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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(近年來,含Si量99.99%的也歸在金屬硅內(nèi)),其余雜質(zhì)為鐵、鋁、鈣等。半導(dǎo)體硅用于制作半導(dǎo)體器件的高純度金屬硅。因其用途不同而劃分為多種規(guī)格。工業(yè)硅也用作要求嚴(yán)格的硅鋼的合金劑,冶煉特種鋼和非鐵基合金的脫氧劑。據(jù)統(tǒng)計(jì),1985年共消耗金屬硅約50萬噸,其中用于鋁合金的金屬硅約占60%,用于有機(jī)硅的不足30%,用于半導(dǎo)體的約占3%,其余用于鋼鐵冶煉及陶瓷等。
硅是半金屬,舊稱“矽”。熔點(diǎn)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(dǎo)體性質(zhì)。硅在地殼中資源非常的豐富,只是次于氧,占地殼總重的四分還強(qiáng),以二氧化硅或硅酸鹽形式存在。由于其時(shí)的超硬鍍層多為鋁、氮、鈦三者的化合物,可以會(huì)因硬質(zhì)合金基體隨膜層墜落時(shí)少數(shù)墜落構(gòu)成崩刃。純的硅礦物是石英或硅石。硅有兩種同素異形體:一種為暗棕色無定形粉末,性質(zhì)活潑,在空氣中能燃燒;另一種為性質(zhì)穩(wěn)定的晶體(晶態(tài)硅)。一般硅石和石英用于玻璃和其它建材,的石英用于制作合金、金屬和單晶。
硅在鋼中的作用:
(1)提高鋼中固溶體的強(qiáng)度和冷加工硬化程度使鋼的韌性和塑性降低。
(2)硅能顯著地提高鋼的彈性、屈服和屈強(qiáng)比,這是一般彈簧鋼。
(3)耐腐蝕性。硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%一20%的高硅鑄鐵,是很好的耐酸材料。含有硅的鋼在氧化氣氛中加熱時(shí),表面也將形成一層SiO2薄膜,從而提高鋼在高溫時(shí)的性能。
硅在碳鋼的含量≤0.50%。硅也是鋼中的有益元素。在沸騰鋼中,含硅量很低,硅是作為脫氧元素加入到鋼中。隨著硅含量的提高,鋼的抗拉強(qiáng)度提高,屈服點(diǎn)提高,伸長率下降,鋼的面縮率和沖擊韌性顯著降低。