V ogromni pokrajini sodobne industrije,Silicijeva kovinaje kot sijoči "industrijski biser". S svojo edinstveno zmogljivostjo in široko uporabo igra ključno vlogo na številnih področjih. Ne glede na to, ali gre za hiter razvoj elektronske informacijske industrije ali inovativni preboj na področju nove energijekovinski silicij.
Značilnosti kovinskega silicija
Silicijeva kovina, znana tudi kotindustrijski silicij, je ena kovina, ki vsebuje silicij (SI). Njegove kemijske lastnosti so stabilne, njegova čistost pa je običajno nad 98%. Kakovostni izdelki lahko celo dosežejo 99,99%.
Z vidika fizičnih lastnosti, Silicon Metal ima srebrno sivo kovinski sijaj in visoko trdoto. Trdota MOHS je približno 7, kar je podobno Quartz, zaradi česar ima dobro odpornost proti obrabi. Njegova tališča je kar 1414 stopinj, njegova vrelišče pa je kar 3265 stopinj. Ta značilnost visoke tališča omogoča kovinski silicij, da ohrani stabilno fizično stanje v visokotemperaturnem okolju, ki postavlja temelje za njegovo uporabo na visokotemperaturnem industrijskem področju.
V smislu kemijskih lastnosti, Silicija kovina je kemično neaktivna pri sobni temperaturi, netopna v vodi, dušikova kislina in klorovodikovo kislino, vendar topna v raztopini hidrofluorne kisline in alkalije. V visokih temperaturnih razmerah lahko kovinski silicij kemično reagira z elementi, kot so kisik, dušik in ogljik, da nastanejo različni silikoni. Na primer, v procesu izdelave jekla je kovinski silicij reagiral s kisikom, da ustvari silicijev dioksid (sio₂) in s tem doseže namen deoksidacije. Te edinstvene fizikalne in kemijske lastnosti naredijo kovinski silicij nepogrešljiv osnovni material v mnogih industrijskih produkcijah.
Proces proizvodnje kovinskega silicija
Proizvodnja silicijeve kovine je kompleksen postopek z visokimi tehničnimi zahtevami. Trenutni postopek proizvodnje glavnega toka je taljenje električne peči, njegov proizvodni postopek pa vključuje predvsem tri ključne povezave: priprava surovin, taljenje električne peči, rafiniranje in vlivanje.
(I) Priprava surovin
Glavne surovine za proizvodnjo silicijeve kovine so silicijev dioksid (vsebnost sio₂, večja ali enaka 97%), ogljikovo reducirajoča sredstva (kot so naftni koks, oglje, bituminozni premog itd.) In žagovina. Silicijev dioksid je glavni vir silicija, njegova kakovost pa neposredno vpliva na čistost silicijeve kovine; Za zmanjšanje silicija v silicijevem silicijem pri visoki temperaturi se uporablja ogljično reducirsko sredstvo; Dodajanje lesenih čipsov lahko izboljša prepustnost naboja in spodbudi nemoten napredek reakcije. V fazi priprave surovin je treba silicijev dioksid zrušiti in pregledati, da bo njegova velikost izpolnjevala proizvodne zahteve, vlaga, vsebnost pepela in drugi kazalniki karbonsko zmanjšanja sredstva za zmanjšanje ogljika pa so strogo nadzorovani, da se zagotovi stabilnost poznejše proizvodnje.
(Ii) Električna taljenje peči
Pripravljene surovine se mešajo v določenem deležu in dodajo v potopljeno lokovo peč. Potopljena ločna peč je uporniška peč, ki skozi elektrodo vnese močan tok za ustvarjanje visoke temperature (do 1800-2000 stopinje). V okolju visoke temperature silicijev dioksid v silicijevem silicijevem sistemu kemično reagira z ogljikovo reducirajočim sredstvom: sio₂ + 2 c=si + 2 co ↑, silicij pa se zmanjša. V tem postopku je treba temperaturo v peči, položaj elektrode in hitrost dodajanja surovin natančno nadzorovati, da se reakcija v celoti izvede in izboljša donos in kakovost kovinskega silicija.
(Iii) Rafiniranje in igranje
Kovinski silicij, proizveden iz električne peči, vsebuje določeno količino nečistoč, kot so železo, aluminij, kalcij itd., In ga je treba izpopolniti. Običajne metode rafiniranja vključujejo rafiniranje kisika in refiniranje kemikalij, kar lahko zmanjša vsebnost nečistoče v kovinskem siliciju in izboljša čistost izdelka. Rafinirano kovinsko silicijevo raztopino vlijemo v specifično kalup za vlivanje, po hlajenju in strjevanju pa tvori kovinski silicijev ingot, ki je razrezan, pakiran in končno postane izdelek za prodajo.
