金屬結(jié)晶,是指由晶核核心形成和晶核長大兩個基本過程組成的,即金屬是從自液態(tài)冷卻轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過程,是原子從不規(guī)則排列的狀態(tài)過渡到原子規(guī)則排列的晶體狀態(tài)的過程。
物質(zhì)由液態(tài)→固態(tài)的過程稱為凝固,由于液態(tài)金屬凝固后一般都為晶體,所以液態(tài)金屬→固態(tài)金屬的過程也稱為結(jié)晶。由金工實家知道絕大多數(shù)金屬材料都是經(jīng)過冶煉后澆鑄成形,即它的原始組織為鑄態(tài)組織。了解金屬結(jié)晶過程,對于了解鑄件組織的形成,以及對它鍛造性能和零件的終使用性能的影響,都是非常必要的。中國工業(yè)硅出口價格一直偏低,特別是20世紀(jì)90年代以來,由于歐盟和美國以及后來的澳大利亞等對中國出口工業(yè)硅長期征收高額反傾銷稅,再加上中國國內(nèi)低水平重復(fù)建設(shè)和竟相降價的無序競爭,使中國出口的工業(yè)硅價格一直嚴(yán)重偏低。而且掌握純金屬的結(jié)晶規(guī)律,對于理解合金的結(jié)晶過程和其固態(tài)相變也有很大的幫助。
化學(xué)用硅的工藝流程包括爐料準(zhǔn)備,電爐熔煉,硅的精制和澆鑄,除去熔渣夾雜而進(jìn)行的破碎。在爐料配制之前,所有原料都要進(jìn)行必要的處理。硅石在顎式破碎機(jī)中破碎到塊度不大于100mm,篩出小于5mm的碎塊,并用水沖洗潔凈。因為熔爐中碎塊在爐膛上部熔融,從而降低了爐料的透氣性,使生產(chǎn)過程難以進(jìn)行。晶態(tài)硅具有金剛石晶格,硬而脆,熔點1410°C,沸點2355°C,密度2。石油焦有較高的導(dǎo)電系數(shù),要破碎到塊度不大于10mm,又要控制石油焦的粉末量。因其在爐膛口上直接燃燒,會造成還原劑不足。
金屬硅又稱結(jié)晶硅或工業(yè)硅,其主要用途是作為非鐵基合金的添加劑,是二十世紀(jì)六十年代中期出現(xiàn)的一個商品名稱。它的出現(xiàn)與半導(dǎo)體行業(yè)的興起有關(guān)。目前,國際用作法是把商品硅分成金屬硅和半導(dǎo)體硅。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,其余雜質(zhì)為鐵、鋁、鈣等。金屬硅價格昂貴。在上面的各個牌號中,只有FeMn64Si27(P:Ⅰ、Ⅱ等級)符合高硅硅錳合金化學(xué)成分的要求。[2] 工業(yè)上,金屬硅通常是在電爐中由碳還原二氧化硅而制得。 化學(xué)反應(yīng)方程式: SiO2 2C → Si 2CO 這樣制得的金屬硅純度為97~98%。再將它融化后重結(jié)晶,用酸除去雜質(zhì),得到純度為99.7~99.8%的金屬硅。
金屬硅成分主要是硅,因此和硅具有相類似的性質(zhì)。硅有無定形硅和晶形硅兩種同素異形體。無定形硅是灰黑色粉末,實際上也是一種微晶體。硅鉬棒電熱元件高度使用溫度可達(dá)1700℃,具有電阻不易老化和良好的性能,可配制幾百種硅樹脂潤滑劑和防水化合物等。晶形硅具有金剛石的晶體結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體性質(zhì) , 熔點 1410℃ , 沸點 2355℃ ,密度2.32。
金屬硅出來是高溫的,冷水地膜或者其他手段迅速降溫,溫度的變化會讓金屬硅變脆。
當(dāng)然主要的是金屬硅的莫氏硬度的只有7 是比較脆的,人工用錘子破碎就行了。