当硅的纯度不高时,比如说刚用炭热炉还原出来的硅,由于杂质的存在,其导电能力较纯硅增加了好几个数量级,接近金属,而且这种冶金级的硅像金属一样,主要在冶炼时用作合金元素,所以又叫金属硅。国际通用作法是把商品硅分成金属硅和半导体硅。金属硅是由石英和焦炭在电热炉内冶炼成的产品,主成分硅元素的含量在98%左右(含Si量99.99%的也包含在金属硅内),其余杂质为铁、铝、钙等。半导体硅用于制作半导体器件的高纯度金属硅。此外,碳化硅可作磨料,高纯氧化硅制作的石英管是高纯金属冶炼及照明灯具的重要材料。 金属硅是用硅石经还原生产的,故也叫工业硅、结晶硅,是近半个世纪以来的新产品。主要输往日本、美国、欧洲、澳大利亚、印度、韩国、马来西亚、香港、台湾、加拿大、墨西哥、阿根廷等国家和地区。由于冶炼金属硅耗电量极高,因此金属硅的市场价格相应较高。金属硅中主要杂质为铁、铝、钙,需在生产中严格控制。目前铁、铝两项的控制主要采取投料前对硅石、木炭进行检验。铁、铝含量高的硅石不能使用。木炭需严格挑选后使用(很多工厂投料前将硅石、木炭经水冲洗后使用)。钙的控制主要采用通Cl?或氧气排除。通氧气对排除铁和铝也有一定的作用。7gcm3大,容易进入钢水,内部烧损少,在炼钢过程中使用硅合金比单独使用铝坐脱氧剂铝的利用率可提高一倍以上。用于电子、化工方面的金属硅对铬、铋、铅、锰、钛、磷、铜、碳也有要求。
硅具有半导体性质。结晶形硅具有金属光泽,外观呈亮灰色。常温下很稳定,只有非常活泼的氟能直接与其化合成SiF4。在高温下生成的硅还可与过量的碳直接化合成碳化硅。冶炼铝合金时加入少量的纯度为98%的金属硅,可大大改善铝合金的性能。纯度为98~99%的金属硅可用来生产三SiFCl?一类的中间产品,配制几百种硅树脂润滑剂和防水化合物等。金属硅也是电子工业超纯硅的原料,用来生产单晶硅和多晶硅,是大规格集成电路的基础材料,还用于生产光导纤维。生产化学用硅的含有氧化硅矿物中的杂质和粘着物,在熔炼过程中有的完全被还原,有的部分被还原,有的以化合物形态进入产品硅中或生成熔渣。作为半导体材料,高纯度单晶硅可制造的太阳能电池。