金属硅被称为半金属或准金属,具有金属的几种特性。合金元素硅对钢的显微组织及热处理的影响,作为钢中的合金元素,其质量分数一般不低于0。纯净的硅是灰色的金属光泽的非金属元素。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。目前,中国生产金属硅的碳热法的生产工艺路线:普遍采用的是以硅石为原料,石油焦、木炭、木片、低灰煤等为还原剂,在矿热电炉中高温熔炼,从硅石中还原出金属硅,其为无渣埋弧高温熔炼过程。
硅大量用于冶炼成硅铁合金作钢铁工业中合金元素,在很多种金属冶炼中作还原剂。硅还是铝合金中的良好组元,绝大多数铸造铝合金都含有硅。
硅是电子工业超纯硅的原料,超纯半导体单晶硅做的电子器件具有体积小、重量轻、可靠性好和寿命长等优点。掺有特定微量杂质的硅单晶制成的大功率晶体管、整流器及太阳能电池,比用锗单晶制成的好。非晶硅太阳能电池研究进展很快,转换率达到了8%以上。
化学用硅生产原料在化学用硅生产上,原料是实现良好作业的先决条件。在相同条件下使用锰或硅单独脱氧,其烧损率分别是46%和37%,而用硅锰合金脱氧,二者烧损率者是29%。用石英的岩石作生产化学金属硅的原料,低灰分的含碳材料作还原剂。电炉法生产化学用硅的原料主要有硅石和碳素原料。碳素原料又以石油焦为主,有煤或木炭,也可以掺用一部分,以增加炉料比电阻。
对原料要求具有必要的纯度,有良好的反应能力,以便达到产品的规格;还原剂具有不同的反应能力,以便能与石英石发生充分反应;炉料具有不同的成分,并且既有不同的粒度,以便通过适当的配合,使炉料电炉发生良好的影响。
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