Kādas ir dažādas silīcija metālu kategorijas

Silīcija metālsir pusvadošs metāls ar pelēcīgu spīdumu, kas pazīstams arī kā kristāliskais silīcijs vai rūpnieciskais silīcijs, ko galvenokārt izmanto kā piedevu krāsaino metālu sakausējumos. Tā ražošana notiek, reducējot kvarca smiltis un koksu elektriskā krāsnī (ķīmiskā formula: SiO₂ + 2C → Si + 2CO), ar parasto tīrību aptuveni 98% un augstu tīrības pakāpi, kas pārsniedz 99,99%.

Silīcija metālskategorijas galvenokārt ir balstītas uz dzelzs, alumīnija, kalcija un citu piemaisījumu saturu, un izplatītākās kategorijas ir 553, 441, 411, 3303, 2202 un 1101. Rūpniecisko materiālu izvēles atslēga ir šo kategoriju atšķirību izpratne.

Klasifikācijas kodols: tīrība un piemaisījumu saturs

Silīcija metālskategorijas tiek klasificētas, pamatojoties uz silīcija saturu un piemaisījumu (dzelzs, alumīnija un kalcija) augšējo robežu. Ražošanas procesā silīcija metāla sākotnējā tīrība 97-98% tiek iegūta ar elektriskās krāsns reducēšanu, un pēc kausējuma pārkristalizācijas un skābes apstrādes tīrību var palielināt līdz 99,7-99,8%.

Silīcija metāls bieži tiek nosaukts ar skaitļu kombināciju (piemēram, 553, 441), no kuriem katrs atbilst piemaisījumu satura deciļprocentam.

Zemas -klases silīcija metāls (97–98% silīcija saturs)

97 pakāpes silīcija metāls (rūpnieciskā klase)

Silīcija saturs Lielāks vai vienāds ar 97%, ar augstu piemaisījumu saturu. Zemo izmaksu dēļ to galvenokārt izmanto tērauda deoksidācijā, zemas -cenas čuguna ražošanā vai kā silīcija karbīda izejvielu. Alumīnija stieņu kausēšanā 97. klases silīcijs uzlabo sakausējuma plūsmu un liešanas veiktspēju.

Rūpnieciskās/metalurģijas kvalitātes silīcija metāls (98–99,5 % silīcija saturs)

553 klases silīcija metāls

Silīcija saturs Lielāks vai vienāds ar 98,5%, dzelzs, alumīnijs mazāks vai vienāds ar 0,5%, kalcijs Mazāks vai vienāds ar 0,3%. Plaši izmanto alumīnija -silīcija sakausējumu ražošanā, kas var uzlabot sakausējuma izturību pret koroziju un liešanas veiktspēju, kā arī parasti izmanto čuguna modifikācijā un tērauda ražošanas deoksidācijā.

441 klases silīcija metāls

Silīcija saturs ir lielāks vai vienāds ar 99,0%, dzelzs, alumīnijs mazāks vai vienāds ar 0,4%, kalcijs Mazāks vai vienāds ar 0,1%. Tas ir piemērots augstas- kvalitātes alumīnija sakausējuma un silikona ķīmisko vielu (piemēram, silikona eļļas un silikona sveķu) ražošanai un ir svarīga izejviela ķīmiskajā rūpniecībā.

411 klases silīcija metāls

Silīcija saturs ir lielāks vai vienāds ar 99,4%, dzelzs mazāks vai vienāds ar 0,4%, alumīnijs, kalcijs Mazāks vai vienāds ar 0,1%. Tā kā alumīnija un kalcija saturs ir zems, to parasti izmanto precīzā alumīnija sakausējuma liešanā un pusvadītāju starpproduktu materiālu sagatavošanā, lai apmierinātu rūpniecisko scenāriju augstākas tīrības prasības.

Premium industriālā klaseSilīcija metāls(99,3–99,5% silīcija saturs)

3303 klases silīcija metāls

Silīcija saturs 99,37% vai vairāk, dzelzs, alumīnijs Mazāks vai vienāds ar 0,3%, kalcijs Mazāks vai vienāds ar 0,03%. Tas pieder pie augstākās kategorijas silīcija metāla un ir piemērots īpaša tērauda, ​​augstas veiktspējas alumīnija sakausējumu (piem., kosmosa detaļu) kausēšanai un silikona gumijas ražošanai, un to var izmantot, lai tālāk sagatavotu silīcija izstrādājumus ar augstākām prasībām attīrīšanas procesā.

