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金屬硅的性質(zhì)與鍺、鉛、錫相近,所以叫做金屬硅。
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(diǎn)1410°C,沸點(diǎn)2355°C,密度2.32~2.34克/厘米3,硬度為7。金屬硅(Si)是工業(yè)提純的單質(zhì)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。無定形硅是一種灰黑色粉末,實(shí)際是微晶體。晶態(tài)硅的電導(dǎo)率不及金屬,且隨溫度升高而增加,具有明顯的半導(dǎo)體性質(zhì)。
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(yīng)生成四鹵化硅;3、配制不同的合金,硅合金是一種脫氧性很好的復(fù)合材料,在煉鋼過程中可以替代鋁,并且能凈化鋼液,提高鋼材質(zhì)量。650°C,時(shí)硅開始與氧完全反應(yīng);硅單質(zhì)在高溫下還能與碳、氮、硫等非金屬單質(zhì)反應(yīng);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(dǎo)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(qiáng)鋁、鎂、銅等金屬的強(qiáng)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(dǎo)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(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。摻有特定微量雜質(zhì)的硅單晶制成的大功率晶體管、整流器及太陽能電池,比用鍺單晶制成的好。非晶硅太陽能電池研究進(jìn)展很快,轉(zhuǎn)換率達(dá)到了8%以上。
脫氧是冶煉時(shí)的環(huán)節(jié),氧氣太多生產(chǎn)出的產(chǎn)品就非常的“脆”,很容易碎裂,而硅鈣合金就可以在冶煉時(shí)非常好的進(jìn)行脫氧時(shí)產(chǎn)品的質(zhì)量有所提高,并且在使用硅鈣合金時(shí)液體并不會(huì)發(fā)生特別大的反應(yīng)保證了操作人員。
硫元素雖說是一種有害元素,但在冶煉中少量的硫元素可以使產(chǎn)品更加的堅(jiān)韌,但硫元素過多就會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)過多的后果,因此脫硫也是冶煉時(shí)必經(jīng)的一個(gè)過程,硅鈣合金中的鈣元素可以有效進(jìn)行脫硫降低成品的有害物質(zhì)含量,保證在使用產(chǎn)品。