Analisis lengkap tentang karakteristik, proses produksi, dan bidang aplikasi silikon logam

Dalam lanskap luas industri modern,logam silikonseperti "mutiara industri" yang bersinar. Dengan kinerja yang unik dan aplikasi yang luas, ia memainkan peran penting di banyak bidang. Apakah itu pengembangan cepat industri informasi elektronik atau terobosan inovatif di bidang energi baru, mereka tidak dapat dipisahkan dari dukungansilikon logam.

Logam silikon, juga dikenal sebagaiSilikon Industri, adalah satu logam yang mengandung silikon (SI). Sifat kimianya stabil, dan kemurniannya biasanya di atas 98%. Produk berkualitas tinggi bahkan dapat mencapai 99,99%.

Dari perspektif sifat fisik, Silicon Metal memiliki kilau logam abu-abu perak dan kekerasan tinggi. Kekerasan Mohs adalah sekitar 7, yang mirip dengan kuarsa, yang membuatnya memiliki ketahanan aus yang baik. Titik lelehnya setinggi 1414 derajat, dan titik didihnya setinggi 3265 derajat. Karakteristik titik leleh yang tinggi ini memungkinkan silikon logam untuk mempertahankan keadaan fisik yang stabil di lingkungan suhu tinggi, meletakkan fondasi untuk penerapannya di bidang industri suhu tinggi.
Dalam hal sifat kimia, logam silikon secara kimiawi tidak aktif pada suhu kamar, tidak larut dalam air, asam nitrat dan asam klorida, tetapi larut dalam asam hidrofluorat dan larutan alkali. Dalam kondisi suhu tinggi, silikon logam dapat bereaksi secara kimia dengan unsur -unsur seperti oksigen, nitrogen, dan karbon untuk menghasilkan berbagai silikida. Sebagai contoh, dalam proses pembuatan baja, silikon logam bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan silikon dioksida (SiO₂), dengan demikian mencapai tujuan deoksidasi. Sifat fisik dan kimia yang unik ini membuat silikon logam menjadi bahan dasar yang sangat diperlukan dalam banyak produksi industri. ​

Produksi logam silikon adalah proses yang kompleks dengan persyaratan teknis yang tinggi. Proses produksi arus utama saat ini adalah peleburan tungku listrik, dan proses produksinya terutama mencakup tiga tautan utama: persiapan bahan baku, peleburan tungku listrik, pemurnian dan pengecoran.
​

(I) Persiapan bahan baku

Bahan baku utama untuk produksi logam silikon adalah silika (kandungan SiO₂ lebih besar dari atau sama dengan 97%), agen pereduksi karbon (seperti minyak bumi, arang, batu bara bituminous, dll.) Dan serbuk gergaji. Silika adalah sumber utama silikon, dan kualitasnya secara langsung mempengaruhi kemurnian logam silikon; Agen pereduksi karbon digunakan untuk mengurangi silikon dalam silika pada suhu tinggi; Penambahan chip kayu dapat meningkatkan permeabilitas muatan dan mempromosikan kelancaran kemajuan reaksi. Pada tahap persiapan bahan baku, silika perlu dihancurkan dan disaring agar ukurannya memenuhi persyaratan produksi, dan kelembaban, kadar abu dan indikator lain dari agen pereduksi karbon dikontrol secara ketat untuk memastikan stabilitas produksi berikutnya. ​

(Ii) peleburan tungku listrik

Bahan baku yang disiapkan dicampur dalam proporsi tertentu dan ditambahkan ke tungku busur yang terendam. Tungku busur terendam adalah tungku busur resistansi yang memasukkan arus yang kuat melalui elektroda untuk menghasilkan suhu tinggi (hingga 1800-2000 derajat). Di bawah lingkungan suhu tinggi, silikon dioksida dalam silika bereaksi secara kimia dengan agen pereduksi karbon: sio₂ + 2 c=si + 2 co ↑, dan silikon dikurangi. Dalam proses ini, suhu di tungku, posisi elektroda dan kecepatan menambahkan bahan baku perlu dikontrol secara tepat untuk memastikan bahwa reaksi sepenuhnya dilakukan dan meningkatkan hasil dan kualitas silikon logam.

(Iii) pemurnian dan casting

Silikon logam yang diproduksi dari tungku listrik mengandung sejumlah kotoran, seperti besi, aluminium, kalsium, dll., Dan perlu disempurnakan. Metode pemurnian umum termasuk pemurnian peniup oksigen dan pemurnian kimia, yang dapat mengurangi kandungan pengotor dalam silikon logam dan meningkatkan kemurnian produk. Larutan silikon logam halus dituangkan ke dalam cetakan spesifik untuk casting, dan setelah pendinginan dan pemadatan, ia membentuk ingot silikon logam, yang dipotong, dikemas dan akhirnya menjadi produk untuk dijual. ​

Dengan persyaratan perlindungan lingkungan yang semakin ketat dan kemajuan teknologi yang berkelanjutan, beberapa proses produksi baru telah secara bertahap muncul. Misalnya, penggunaan energi bersih untuk menggantikan energi fosil tradisional untuk peleburan, penggunaan peralatan perlindungan lingkungan canggih untuk mengurangi emisi polutan dalam proses produksi, dan optimalisasi proses produksi untuk meningkatkan efisiensi pemanfaatan energi, proses inovatif ini akan mempromosikan industri silikon logam untuk berkembang dalam arah yang hijau dan efisien. ​

