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金屬硅生產(chǎn)采用碳熱法,即用硅石、碳質(zhì)還原劑在礦熱爐內(nèi)進(jìn)行冶煉的方法。這樣制得的硅純度為97%~98%,這樣的硅一般可以用在冶金用途。如果要得到更高品級(jí)的硅,則需再將其精煉除去雜質(zhì),得到純度為99.7%~99.8%的金屬硅。
目前,中國(guó)生產(chǎn)金屬硅的碳熱法的生產(chǎn)工藝路線:普遍采用的是以硅石為原料,石油焦、木炭、木片、低灰煤等為還原劑,在礦熱電爐中高溫熔煉,從硅石中還原出金屬硅,其為無(wú)渣埋弧高溫熔煉過程。
結(jié)晶型的硅是暗黑藍(lán)色的,很脆,是典型的半導(dǎo)體?;瘜W(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定。在常溫下,除HF以外,很難與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。
硅的用途:①高純的單晶硅是重要的半導(dǎo)體材料在單晶硅中摻入微量的第IIIA族元素,形成p型硅半導(dǎo)體;摻入微量的第VA族元素,形成n型和p型半導(dǎo)體結(jié)合在一起,就可做成太陽(yáng)能電池,將輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。在開發(fā)能源方面是一種很有前途的材料。(關(guān)于金屬硅編號(hào)來(lái)源:第1和第2的代號(hào)為鐵和鋁的百分比含量,第三和第四兩位代表鈣的含量。②金屬陶瓷、宇宙航行的重要材料將陶瓷和金屬混合燒結(jié),制成金屬陶瓷復(fù)合材料,它耐高溫,富韌性,可以切割,既繼承了金屬和陶瓷的各自的優(yōu)點(diǎn),又彌補(bǔ)了兩者的先天缺陷。 可應(yīng)用于軍事的制造架航天飛機(jī)“哥倫比亞號(hào)”能抵擋住高速穿行稠密大氣時(shí)摩擦產(chǎn)生的高溫,全靠它那三萬(wàn)一千塊硅瓦拼砌成的外殼。