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硅單質本身不是金屬,屬于非金屬。平時說的金屬硅,是由石英和焦炭在電熱爐內冶煉成的產品,主成分硅元素的含量在98%左右(近年來,含Si量99.99%的也包含在金屬硅內),其余雜質為鐵、鋁、鈣等。
金屬硅的性質與鍺、鉛、錫相近,所以叫做金屬硅。1、硅元素硅,原子序數(shù)14,原子量28.0855, 硅有晶態(tài)和無定形兩種形式。晶態(tài)硅具有金剛石晶格,硬而脆,熔點1410°C,沸點2355°C,密度2.32~2.34克/厘米3,硬度為7。硅石適宜粒度受硅石種類、電爐、容量、操作狀況以及還原劑的種類和粒度等多種因素影響,要根據(jù)具體的冶煉條件來決定。無定形硅是一種灰黑色粉末,實際是微晶體。晶態(tài)硅的電導率不及金屬,且隨溫度升高而增加,具有明顯的半導體性質。
硅在常溫下不活潑,與空氣、水和酸等沒有明顯作用;在加熱下,能與鹵素反應生成四鹵化硅;實踐證明,在各種碳質還原劑中,從反應能力和比電阻的大小來看,煙煤是木炭之外的另一種較為理想的還原劑。650°C,時硅開始與氧完全反應;硅單質在高溫下還能與碳、氮、硫等非金屬單質反應;硅可間接生成一系列硅的氫化物;硅還能與鈣、鎂、鐵等化合,生成金屬硅化物。
超純的單晶硅可作半導體材料。粗的單晶硅及其金屬互化物組成的合金,常被用來增強鋁、鎂、銅等金屬的強度。
硅大量用于冶煉成硅鐵合金作鋼鐵工業(yè)中合金元素,在很多種金屬冶煉中作還原劑。硅還是鋁合金中的良好組元,絕大多數(shù)鑄造鋁合金都含有硅。硅是電子工業(yè)超純硅的原料,超純半導體單晶硅做的電子器件具有體積小、重量輕、可靠性好和壽命長等優(yōu)點。
工業(yè)硅又稱結晶硅或金屬硅。工業(yè)硅的主要用途是作為非鐵合金的添加劑。硅加入到某些有色金屬中時,能提高基體金屬的強度、硬度和耐磨性,有時還能改善基體的鑄造性能。工業(yè)硅也用作要求嚴格的硅鋼的合金劑,冶煉特種鋼種和非鐵基合金的脫氧劑。
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、產量較大的鐵合金。錳硅合金是煉鋼常用的復合脫氧劑,又是生產中低碳錳鐵和電硅熱法生產金屬錳的還原劑。
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、產量較大的鐵合金。錳硅合金是煉鋼常用的復合脫氧劑,又是生產中低碳錳鐵和電硅熱法生產金屬錳的還原劑。
高硅硅錳,也叫低碳硅錳。作為名稱上區(qū)別于普通硅錳,首先在于元素成分上與普通硅錳的區(qū)別:高硅硅錳一般含硅高(Si>22%),雜質Fe、C、P等含量低(C<0.5%、P<0.15%)。
FeMn64Si27,F(xiàn)eMn67Si23,F(xiàn)eMn68Si22,F(xiàn)eMn64Si23;
FeMn68Si18,F(xiàn)eMn64Si18,F(xiàn)eMn68Si16,F(xiàn)eMn64Si16。
在上面的各個牌號中,只有FeMn64Si27(P:Ⅰ、Ⅱ等級)符合高硅硅錳合金化學成分的要求。其他均因碳和磷的含量偏高,即便硅含量較高,也不符合高硅硅錳合金的成分要求。