Plašajā mūsdienu rūpniecības ainavā,silīcija metālsir kā spīdoša "rūpnieciskā pērle". Ar savu unikālo veiktspēju un plašo pielietojumu tam ir būtiska loma daudzās jomās. Neatkarīgi no tā, vai tā ir straujā elektroniskās informācijas nozares attīstība vai novatoriski sasniegumi jaunās enerģijas jomā, tie nav atdalāmi no atbalstametālisks silīcijs.
Metāla silīcija raksturojums
Silīcija metāls, pazīstams arī kāindustriālais silīcijs, ir viens metāls, kas satur silīciju (SI). Tās ķīmiskās īpašības ir stabilas, un tās tīrība parasti ir virs 98%. Augstas kvalitātes produkti var sasniegt pat 99,99%.
No fizikālo īpašību viedokļa, silīcija metālam ir sudraba pelēkā metāla spīdums un augsta cietība. MOHS cietība ir aptuveni 7, kas ir līdzīga kvarcam, kas tai padara labu izturību pret nodilumu. Tā kušanas temperatūra ir pat 1414 grādi, un tā viršanas temperatūra ir pat 3265 grādi. Šis augstās kausēšanas punkta raksturlielums ļauj metāliskajam silīcijam uzturēt stabilu fizisko stāvokli augstas temperatūras vidē, liekot pamatus tā pielietošanai rūpniecības jomā ar augstu temperatūru.
Ķīmisko īpašību ziņā, silīcija metāls ir ķīmiski neaktīvs istabas temperatūrā, nešķīst ūdenī, slāpekļskābē un sālsskābē, bet šķīst hidrofluorskābē un sārmu šķīdumā. Augstas temperatūras apstākļos metāliskais silīcijs var ķīmiski reaģēt ar tādiem elementiem kā skābeklis, slāpeklis un ogleklis, lai iegūtu dažādus silikīdus. Piemēram, tērauda ražošanas procesā metāliskais silīcijs reaģē ar skābekli, lai iegūtu silīcija dioksīdu (Sio₂), tādējādi sasniedzot dezoksidācijas mērķi. Šīs unikālās fizikālās un ķīmiskās īpašības padara metālisku silīciju par neaizstājamu pamata materiālu daudzos rūpnieciskos iestudējumos.
Metāliskā silīcija ražošanas process
Silīcija metāla ražošana ir sarežģīts process ar augstām tehniskām prasībām. Pašreizējais vispārizglītojošais ražošanas process ir elektriskā krāsns kausēšana, un tā ražošanas procesā galvenokārt ietilpst trīs galvenās saites: izejvielu sagatavošana, elektriskā krāsns kausēšana, rafinēšana un liešana.
I) izejvielu sagatavošana
Galvenās izejvielas silīcija metāla ražošanai ir silīcija dioksīda (Sio₂ saturs lielāks vai vienāds ar 97%), oglekļa reducējošie līdzekļi (piemēram, naftas kokss, kokogles, bitumena ogles utt.) Un zāģu skaidas. Silīcija dioksīds ir galvenais silīcija avots, un tā kvalitāte tieši ietekmē silīcija metāla tīrību; Oglekļa reducējošo līdzekli izmanto, lai samazinātu silīcija silīcija dioksīda augstā temperatūrā; Koka mikroshēmu pievienošana var uzlabot lādiņa caurlaidību un veicināt vienmērīgu reakcijas progresu. Izejvielu sagatavošanas posmā silīcija dioksīds ir jāsasmalcina un jāpārbauda, lai tā lielums atbilstu ražošanas prasībām, un mitrums, pelnu saturs un citi oglekļa samazināšanas līdzekļa rādītāji tiek stingri kontrolēti, lai nodrošinātu turpmākās ražošanas stabilitāti.
Ii) elektriskā krāsns kausēšana
Sagatavotās izejvielas tiek sajauktas noteiktā proporcijā un pievienotas iegremdētajai loka krāsnim. Iegremdēta loka krāsns ir pretestības loka krāsns, kas caur elektrodu ievada spēcīgu strāvu, lai radītu augstu temperatūru (līdz 1800-2000 grādam). Augstas temperatūras vidē silīcija dioksīds silīcija dioksīdā ķīmiski reaģē ar oglekļa reducējošo līdzekli: sio₂ + 2 c=si + 2 CO ↑, un silīcijs tiek samazināts. Šajā procesā krāsns, elektrodu stāvokļa un izejvielu pievienošanas ātrums ir precīzi jākontrolē, lai pārliecinātos, ka reakcija tiek pilnībā veikta un uzlabotu metāla silīcija ražu un kvalitāti.
(Iii) rafinēšana un liešana
Metāla silīcijs, kas ražots no elektriskās krāsns, satur noteiktu daudzumu piemaisījumu, piemēram, dzelzi, alumīniju, kalciju utt., Un tas ir jāpārrēķina. Parastās rafinēšanas metodes ietver skābekļa pūšanas rafinēšanu un ķīmisko rafinēšanu, kas var samazināt piemaisījumu saturu metāla silīcija un uzlabot produkta tīrību. Rafinētu metāla silīcija šķīdumu ielej noteiktā liešanas veidnē, un pēc dzesēšanas un sacietēšanas tas veido metāla silīcija lietņu, kas tiek sagriezts, iesaiņots un beidzot kļūst par pārdošanas produktu.