Dengan sifat -sifatnya yang unik, silikon logam telah banyak digunakan di banyak bidang dan telah menjadi bahan dasar yang penting untuk mendukung pengembangan industri modern. ​

(I) Industri Informasi Elektronik

Dalam industri informasi elektronik, logam silikon adalah bahan baku inti untuk memproduksi wafer silikon semikonduktor. Wafer silikon semikonduktor adalah bahan dasar untuk komponen elektronik seperti sirkuit dan transistor terintegrasi, dan kualitasnya secara langsung mempengaruhi kinerja dan keandalan peralatan elektronik. Melalui serangkaian proses pemurnian dan pemrosesan yang kompleks, silikon logam dimurnikan menjadi kemurnian tingkat semikonduktor (di atas 99.9999999%) untuk membuat batang silikon kristal tunggal, dan kemudian melalui pengiris, penggilingan, pemolesan dan proses lainnya, wafer silikon semikonduktor yang memenuhi persyaratan yang dihasilkan. Sekitar 90% perangkat semikonduktor dan 95% sirkuit terintegrasi di dunia menggunakan wafer silikon sebagai bahan dasar. Pentingnya industri silikon dalam industri informasi elektronik terbukti dengan sendirinya.

(Ii) Industri Paduan Aluminium

Silikon industri adalah aditif yang sangat diperlukan dalam produksi paduan aluminium. Menambahkan jumlah logam silikon yang sesuai ke paduan aluminium dapat secara signifikan meningkatkan kekuatan, kekerasan, ketahanan aus dan ketahanan korosi paduan. Misalnya, paduan aluminium al-Si, yang banyak digunakan dalam industri manufaktur otomotif, memiliki sifat casting yang baik dan sifat mekanik dengan menambahkan silikon logam, dan dapat digunakan untuk memproduksi komponen utama seperti blok mesin dan roda. Menurut statistik, untuk setiap ton paduan aluminium yang diproduksi, rata -rata 0. 1-0. 3 ton logam silikon perlu ditambahkan. Dengan pengembangan tren mobil yang ringan, permintaan paduan aluminium terus meningkat, dan prospek pasar silikon logam dalam industri paduan aluminium sangat luas. ​

(Iii) Industri silikon

Silikon adalah jenis senyawa yang mengandung ikatan silikon-karbon, yang memiliki ketahanan suhu tinggi dan rendah yang sangat baik, tahan air, resistensi korosi, isolasi listrik dan sifat lainnya. Ini banyak digunakan dalam konstruksi, elektronik, tekstil, medis dan bidang lainnya. Silikon adalah bahan baku penting untuk produksi silikon. Ini bereaksi dengan metil klorida untuk menghasilkan monomer methylchlorosilane, dan kemudian mengalami hidrolisis, polimerisasi dan proses lainnya untuk menghasilkan berbagai produk silikon, seperti karet silikon, minyak silikon, resin silikon, dll. Dalam industri konstruksi, silikon yang dapat dipahami secara luas untuk pintu penyegelan, jendela dan pembatasan di dinding, pengembangan silikon yang dapat dipahami secara luas untuk pintu penyegelan, jendela dan jendela pembatasan, pengkuralan silikon yang cantifity secara luas digunakan secara luas untuk pintu penyegelan, jendela dan jendela pembatasan, pembatasan, pekatan silikon yang secara luas digunakan secara luas untuk pintu penyegelan, jendela, jendela dan pembatasan di dinding, windows, windows, jendela, jendela dan pembulat silikon yang dapat digunakan secara luas untuk pintu penyegelan, jendela, jendela, jendela, jendela, jendela, dan menyegel silikon, yang dapat digunakan secara luas untuk pintu penyegelan, jendela, jendela dan pembatasan silikon, yang dapat digunakan secara luas untuk pintu penyegelan pintu, jendela, jendela, jendela dan pembatasan silikon, Dalam industri elektronik, lem pot silikon dapat digunakan untuk melindungi komponen elektronik dan meningkatkan keandalan dan masa pakai mereka. ​

(Iv) Industri fotovoltaik

Dengan meningkatnya permintaan global untuk energi bersih, industri fotovoltaik telah mengantarkan dalam periode pengembangan yang cepat. Silikon logam adalah bahan baku penting untuk produksi silikon polikristalin dan sel surya silikon monokristalin. Sel surya memberi orang energi bersih dan terbarukan dengan mengubah energi cahaya menjadi energi listrik. Dalam rantai industri fotovoltaik, silikon logam dimurnikan dan disempurnakan untuk membuat bahan silikon polikristalin dengan purbol tinggi, yang kemudian diproses lebih lanjut menjadi ingot silikon dan wafer silikon, dan akhirnya digunakan untuk memproduksi modul sel surya. Menurut International Renewable Energy Agency (IRENA), kapasitas terpasang fotovoltaik global akan terus tumbuh dalam beberapa tahun ke depan, dan permintaan silikon logam dalam industri fotovoltaik juga akan meningkat secara signifikan. ​

Logam silikon menempati posisi penting dalam industri modern dengan karakteristik uniknya, proses produksi yang kompleks, dan bidang aplikasi yang luas. Dengan pengembangan berkelanjutan dari berbagai industri dan inovasi teknologi yang berkelanjutan, permintaan pasar untuk silikon industri akan terus berkembang, dan bidang aplikasinya juga akan diperluas lebih lanjut.