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金屬硅是陶瓷、宇宙航行的重要材料。將陶瓷和金屬混合燒結(jié),制成金屬陶瓷復(fù)合材料,它耐高溫,富韌性,可以切割,既繼承了金屬和陶瓷的各自的優(yōu)點(diǎn),又彌補(bǔ)了兩者的先天缺陷。光導(dǎo)纖維通信,新的現(xiàn)代通信手段。用純二氧化硅拉制出高透明度的玻璃纖維,激光在玻璃纖維的通路里,無數(shù)次的全反射向前傳輸,代替了笨重的電纜。光纖通信容量高,一根頭發(fā)絲那么細(xì)的玻璃纖維,可以同時傳輸256路電話,它還不受電、磁干擾,具有高度的保密性。目前,中國生產(chǎn)金屬硅的碳熱法的生產(chǎn)工藝路線:普遍采用的是以硅石為原料,石油焦、木炭、木片、低灰煤等為還原劑,在礦熱電爐中高溫熔煉,從硅石中還原出金屬硅,其為無渣埋弧高溫熔煉過程。
金屬硅成分主要是硅,因此和硅具有相類似的性質(zhì)。硅有無定形硅和晶形硅兩種同素異形體。無定形硅是灰黑色粉末,實際上也是一種微晶體。
晶形硅具有金剛石的晶體結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體性質(zhì) , 熔點(diǎn) 1410℃ , 沸點(diǎn) 2355℃ ,密度2.32~2.34克/厘米3,莫氏硬度 7,性脆 。無定形硅化學(xué)性質(zhì)活潑,在氧氣中能劇烈燃燒。它在高溫下與鹵素、氮、碳等非金屬發(fā)生反應(yīng),也能與鎂、鈣、鐵等金屬作用,生成硅化物。在鐵合金生產(chǎn)企業(yè),通常把煉鋼使用的硅錳合金稱作商品硅錳合金,把冶煉低碳鐵使用的硅錳合金稱作自用硅錳合金,把冶煉金屬用的硅錳合金稱作高硅硅錳合金。
晶形硅比較不活潑,即使在高溫下也不與氧氣化合,它也不溶于任何一種無機(jī)酸和有機(jī)酸。
硅錳合金是由錳、硅、鐵及少量碳和其它元素組成的合金,是一種用途較廣、產(chǎn)量較大的鐵合金。硅錳合金是煉鋼常用的復(fù)合脫氧劑,又是生產(chǎn)中、低碳錳鐵和電硅熱法生產(chǎn)金屬錳的還原劑。
在鐵合金生產(chǎn)企業(yè),通常把煉鋼使用的硅錳合金稱作商品硅錳合金,把冶煉低碳鐵使用的硅錳合金稱作自用硅錳合金,把冶煉金屬用的硅錳合金稱作高硅硅錳合金。錳能與硅組成化合成硅化物MnSiO3、MnSiO和MnSiO3。從硅錳狀態(tài)圖中可以看出,穩(wěn)定的硅化物為MnSi。由于錳的硅化物生成自由能的負(fù)值,故遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于錳的碳化物生產(chǎn)自由能的負(fù)值,在硅錳合金中含硅量愈高,則含碳量愈低。9%以下的硅錳合金,還是用于生產(chǎn)中低碳錳鐵和電硅熱法金屬錳的半成品。
金屬硅(Si)是工業(yè)提純的單質(zhì)硅,主要用于生產(chǎn)有機(jī)硅、制取高純度的半導(dǎo)體材料以及配制有特殊用途的合金等。
我國的金屬硅產(chǎn)能比較大,產(chǎn)量主要集中在貴州、云南、福建、廣西、四川、湖南。冶金級金屬硅553、441有著較廣的分布區(qū)域主要分布在貴州、湖南、四川、云南、廣西、內(nèi)蒙、新疆等地,其中貴州是主要的金屬硅生產(chǎn)省份,產(chǎn)量占總產(chǎn)量的15%-35%。
在未來5到10年內(nèi),金屬硅市場需求將繼續(xù)穩(wěn)步增加。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化經(jīng)濟(jì)的分工合作的發(fā)展,中國有豐富的硅石資源、小水電資源和廉價勞動力,中國金屬硅行業(yè)的發(fā)展前景是美好的。金屬硅生產(chǎn)的出路是發(fā)展高附加值產(chǎn)品。