Каковы различные марки металлического кремния

Кремниевый металл— это полупроводниковый металл с сероватым блеском, также известный как кристаллический кремний или промышленный кремний, который в основном используется в качестве добавки в сплавах цветных металлов. Его производство осуществляется за счет реакции восстановления кварцевого песка и кокса в электропечи (химическая формула: SiO₂ + 2C → Si + 2CO) с условной чистотой около 98 % и высокой чистотой более 99,99 %.

Кремниевый металлМарки в основном основаны на содержании железа, алюминия, кальция и других примесей, а распространенные марки включают 553, 441, 411, 3303, 2202 и 1101. Понимание различий между этими марками является ключом к выбору промышленных материалов.

Ядро классификации: содержание чистоты и примесей

Кремниевый металлМарки классифицируются по содержанию кремния и верхнему пределу примесей (железо, алюминий и кальций). В производственном процессе электропечным восстановлением получают исходную чистоту металлического кремния 97-98 %, а после перекристаллизации расплава и кислотной обработки чистоту можно повысить до 99,7-99,8 %.

Металлический кремний часто называют комбинацией цифр (например, 553, 441), каждая из которых соответствует децильному проценту содержания примесей.

Низкосортный-металлический кремний (содержание кремния 97–98 %).

Металлический кремний марки 97 (промышленный класс)

Содержание кремния Не менее 97 %, с высоким содержанием примесей. Из-за своей низкой стоимости он в основном используется при раскислении стали, производстве низкосортного чугуна или в качестве сырья для карбида кремния. При выплавке алюминиевых слитков кремний марки 97 улучшает текучесть сплава и характеристики литья.

Металлический кремний промышленного/металлургического класса (содержание кремния 98–99,5 %)

Кремниевый металл марки 553

Содержание кремния Более или равно 98,5 %, железа, алюминия Менее или равно 0,5 %, кальция Менее или равно 0,3 %. Широко используется в производстве алюминиево-кремниевых-сплавов, которые могут улучшить коррозионную стойкость и литейные характеристики сплава, а также широко используются при модификации чугуна и раскислении при выплавке стали.

Кремниевый металл 441 класса

Содержание кремния Более или равно 99,0 %, железа, алюминия Менее или равно 0,4 %, кальция Менее или равно 0,1 %. Он подходит для производства высококачественных-алюминиевых сплавов и силиконовых химикатов (таких как силиконовое масло и силиконовая смола) и является важным сырьем в химической промышленности.

Кремниевый металл 411 класса

Содержание кремния Более или равно 99,4%, железо Менее или равно 0,4%, алюминий, кальций Менее или равно 0,1%. Из-за низкого содержания алюминия и кальция он обычно используется при прецизионном литье алюминиевых сплавов и подготовке полупроводниковых промежуточных материалов для удовлетворения требований более высокой чистоты в промышленных сценариях.

Премиум-промышленный классКремниевый Металл(содержание кремния 99,3-99,5%)

Металлический кремний марки 3303

Содержание кремния 99,37% и более, железа, алюминия менее или равно 0,3%, кальция менее или равно 0,03%. Он относится к более высокому классу металлического кремния и подходит для выплавки специальной стали, высокоэффективных алюминиевых сплавов (например, аэрокосмических деталей) и производства силиконовой резины, а также может использоваться для дальнейшей подготовки кремниевых продуктов с более высокими требованиями посредством процесса очистки.

Металлический кремний марки 2202

Содержание кремния Более или равно 99,5 %, железо, алюминий Менее или равно 0,2 %, кальций Менее или равно 0,02 %. В основном используется в аэрокосмических материалах,-высококачественных силиконовых изделиях для удовлетворения потребностей отраслей, чрезвычайно чувствительных к примесям.

Металлический кремний сверх-высокой чистоты (99,999 % или более)

Кремний солнечного качества (SoG-Si)

Чистота до 5N (99,999%), общее количество примесей <100 ppm, является основным сырьем для пластин фотоэлектрических элементов, а стоимость ниже, чем у кремния полупроводникового-класса.

Кремний электронного класса (EG-Si)

Чистота 6Н-7Н (99,9999%-99,99999%), примеси < 10 ppm, используется при производстве полупроводниковых пластин, интегральных схем и других компонентов микроэлектроники, является основным материалом для чипостроения.

Металлургия

Алюминий-сплавы кремния: кремний марок 553 и 441 используется в автомобильных и аэрокосмических деталях для снижения плотности сплава и повышения устойчивости к износу;

Листы кремниевой стали: добавление кремния (например, марки 3303) в сталь повышает магнитную проницаемость и снижает потери энергии в трансформаторах и двигателях.

Электроника и полупроводники

Кремний-электронного качества (EG-Si) — основной материал для производства чипов, используемый в высокотехнологичных-областях, таких как компьютеры и коммуникационное оборудование;

Кремний солнечного-класса (SoG-Si) способствует развитию фотоэлектрической промышленности и способствует переходу на экологически чистую энергию.

Химия и материалы

Кремний марок 3303, 2202 используется для синтеза силикона (силиконовое масло, силиконовый каучук), а продукты широко используются в высоко-температурных уплотнениях, водонепроницаемых покрытиях и т. д.;

Подготовка термостойких-материалов (например, Si₃N₄), используемых в износостойких-и коррозионностойких-промышленных компонентах.

Требования к приложению

Для производства полупроводников требуется кремний-электронного качества (EG-Si), тогда как для производства стали требуется кремний только металлургического-класса (например, марки 97);

Для литья алюминия, где необходимо контролировать содержание железа, чтобы сплав не стал хрупким, требуется марка 441 или выше.

Стоимость и производительность

Цена на кремний высокой чистоты (например, марка . 2202) намного выше, чем цена на кремний промышленной марки (например, марка . 553), поэтому необходимо выбирать в соответствии с фактическими требованиями к производительности и избегать чрезмерного стремления к чистоте, ведущего к увеличению затрат.

Совместимость процессов

Различные процессы плавки имеют разную чувствительность к примесям в кремнии, например, прецизионное литье требует строгого контроля содержания кальция, а марка 3303 предпочтительнее марки 553.

Классификация металлического кремния является типичным выражением «выбора материала по требованию» в промышленной сфере. С развитием полупроводниковой, новой энергетики и других отраслей спрос на металлический кремний высокой-чистоты будет продолжать расти, а разумный выбор сортов, оптимизирующий стоимость и производительность, по-прежнему является ключом к повышению конкурентоспособности различных отраслей промышленности.