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金屬硅:硅的性質(zhì)。金屬硅是由石英和焦炭在電熱爐內(nèi)冶煉成的產(chǎn)品,主成分硅元素的含量在98%左右(含Si量99。硅是半金屬之一,舊稱“矽”。熔點為1420℃,密度為2.34克/厘米3。質(zhì)硬而脆。在常溫下不溶于酸,易溶于堿。金屬硅的性質(zhì)與鍺、鉛、錫相近,具有半導體性質(zhì)。硅在地殼中資源極為豐富,僅次于氧,占地殼總重的四分之一還強,以二氧化硅或硅酸鹽形式存在。“金屬硅”(我國也稱工業(yè)硅)是上世紀六十年代中期出現(xiàn)的一個商品名稱。它的出現(xiàn)與半導體行業(yè)的興起有關(guān)。
中國的金屬硅行業(yè),在發(fā)展的初期即86-89年就有一定的盲目性和自發(fā)性,它并不是原來計劃經(jīng)濟的產(chǎn)物,而是中國當時的半開放狀態(tài)下的產(chǎn)物,并沒有對它進行什么指導,任其自由發(fā)展,多半是一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)和個體經(jīng)營者在進行運作,規(guī)模小很分散,幾乎沒有什么實力雄厚的。用石英的巖石作生產(chǎn)化學金屬硅的原料,低灰分的含碳材料作還原劑。在當時的環(huán)境下,與其同時發(fā)展的某些國有外貿(mào)企業(yè),和這些小金屬硅廠之間有很大的不協(xié)調(diào)。
工業(yè)硅添加到鋁、鐵等金屬中,可改良或增強金屬的優(yōu)良性能。在耐火材料中加入金屬硅可以首先與氧發(fā)生反應(yīng),形成新的礦相封閉氣孔,提高致密度,阻止渣鐵的滲透,以提高產(chǎn)品的耐高溫,耐磨損和耐氧化性。汽車(含摩托車)用鋁對工業(yè)硅的需求相當大,所以一個地區(qū)、國家的汽車工業(yè)的發(fā)展狀況對工業(yè)硅的市場興衰有直接的影響。工業(yè)硅作為非鐵基合金的添加劑。工業(yè)硅也用作要求嚴格的硅鋼的合金劑,冶煉特種鋼和非鐵基合金的脫氧劑。工業(yè)硅經(jīng)一系列工藝處理后,可拉制成單晶硅,供電子工業(yè)使用,在化學工業(yè)中用于生產(chǎn)有機硅等,因此它有魔術(shù)金屬之稱,用途十分廣泛。
化學用硅的工藝流程包括爐料準備,電爐熔煉,硅的精制和澆鑄,除去熔渣夾雜而進行的破碎。工業(yè)硅粉經(jīng)拉制成單晶硅,加工而成的硅片被廣泛應(yīng)用于高科技領(lǐng)域,是集成電路,電子元件必不可少的原材料。在爐料配制之前,所有原料都要進行必要的處理。硅石在顎式破碎機中破碎到塊度不大于100mm,篩出小于5mm的碎塊,并用水沖洗潔凈。因為熔爐中碎塊在爐膛上部熔融,從而降低了爐料的透氣性,使生產(chǎn)過程難以進行。石油焦有較高的導電系數(shù),要破碎到塊度不大于10mm,又要控制石油焦的粉末量。