2202. klases silīcija metāls

Silīcija saturs Lielāks vai vienāds ar 99,5%, dzelzs, alumīnijs mazāks vai vienāds ar 0,2%, kalcijs Mazāks vai vienāds ar 0,02%. Galvenokārt izmanto kosmosa materiālos, augstākās klases silikona izstrādājumos, lai apmierinātu to nozaru vajadzības, kuras ir īpaši jutīgas pret piemaisījumiem.

Īpaši-augstas tīrības pakāpes silīcija metāls (99,999% vai vairāk)

Saules kvalitātes silīcijs (SoG-Si)

Tīrība līdz 5N (99,999%), kopējais piemaisījumu daudzums < 100 ppm, ir galvenais izejmateriāls fotoelektrisko elementu plāksnēm, un izmaksas ir zemākas nekā pusvadītāju - kvalitātes silīcija.

Elektroniskas kvalitātes silīcijs (EG-Si)

Tīrība 6N-7N (99,9999%-99,99999%), piemaisījumi < 10 ppm, ko izmanto pusvadītāju plāksnīšu, integrālo shēmu un citu mikroelektronisko komponentu ražošanā, ir mikroshēmu nozares pamatmateriāls.

Metalurģija

Alumīnija -silīcija sakausējumi: 553. un 441. pakāpes silīciju izmanto automobiļu un kosmosa detaļās, lai samazinātu sakausējuma blīvumu un uzlabotu izturību pret nodilumu;

Silīcija tērauda loksnes: silīcija (piemēram, 3303. klases) pievienošana tēraudam uzlabo magnētisko caurlaidību un samazina enerģijas zudumus transformatoros un motoros.

Elektronika un pusvadītāji

Elektroniskās -klases silīcijs (EG-Si) ir mikroshēmu ražošanas pamatmateriāls, kas atbalsta augstākās -klases jomas, piemēram, datorus un sakaru iekārtas;

Saules-pakāpes silīcijs (SoG-Si) veicina fotoelementu nozares attīstību un palīdz pāriet uz tīru enerģiju.

Ķīmiskās vielas un materiāli

3303, 2202 klases silīciju izmanto, lai sintezētu silikonu (silikona eļļu, silikona gumiju), un produktus plaši izmanto augstas -temperatūras blīvējumos, ūdensnecaurlaidīgos pārklājumos utt.;

Karstumizturīgu-materiālu (piem., Si₃N₄) sagatavošana, ko izmanto nodilumizturīgos-korozijizturīgos-rūpnieciskos komponentos.

Pieteikšanās prasības

Pusvadītāju ražošanai nepieciešams elektroniskās -klases silīcijs (EG-Si), savukārt tērauda ražošanai nepieciešams tikai metalurģiskas -klases silīcijs (piemēram, 97. klase);

Alumīnija liešanai, kurā jākontrolē dzelzs saturs, lai sakausējums nekļūtu trausls, nepieciešama 441. klase vai augstāka.

Izmaksas un veiktspēja

Augstas tīrības pakāpes silīcija (piemēram, . 2202 kategorijas) cena ir daudz augstāka nekā rūpnieciskā (piemēram, . 553 klase), tāpēc ir jāizvēlas atbilstoši faktiskajām veiktspējas prasībām un jāizvairās no pārmērīgas tīrības iegūšanas, lai palielinātu izmaksas.

Procesu saderība

Dažādiem kausēšanas procesiem ir atšķirīga jutība pret silīcija piemaisījumiem, piemēram, precīzai liešanai nepieciešama stingra kalcija satura kontrole, un priekšroka tiek dota 3303 klasei, nevis 553 klasei.

Silīcija metāla klasifikācija ir tipisks izteiciens "materiālu izvēlei pēc pieprasījuma" rūpniecības jomā. Attīstoties pusvadītāju, jaunām enerģētikas un citām nozarēm, pieprasījums pēc augstas-tīrības silīcija metāla turpinās augt, un saprātīga šķiru izvēle, izmaksu un veiktspējas optimizēšana joprojām ir atslēga dažādu nozaru konkurētspējas uzlabošanai.