Ar aizvien stingrākajām vides aizsardzības prasībām un nepārtrauktu tehnoloģiju attīstību pakāpeniski ir parādījušies daži jauni ražošanas procesi. Piemēram, tīras enerģijas izmantošana tradicionālās fosilās enerģijas aizstāšanai kausēšanai, progresīvas vides aizsardzības aprīkojuma izmantošana, lai samazinātu piesārņotāju emisijas ražošanas procesā, un ražošanas procesu optimizāciju, lai uzlabotu enerģijas izmantošanas efektivitāti, šie novatoriskie procesi veicinās metāla silīcija rūpniecību, lai attīstītos zaļā un efektīvā virzienā.
Metāla silīcija pielietojuma lauki
Ar savām unikālajām īpašībām metāla silīcijs ir plaši izmantots daudzās jomās un ir kļuvis par svarīgu pamata materiālu, lai atbalstītu modernās rūpniecības attīstību.
I) Elektroniskās informācijas nozare
Elektroniskās informācijas nozarē silīcija metāls ir galvenā izejviela pusvadītāju silīcija vafeļu ražošanai. Pusvadītāju silīcija vafeles ir elektronisko komponentu pamatmateriāli, piemēram, integrētās shēmas un tranzistori, un to kvalitāte tieši ietekmē elektronisko aprīkojuma veiktspēju un uzticamību. Izmantojot virkni sarežģītu attīrīšanas un apstrādes procesu, metāla silīcija tiek attīrīts līdz pusvadītāju klases tīrībai (virs 99.9999999%), lai izgatavotu viena kristāla silīcija stieņus, un pēc tam sagriešanas laikā slīpēšana, pulēšana un citi procesi, pusvadītāju silīcija vafeles, kas atbilst prasībām. Apmēram 90% pusvadītāju ierīču un 95% integrēto shēmu pasaulē kā pamatmateriālus izmanto silīcija vafeles. Silīcija rūpniecības nozīme elektroniskās informācijas nozarē ir pašsaprotama.
(Ii) Alumīnija sakausējuma rūpniecība
Rūpnieciskais silīcijs ir neaizstājama piedevas alumīnija sakausējumu ražošanā. Pievienojot atbilstošu daudzumu silīcija metāla alumīnija sakausējumiem, var ievērojami uzlabot sakausējuma izturību, cietību, nodilumu un koroziju. Piemēram, al-Si alumīnija sakausējumi, kurus plaši izmanto automobiļu ražošanas nozarē, ir labas liešanas īpašības un mehāniskās īpašības, pievienojot metāla silīciju, un tos var izmantot, lai ražotu galvenos komponentus, piemēram, motora blokus un riteņus. Saskaņā ar statistiku par katru ražoto alumīnija sakausējuma tonnu vidēji ir jāpievieno 0. 1-0. 3 tonnas silīcija metāla. Attīstot vieglo automašīnu tendenci, pieprasījums pēc alumīnija sakausējumiem turpina pieaugt, un metāla silīcija tirgus izredzes alumīnija sakausējuma nozarē ir ļoti plašas.
(Iii) silikona rūpniecība
Silīcijs ir savienojuma veids, kas satur silīcija-oglekļa saites, kurai ir lieliska augstas un zemas temperatūras izturība, ūdensnecaurlaidīga, korozijas izturība, elektriskā izolācija un citas īpašības. To plaši izmanto būvniecībā, elektronikā, tekstilizstrādājumos, medicīniskos un citos laukos. Silikons ir svarīgs izejviela silikona ražošanai. Tas reaģē ar metilhlorīdu, lai ģenerētu metilhlorosilāna monomēru, un pēc tam tiek veikta hidrolīze, polimerizācija un citi procesi, lai ražotu dažādus silikona produktus, piemēram, silikona gumiju, silikona eļļu, silikona sveķus utt. Būvniecības nozarē silikona apzīmogojumi plaši izmanto no blīvējošām durvīm, logiem un aizkaru sienām, kas var efektīvi novērst ūdens noplūde; Elektronikas nozarē silikona podiņu līmi var izmantot, lai aizsargātu elektroniskos komponentus un uzlabotu to uzticamību un kalpošanas laiku.
(Iv) Fotoelektriskā rūpniecība
Pieaugot globālajam pieprasījumam pēc tīras enerģijas, fotoelektriskā rūpniecība ir sākusi strauji attīstības periodā. Metāliskais silīcijs ir svarīgs izejviela polikristāliska silīcija un monokristālisko silīcija saules bateriju ražošanai. Saules baterijas nodrošina cilvēkiem ar tīru un atjaunojamu enerģiju, pārvēršot gaismas enerģiju elektriskajā enerģijā. Fotoelektriskās rūpniecības ķēdē metāliskais silīcijs ir attīrīts un izsmalcināts, lai izgatavotu augstas tīrības pakāpes polikristāliskus silīcija materiālus, kurus pēc tam turpmāk apstrādā silīcija lietojumos un silīcija vafelēs un beidzot izmanto saules bateriju moduļu ražošanai. Saskaņā ar Starptautisko atjaunojamās enerģijas aģentūras (IRENA) datiem, globālā fotoelektriskā uzstādītā jauda turpinās pieaugt tuvāko gadu laikā, un ievērojami palielināsies arī metāla silīcija pieprasījums fotoelektriskajā nozarē.
Silīcija metāls ieņem svarīgu pozīciju mūsdienu rūpniecībā ar unikālajām īpašībām, sarežģīto ražošanas procesu un plašiem pielietojuma laukiem. Nepārtraukti attīstoties dažādām nozarēm un nepārtrauktu tehnoloģiju inovācijām, tirgus pieprasījums pēc rūpnieciskā silīcija turpinās paplašināties, un arī tā piemērošanas lauki tiks vēl vairāk paplašināti.
