Ποιες είναι οι διαφορετικές ποιότητες μετάλλων πυριτίου

Μεταλλικό πυρίτιοείναι ένα ημιαγώγιμο μέταλλο με γκριζωπή λάμψη, γνωστό και ως κρυσταλλικό πυρίτιο ή βιομηχανικό πυρίτιο, το οποίο χρησιμοποιείται κυρίως ως πρόσθετο σε κράματα μη σιδηρούχων μετάλλων. Η παραγωγή του πραγματοποιείται μέσω μιας αντίδρασης αναγωγής μεταξύ χαλαζιακής άμμου και οπτάνθρακα σε ηλεκτρική κάμινο (χημικός τύπος: SiO2 + 2C → Si + 2CO), με συμβατική καθαρότητα περίπου 98% και υψηλή καθαρότητα μεγαλύτερη από 99,99%.

Μεταλλικό πυρίτιοΟι ποιότητες βασίζονται κυρίως στην περιεκτικότητα σε σίδηρο, αλουμίνιο, ασβέστιο και άλλες ακαθαρσίες και οι κοινές ποιότητες περιλαμβάνουν 553, 441, 411, 3303, 2202 και 1101. Η κατανόηση των διαφορών μεταξύ αυτών των ποιοτήτων είναι το κλειδί για την επιλογή βιομηχανικών υλικών.

Πυρήνας ταξινόμησης: Περιεχόμενο καθαρότητας και ακαθαρσίας

Μεταλλικό πυρίτιοΟι ποιότητες ταξινομούνται με βάση την περιεκτικότητα σε πυρίτιο και το ανώτερο όριο προσμίξεων (σίδηρος, αλουμίνιο και ασβέστιο). Στη διαδικασία παραγωγής, η αρχική καθαρότητα 97-98% του μετάλλου πυριτίου παράγεται με αναγωγή σε ηλεκτρικό φούρνο και μετά την ανακρυστάλλωση τήγματος και την επεξεργασία με οξύ, η καθαρότητα μπορεί να αυξηθεί στο 99,7-99,8%.

Το μεταλλικό πυρίτιο ονομάζεται συχνά με έναν συνδυασμό αριθμών (π.χ. 553, 441), καθένας από τους οποίους αντιστοιχεί σε ένα ποσοστό δεκατιανής περιεκτικότητας σε ακαθαρσίες.

Μέταλλο πυριτίου χαμηλής-ποιότητας (97-98% περιεκτικότητα σε πυρίτιο)

Μεταλλικό πυρίτιο 97 βαθμού (βιομηχανικής ποιότητας)

Περιεκτικότητα σε πυρίτιο Μεγαλύτερη ή ίση με 97%, με υψηλή περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες. Λόγω του χαμηλού κόστους του, χρησιμοποιείται κυρίως στην αποξείδωση του χάλυβα, στην παραγωγή χυτοσιδήρου χαμηλού τελικού-ή ως πρώτη ύλη για το καρβίδιο του πυριτίου. Στην τήξη πλινθωμάτων αλουμινίου, το πυρίτιο 97 βαθμού βελτιώνει τη ροή του κράματος και την απόδοση χύτευσης.

Μεταλλικό πυρίτιο βιομηχανικής / μεταλλουργικής ποιότητας (98-99,5% περιεκτικότητα σε πυρίτιο)

Μεταλλικό πυρίτιο 553

Περιεκτικότητα σε πυρίτιο Μεγαλύτερη ή ίση με 98,5%, σίδηρο, αλουμίνιο Λιγότερο ή ίσο με 0,5%, ασβέστιο Λιγότερο ή ίσο με 0,3%. Χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή κραμάτων αλουμινίου-πυριτίου, τα οποία μπορούν να βελτιώσουν την αντοχή στη διάβρωση και την απόδοση χύτευσης του κράματος, και επίσης χρησιμοποιείται συνήθως στην τροποποίηση του χυτοσιδήρου και στην αποξείδωση της χαλυβουργίας.

