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結(jié)晶型的硅是暗黑藍色的,很脆,是典型的半導體?;瘜W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型硅半導體;摻入微量的第VA族元素,形成n型和p型半導體結(jié)合在一起,就可做成太陽能電池,將輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋T陂_發(fā)能源方面是一種很有前途的材料。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,又彌補了兩者的先天缺陷。 可應(yīng)用于軍事的制造架航天飛機“哥倫比亞號”能抵擋住高速穿行稠密大氣時摩擦產(chǎn)生的高溫,全靠它那三萬一千塊硅瓦拼砌成的外殼?;瘜W用硅生產(chǎn)原料在化學用硅生產(chǎn)上,原料是實現(xiàn)良好作業(yè)的先決條件。
工業(yè)硅又稱結(jié)晶硅或金屬硅。工業(yè)硅的主要用途是作為非鐵合金的添加劑。硅加入到某些有色金屬中時,能提高基體金屬的強度、硬度和耐磨性,有時還能改善基體的鑄造性能。工業(yè)硅也用作要求嚴格的硅鋼的合金劑,冶煉特種鋼種和非鐵基合金的脫氧劑。
氧化硅礦物冶煉金屬硅的過程是無渣過程,化學硅冶煉對硅石的選用較嚴格,不僅雜質(zhì)含量要少,還要求有高的機械強度、足夠的熱穩(wěn)定性,適宜的粒度組成?;瘜W用硅熔煉宜采用硅石。天然形態(tài)的氧化硅或者是以獨立的石英礦物存在,或者是以幾乎全是由氧化硅積成的巖石—硅石,或硅石形態(tài)的砂巖存在。生產(chǎn)化學用硅的含有氧化硅礦物中的雜質(zhì)和粘著物,在熔煉過程中有的完全被還原,有的部分被還原,有的以化合物形態(tài)進入產(chǎn)品硅中或生成熔渣。因此高硅硅鐵(或硅質(zhì)合金)是鐵合金工業(yè)中生產(chǎn)低碳鐵合金時比較常用的一種還原劑。這樣不僅增大能量消耗,降低產(chǎn)品質(zhì)量,還給熔煉過程造成困難。
稀土硅鐵合金和硅鐵的區(qū)別
稀土硅鐵合金一般含稀土17%-37%,Si35%-46%,Mn5%-8%,Ca5%-8%,Ti6%,其余為鐵。合金為銀灰色,熔點為1473-1573K。
稀土鐵合金呈塊狀,有金屬光澤,堅硬而脆,易粉碎。稀土硅鐵合金呈銀灰色。稀土硅鐵鎂合金在銀灰色基體中閃爍著藍色光澤。
稀土中間合金密度為4.5-4.7g/cm3,熔點為1200-1260℃。
硅鐵是以焦炭、鋼屑、石英(或硅石)為原料,用電爐冶練制成的。硅和氧很容易化合成二氧化硅。所以硅鐵常用于練鋼作脫氧劑,同時由于SiO2生成時放出大量的熱,在脫氧同時,可提高鋼水溫度降底練鋼的能原消耗。目前,中國生產(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,其為無渣埋弧高溫熔煉過程。硅鐵作為金元素加入劑,廣泛用于低合金結(jié)構(gòu)鋼、合結(jié)鋼、軸承鋼、耐熱鋼及電工硅鋼之中,常用來制造單晶硅或配制有色金屬合金。
用途:硅鐵在鋼工業(yè)、鑄造工業(yè)及其他工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。