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金屬硅粉在冶煉的時候,它的反應過程是在比較低的溫度的固態(tài)下的,當沒有達到還原的溫度的時候,就會生成大量的sic,就是具有足夠的碳了,那么對于各個元素的接觸又會有不同的變化。
實際上在不同的溫度下,SiO2被C還原的過程是通過形成中間產物固態(tài)SiC,氣態(tài)的SiO和凝聚的SiO進行的。因此,反應過程不能簡單的進行。
金屬硅的生產的熱力學范圍必須掌握Si—O—C系中,元素、合金他們之間的濃度比例和熔煉溫度二者交叉反應的相平衡原理。
冶煉金屬硅還原反應所需的大量的熱(占熱消耗的69~72%)主要來源于電極底部(工作端)的電弧高溫燃燒區(qū),在這個燃燒區(qū)形內成一個氣體空穴(也稱高溫反映區(qū)),在這個具有極高溫度的空,進行著物質的熔化、分解化合、離子化、汽化、沸騰、升華和相變等等多種激烈復雜的反應。
工業(yè)硅粉制成無定形硅后,經(jīng)直拉法拉制成單晶硅,加工而成的硅片就是電子行業(yè)和IT行業(yè)中必須的半導體材料;工業(yè)硅粉經(jīng)過進一步加工提純生產的多晶硅是生產太陽能光伏電池的基礎原料;冶金鑄造行業(yè)中,工業(yè)硅粉作為非鐵基合添加劑、硅鋼合金劑,從而提高鋼淬透性。
可見,工業(yè)硅粉對于工業(yè)的生產有著重要的作用,同時實際應用中,能夠提高產品的應用優(yōu)勢,從而提高產品的品質。不過在不同的生產中,工業(yè)硅粉的應用方法,還是需要提前了解清楚,同時避免工業(yè)硅粉無法發(fā)揮它的應有作用。
同時金屬硅粉具有顆粒特細的特點,如果在混凝土中加入金屬硅粉也會產生意想不到的作用。
(1)物理作用。因顆粒細,它填充了水泥顆粒之間的孔隙,使?jié){體更致密,改善了水泥、骨料的微觀組織結構,從而提高了混凝土材料的宏觀物理—力學性能(強度、抗?jié)B性、耐久性、彈性模量等)。
(2)化學反應作用。硅粉中的主要成份二氧化硅(Sio2 )在堿性激發(fā)條件下,能與水泥水化析出的Ca(OH2)起反應,生成具有水硬性質的硅酸鹽膠體—水化硅酸鈣凝膠(又稱CSH凝膠),這些凝膠堵塞在毛細管中,使毛細管孔變小,而且不連續(xù),從而大大提高了混凝土密實性。并且水化硅酸鈣凝膠強度遠大于Ca(OH)2 凝膠。
化學成分符合要求的金屬硅在煉制過程中已獲得較佳微觀結構,從而保證其擁有參與合成反應的較佳活性。制粉時一定盡量要降低對其微觀結構的劣化作用,減少晶粒及晶粒群間的變形,使絕大部分硅粉保持原有的微觀結構,以保持或提高其活性。以沖旋法較佳,因為該法是利用凌空擊打的方式來使硅塊自身循著體內較為薄弱的環(huán)節(jié)碎裂,沒有因擠壓引起的結構變形。