Μεταλλικό πυρίτιο 441

Περιεκτικότητα σε πυρίτιο Μεγαλύτερη ή ίση με 99,0%, σίδηρος, αλουμίνιο Λιγότερο ή ίσο με 0,4%, ασβέστιο Λιγότερο ή ίσο με 0,1%. Είναι κατάλληλο για την παραγωγή-κράματος αλουμινίου υψηλής ποιότητας και χημικών ουσιών σιλικόνης (όπως λάδι σιλικόνης και ρητίνη σιλικόνης) και αποτελεί σημαντική πρώτη ύλη στη χημική βιομηχανία.

Μεταλλικό πυρίτιο 411 βαθμού

Περιεκτικότητα σε πυρίτιο Μεγαλύτερη ή ίση με 99,4%, σίδηρος Λιγότερο ή ίσο με 0,4%, αλουμίνιο, ασβέστιο Λιγότερο ή ίσο με 0,1%. Λόγω της χαμηλής περιεκτικότητάς του σε αλουμίνιο και ασβέστιο, χρησιμοποιείται συνήθως στη χύτευση κράματος αλουμινίου ακριβείας και στην προετοιμασία ενδιάμεσων υλικών ημιαγωγών για την κάλυψη των απαιτήσεων υψηλότερης καθαρότητας των βιομηχανικών σεναρίων.

Βιομηχανικός βαθμός PremiumΜεταλλικό πυρίτιο(99,3-99,5% περιεκτικότητα σε πυρίτιο)

3303 Μέταλλο πυριτίου ποιότητας

Περιεκτικότητα σε πυρίτιο 99,37% ή περισσότερο, σίδηρος, αλουμίνιο Λιγότερο ή ίσο με 0,3%, ασβέστιο Μικρότερο ή ίσο με 0,03%. Ανήκει στην ανώτερη κατηγορία μετάλλου πυριτίου και είναι κατάλληλο για την τήξη ειδικού χάλυβα, κράματος αλουμινίου υψηλής απόδοσης (π.χ. εξαρτήματα αεροδιαστημικής) και την παραγωγή καουτσούκ σιλικόνης και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την περαιτέρω παρασκευή προϊόντων πυριτίου με υψηλότερες απαιτήσεις μέσω της διαδικασίας καθαρισμού.

2202 Μέταλλο πυρίτιο ποιότητας

Περιεκτικότητα σε πυρίτιο Μεγαλύτερη ή ίση με 99,5%, σίδηρος, αλουμίνιο Λιγότερο ή ίσο με 0,2%, ασβέστιο Λιγότερο ή ίσο με 0,02%. Χρησιμοποιείται κυρίως σε αεροδιαστημικά υλικά, προϊόντα σιλικόνης υψηλής ποιότητας-για την κάλυψη των αναγκών βιομηχανιών που είναι εξαιρετικά ευαίσθητες στις ακαθαρσίες.

Μέταλλο πυριτίου εξαιρετικά{0}}υψηλής καθαρότητας (99,999% ή περισσότερο)

Πυρίτιο ηλιακής ποιότητας (SoG-Si)

Καθαρότητα έως 5Ν (99,999%), ολικές ακαθαρσίες < 100 ppm, είναι η βασική πρώτη ύλη για γκοφρέτες φωτοβολταϊκών κυψελών και το κόστος είναι χαμηλότερο από το πυρίτιο ποιότητας ημιαγωγού-.

Ηλεκτρονικό πυρίτιο ποιότητας (EG-Si)

Η καθαρότητα 6N-7N (99,9999%-99,99999%), ακαθαρσίες < 10 ppm, που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή πλακιδίων ημιαγωγών, ολοκληρωμένων κυκλωμάτων και άλλων μικροηλεκτρονικών εξαρτημάτων, είναι το βασικό υλικό για τη βιομηχανία τσιπ.