Z vse bolj strožjimi zahtevami za varstvo okolja in nenehnim napredkom tehnologije so se postopoma pojavljali nekateri novi proizvodni procesi. Na primer, uporaba čiste energije za nadomestitev tradicionalne fosilne energije za taljenje, uporaba napredne opreme za varstvo okolja za zmanjšanje emisij onesnaževal v proizvodnem procesu in optimizacijo proizvodnih procesov za izboljšanje učinkovitosti porabe energije bodo ti inovativni procesi spodbudili kovinsko silicijevo industrijo, da se razvije v zeleni in učinkoviti smeri.
Uporaba polja kovinskega silicija
Kovinski silicij se s svojimi edinstvenimi lastnostmi pogosto uporablja na številnih področjih in je postal pomemben osnovni material za podporo razvoju sodobne industrije.
(I) Elektronska informacijska industrija
V elektronski informacijski industriji je Silicon Metal osrednji surovina za izdelavo polprevodniških silicijevih rezin. Polprevodniški silikonski rezini so osnovni materiali za elektronske komponente, kot so integrirana vezja in tranzistorji, njihova kakovost pa neposredno vpliva na delovanje in zanesljivost elektronske opreme. Z vrsto zapletenih procesov čiščenja in predelave se kovinski silicij očisti na polprevodniško čistost (nad 99.9999999%), da naredi enokristalne silicijeve palice, nato pa z rezanjem, brušenjem, poliranjem in drugimi procesi, polprevodniški silicijevi prepiri, ki se srečujejo. Približno 90% polprevodniških naprav in 95% integriranih vezij na svetu uporablja silicijeve rezine kot osnovne materiale. Pomen Silicon Industrial v elektronski informacijski industriji je samoumeven.
(Ii) industrija aluminijevih zlitin
Industrijski silicij je nepogrešljiv dodatek pri proizvodnji aluminijevih zlitin. Dodajanje ustrezne količine silicijeve kovine aluminijevim zlitinam lahko znatno izboljša moč, trdoto, odpornost na obrabo in korozijsko odpornost zlitine. Na primer, aluminijeve zlitine Al-Si, ki se pogosto uporabljajo v avtomobilski proizvodni industriji, imajo dobre litinske lastnosti in mehanske lastnosti z dodajanjem kovinskega silicija in jih je mogoče uporabiti za izdelavo ključnih komponent, kot so bloki motorja in kolesa. Po statističnih podatkih je treba za vsako tono proizvedene aluminijeve zlitine povprečno 0. 1-0. Dodati 3 tone silicijeve kovine. Z razvojem lahkega trenda avtomobilov se povpraševanje po aluminijevih zlitinah še naprej povečuje, tržne možnosti kovinskega silicija v industriji aluminijevih zlitin pa so zelo široke.
(Iii) Silikonska industrija
Silicij je vrsta spojine, ki vsebuje silicijeve ogljikove vezi, ki ima odlično visoko in nizko temperaturno odpornost, vodoodporno, korozijsko odpornost, električno izolacijo in druge lastnosti. Široko se uporablja pri gradbeništvu, elektroniki, tekstilu, medicinskih in drugih področjih. Silikon je pomemben surovina za proizvodnjo silikona. 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; V industriji elektronike lahko silikonsko lepilo za zaščito elektronskih komponent in izboljšate njihovo zanesljivost in življenjsko dobo.
(Iv) Fotovoltaična industrija
Z naraščajočim svetovnim povpraševanjem po čisti energiji je fotovoltaična industrija začela v obdobju hitrega razvoja. Kovinski silicij je pomemben surovina za proizvodnjo polikristalnih silicijevih in monokristalnih silicijevih sončnih celic. Sončne celice ljudem zagotavljajo čisto in obnovljivo energijo s pretvorbo svetlobne energije v električno energijo. V fotovoltaični industrijski verigi se kovinski silicij očisti in rafinira, da se izdelajo polikristalne silicijeve materiale z visoko vodo, ki se nato nadalje predelajo v silicijeve ingote in silicijeve rezine, na koncu pa se uporabljajo za izdelavo sončnih celičnih modulov. Po podatkih Mednarodne agencije za obnovljive vire energije (Irena) se bo v naslednjih nekaj letih še naprej rasla globalna instamirana zmogljivost fotonapetosti, povpraševanje po kovinskem siliciju v fotovoltaični industriji pa se bo znatno povečalo.
Silicon Metal zavzema pomemben položaj v sodobni industriji s svojimi edinstvenimi značilnostmi, kompleksnim proizvodnim procesom in širokimi polji. Z nenehnim razvojem različnih panog in nenehno inovacijo tehnologije se bo povpraševanje po industrijskem siliciju še naprej širilo, njegova uporaba pa se bo tudi še razširila.
