Kinerja inti dan batasan aplikasilogam silikon(Si Lebih Besar atau sama dengan 98%) ditentukan oleh kemurniannya. Besi (Fe), aluminium (Al), dan kalsium (Ca) merupakan pengotor utama, dan kandungannya secara langsung mempengaruhi efisiensi deoksidasi, efek paduan, dan kualitas produk hilir silikon logam. Kontrol yang tepat terhadap konten pengotor sangat penting untuk memastikan kesesuaian untuk aplikasi kelas atas.
Ciri-ciri Dasar dan Batas Baku Pengotor Fe, Al, dan Ca pada Logam Silikon
| Nilai | Batasan kandungan Fe | Batasan semua konten | Batas konten Ca | Kandungan pengotor total | Skenario aplikasi inti |
| 553# | Kurang dari atau sama dengan 0,5% | Kurang dari atau sama dengan 0,4% | Kurang dari atau sama dengan 0,3% | Kurang dari atau sama dengan 1,3% | Paduan aluminium umum, deoksidasi pembuatan baja |
| 441# | Kurang dari atau sama dengan 0,4% | Kurang dari atau sama dengan 0,4% | Kurang dari atau sama dengan 0,1% | Kurang dari atau sama dengan 0,9% | Paduan aluminium kelas atas, pengecoran presisi |
| 3303# | Kurang dari atau sama dengan 0,3% | Kurang dari atau sama dengan 0,3% | Kurang dari atau sama dengan 0,03% | Kurang dari atau sama dengan 0,63% | Polisilikon fotovoltaik, semikonduktor |
| 2202# (Kelas Premium) | Kurang dari atau sama dengan 0,2% | Kurang dari atau sama dengan 0,2% | Kurang dari atau sama dengan 0,02% | Kurang dari atau sama dengan 0,42% | Bahan silikon kelas-elektronik, paduan khusus |
Catatan:Fe dan Al dengan mudah membentuk senyawa yang keras dan rapuh (seperti AlSi₃ dan FeSi₂), sedangkan Ca mudah bereaksi dengan oksigen dan belerang membentuk inklusi-titik leleh-rendah. Ketiga pengotor tersebut mengurangi kemurnian dan stabilitas kinerja silikon metalik dengan meningkatnya konten.
Dampak kuantitatif pada kinerja dan aplikasi
Dampak besi
Sifat mekanik:
Kandungan besi yang tinggi dapat menurunkan kekuatan mekanik dan kekerasan logam silikon serta mudah mengalami deformasi.
Reaksi oksidasi:
Besi mudah teroksidasi dalam logam silikon untuk membentuk oksida besi, yang mempengaruhi reduksi silikon dan mengurangi efek deoksidasi.
Efek titik leleh:
Kehadiran besi dapat menurunkan titik leleh logam silikon dan mempengaruhi perilakunya selama proses peleburan.
Dampak aluminium
Kinerja peleburan:
Aluminium akan bereaksi dengan silikon membentuk aluminium silisida, yang mempengaruhi kemampuan reduksi dan stabilitas kimia logam silikon.
Reaksi oksidasi:
Aluminium juga mudah teroksidasi dan dapat membentuk aluminium oksida pada suhu tinggi, sehingga mempengaruhi kemurnian dan kinerja reduksi logam silikon.
Dampak kalsium
Mengurangi aktivitas agen:
Kalsium dapat meningkatkan kinerja reduksi logam silikon dan meningkatkan kemampuan reduksi menjadi oksida.
Kelarutan padat:
Kelarutan padat kalsium dalam logam silikon terbatas. Jika melebihi batas tertentu, dapat membentuk fase padat, sehingga mempengaruhi kemurnian dan struktur kisi silikon.
Batasan Konten Pengotor untuk Skenario Aplikasi Inti
| Skenario Aplikasi | Fe Kurang dari atau sama dengan | Al Kurang dari atau sama dengan | Ca Kurang dari atau sama dengan | Merek yang direkomendasikan |
| Paduan aluminium umum, deoksidasi pembuatan baja | 0.5% | 0.5% | 0.3% | 553# |
| Paduan aluminium kelas atas, pengecoran presisi | 0.4% | 0.4% | 0.1% | 441# |
| Polisilikon fotovoltaik, semikonduktor | 0.3% | 0.3% | 0.03% | 3303# |
| Organosilikon kelas-elektronik, paduan khusus | 0.2% | 0.2% | 0.02% | 2202# |
Secara keseluruhan, dampak pengotor ini pada logam silikon bergantung pada konten dan skenario aplikasi spesifiknya. Dalam produksi industri, komposisi logam silikon biasanya dikontrol dan disesuaikan secara ketat untuk memastikan memenuhi persyaratan teknis dan kebutuhan aplikasi tertentu.