Μεταλλουργία

Αλουμίνιο-κράματα πυριτίου: Το πυρίτιο 553 και 441 βαθμού χρησιμοποιείται σε εξαρτήματα αυτοκινήτων και αεροδιαστημικής για τη μείωση της πυκνότητας του κράματος και τη βελτίωση της αντοχής στη φθορά.

Φύλλα πυριτίου χάλυβα: Η προσθήκη πυριτίου (π.χ. βαθμού 3303) στον χάλυβα ενισχύει τη μαγνητική διαπερατότητα και μειώνει την απώλεια ενέργειας σε μετασχηματιστές και κινητήρες.

Ηλεκτρονικά & Ημιαγωγοί

Το ηλεκτρονικό πυρίτιο-ποιότητας (EG-Si) είναι ένα βασικό υλικό για την κατασκευή τσιπ, που υποστηρίζει πεδία υψηλών-τερμάτων όπως υπολογιστές και εξοπλισμός επικοινωνιών.

Το ηλιακό πυρίτιο-ποιότητας (SoG-Si) προωθεί την ανάπτυξη της βιομηχανίας φωτοβολταϊκών και βοηθά στη μετάβαση στην καθαρή ενέργεια.

Χημικά & Υλικά

Το πυρίτιο ποιότητας 3303, 2202 χρησιμοποιείται για τη σύνθεση σιλικόνης (έλαιο σιλικόνης, καουτσούκ σιλικόνης) και τα προϊόντα χρησιμοποιούνται ευρέως σε στεγανοποιήσεις υψηλής θερμοκρασίας, αδιάβροχες επικαλύψεις κ.λπ.

Προετοιμασία ανθεκτικών στη θερμότητα υλικών (π.χ. Si₃N4), που χρησιμοποιούνται σε βιομηχανικά εξαρτήματα ανθεκτικά στη φθορά-ανθεκτικά στη διάβρωση-.

Απαιτήσεις εφαρμογής

Η κατασκευή ημιαγωγών απαιτεί πυρίτιο ηλεκτρονικής-ποιότητας (EG-Si), ενώ η χαλυβουργία απαιτεί μόνο πυρίτιο μεταλλουργικής-ποιότητας (π.χ. Βαθμού 97).

Η χύτευση αλουμινίου, όπου η περιεκτικότητα σε σίδηρο πρέπει να ελέγχεται για να αποφευχθεί το να γίνει εύθραυστο το κράμα, απαιτεί βαθμό 441 ή υψηλότερο.

Κόστος και Απόδοση

Η τιμή του πυριτίου υψηλής καθαρότητας (π.χ.. 2202 ποιότητας) είναι πολύ υψηλότερη από εκείνη του βιομηχανικού βαθμού (π.χ.. 553 ποιότητας), επομένως είναι απαραίτητο να επιλέξετε σύμφωνα με τις πραγματικές απαιτήσεις απόδοσης και να αποφύγετε την υπερβολική αναζήτηση καθαρότητας για να αυξήσετε το κόστος.

Συμβατότητα διαδικασίας

Διαφορετικές διεργασίες τήξης έχουν διαφορετικές ευαισθησίες σε ακαθαρσίες στο πυρίτιο, για παράδειγμα, η χύτευση ακριβείας απαιτεί αυστηρό έλεγχο της περιεκτικότητας σε ασβέστιο και προτιμάται ο βαθμός 3303 από τον βαθμό 553.

Η ταξινόμηση του μετάλλου πυριτίου είναι μια τυπική έκφραση της «επιλογής υλικού σύμφωνα με τη ζήτηση» στον βιομηχανικό τομέα. Με την ανάπτυξη βιομηχανιών ημιαγωγών, νέας ενέργειας και άλλων βιομηχανιών, η ζήτηση για μέταλλο πυριτίου υψηλής καθαρότητας-θα συνεχίσει να αυξάνεται και η λογική επιλογή ποιοτήτων, η βελτιστοποίηση του κόστους και της απόδοσης εξακολουθεί να είναι το κλειδί για την ενίσχυση της ανταγωνιστικότητας διαφόρων βιομηχανιών.