de 90% dos dispositivos semicondutores e 95% dos circuitos integrados no mundo usam as bolachas de silício como materiais básicos. A importância da industrial de silício na indústria da informação eletrônica é evidente.
(Ii) indústria de liga de alumínio
O silício industrial é um aditivo indispensável na produção de ligas de alumínio. A adição de uma quantidade apropriada de metal de silício a ligas de alumínio pode melhorar significativamente a resistência à força, dureza, resistência ao desgaste e corrosão da liga. Por exemplo, as ligas de alumínio Al-Si, que são amplamente utilizadas na indústria de fabricação automotiva, possuem boas propriedades de fundição e propriedades mecânicas adicionando silício de metal e podem ser usados para fabricar componentes-chave, como blocos de motor e rodas. De acordo com as estatísticas, para todas as toneladas de liga de alumínio produzidas, uma média de 0. 1-0. 3 toneladas de silicone metálico precisa ser adicionado. Com o desenvolvimento da tendência leve dos automóveis, a demanda por ligas de alumínio continua aumentando, e as perspectivas de mercado de silício metálico na indústria de ligas de alumínio são muito amplas.
(Iii) indústria de silicone
O silício é um tipo de composto que contém ligações de silício-carbono, que possui excelente resistência a alta e baixa temperatura, impermeabilização, resistência à corrosão, isolamento elétrico e outras propriedades. É amplamente utilizado na construção, eletrônicos, têxteis, áreas médicas e outros. O silicone é uma matéria -prima importante para a produção de silicone. It reacts with methyl chloride to generate methylchlorosilane monomer, and then undergoes hydrolysis, polymerization and other processes to produce various silicone products, such as silicone rubber, silicone oil, silicone resin, etc. In the construction industry, silicone sealants are widely used for sealing doors, windows and curtain walls, which can effectively prevent rainwater leakage and air infiltration; Na indústria eletrônica, a cola de silicone pode ser usada para proteger componentes eletrônicos e melhorar sua confiabilidade e vida útil.
(Iv) Indústria fotovoltaica
Com a crescente demanda global por energia limpa, a indústria fotovoltaica deu início a um período de desenvolvimento rápido. O silício metálico é uma matéria -prima importante para a produção de silício policristalino e células solares de silício monocristalino. As células solares fornecem às pessoas energia limpa e renovável convertendo energia luminosa em energia elétrica. Na cadeia da indústria fotovoltaica, o silício metálico é purificado e refinado para fazer materiais de silício policristalino de alta pureza, que são então processados em lingotes de silício e bolachas de silício e finalmente usadas para fabricar módulos de células solares. De acordo com a Agência Internacional de Energia Renovável (IRENA), a capacidade instalada fotovoltaica global continuará a crescer nos próximos anos, e a demanda por silício metálico na indústria fotovoltaica também aumentará significativamente.
O Silicon Metal ocupa uma posição importante na indústria moderna, com suas características únicas, processo de produção complexo e amplo campos de aplicação. Com o desenvolvimento contínuo de várias indústrias e a inovação contínua da tecnologia, a demanda do mercado por silício industrial continuará a se expandir, e seus campos de aplicação também serão expandidos.
