Jaké jsou různé třídy křemíkových kovů

Silikonový kovje polovodičový kov s šedavým leskem, známý také jako krystalický křemík nebo průmyslový křemík, který se používá hlavně jako přísada do slitin ne-železných kovů. Jeho výroba se provádí redukční reakcí mezi křemenným pískem a koksem v elektrické peci (chemický vzorec: SiO₂ + 2C → Si + 2CO), s konvenční čistotou asi 98 % a vysokou čistotou více než 99,99 %.

Silikonový kovtřídy jsou založeny hlavně na obsahu železa, hliníku, vápníku a dalších nečistot a mezi běžné třídy patří 553, 441, 411, 3303, 2202 a 1101. Pochopení rozdílů mezi těmito třídami je klíčem k výběru průmyslového materiálu.

Klasifikační jádro: Čistota a obsah nečistot

Silikonový kovtřídy jsou klasifikovány na základě obsahu křemíku a horní hranice nečistot (železo, hliník a vápník). Ve výrobním procesu se počáteční 97-98% čistota křemíkového kovu vyrábí redukcí v elektrické peci a po rekrystalizaci taveniny a úpravě kyselinou může být čistota zvýšena na 99,7-99,8%.

Silikonový kov je často pojmenován kombinací čísel (např. 553, 441), z nichž každé odpovídá decilovému procentu obsahu nečistot.

Nízkokvalitní křemíkový kov (97–98 % obsah křemíku)

Silikonový kov 97 třídy (průmyslová kvalita)

Obsah křemíku Větší nebo rovný 97 %, s vysokým obsahem nečistot. Vzhledem ke své nízké ceně se používá hlavně při dezoxidaci oceli, výrobě litiny s nižším{2}}cílem nebo jako surovina pro karbid křemíku. Při tavení hliníkových ingotů zlepšuje křemík třídy 97 tok slitiny a výkon odlévání.

Silikonový kov průmyslové / metalurgické kvality (98–99,5 % obsah křemíku)

Silikonový kov třídy 553

Obsah křemíku 98,5 % nebo více, železo, hliník 0,5 % nebo méně, vápník 0,3 % nebo méně. Široce se používá při výrobě hliníkových-slitin křemíku, které mohou zlepšit odolnost slitiny vůči korozi a odlévání, a běžně se také používá při úpravě litiny a dezoxidaci při výrobě oceli.

Silikonový kov třídy 441

Obsah křemíku 99,0 % nebo více, železo, hliník 0,4 % nebo méně, vápník 0,1 % nebo méně. Je vhodný pro výrobu-kvalitních hliníkových slitin a silikonových chemikálií (jako je silikonový olej a silikonová pryskyřice) a je důležitou surovinou v chemickém průmyslu.

Silikonový kov 411 třídy

Obsah křemíku Větší nebo roven 99,4 %, železa Menší nebo roven 0,4 %, hliníku, vápníku Menší nebo roven 0,1 %. Vzhledem k nízkému obsahu hliníku a vápníku se běžně používá při přesném odlévání hliníkových slitin a přípravě polovodičových mezimateriálů, aby byly splněny vyšší požadavky na čistotu průmyslových scénářů.

Prémiová průmyslová třídaSilikonový kov(obsah křemíku 99,3–99,5 %)

Silikonový kov třídy 3303

Obsah křemíku 99,37 % nebo více, železo, hliník 0,3 % nebo méně, vápník 0,03 % nebo méně. Patří do vyšší třídy křemíkového kovu a je vhodný pro tavení speciální oceli,-výkonné hliníkové slitiny (např. letecké díly) a výrobu silikonového kaučuku a lze jej použít k další přípravě křemíkových produktů s vyššími požadavky prostřednictvím procesu čištění.

Silikonový kov třídy 2202

Obsah křemíku 99,5 % nebo více, železo, hliník 0,2 % nebo méně, vápník 0,02 % nebo méně. Používá se hlavně v materiálech pro letectví a kosmonautiku, vysoce-silikonové produkty, které splňují potřeby průmyslových odvětví, která jsou extrémně citlivá na nečistoty.

Ultra-křemíkový kov s vysokou čistotou (99,999 % nebo více)

Solární křemík (SoG-Si)

Čistota až 5N (99,999 %), celkové nečistoty < 100 ppm, je základní surovinou pro destičky fotovoltaických článků a cena je nižší než u polovodičového -křemíku.

Electronic Grade Silicon (EG-Si)

Čistota 6N-7N (99,9999%-99,99999%), nečistoty < 10ppm, používaný při výrobě polovodičových waferů, integrovaných obvodů a dalších mikroelektronických součástek, je základním materiálem pro čipový průmysl.

Hutnictví

Hliníkové-slitiny křemíku: Křemík třídy 553 a 441 se používá v automobilových a leteckých součástech ke snížení hustoty slitiny a zlepšení odolnosti proti opotřebení;

Plechy z křemíkové oceli: Přidání křemíku (např. třídy 3303) do oceli zvyšuje magnetickou permeabilitu a snižuje energetické ztráty v transformátorech a motorech.

Elektronika a polovodiče

Elektronický-křemík (EG-Si) je základním materiálem pro výrobu čipů, který podporuje špičkové-pole, jako jsou počítače a komunikační zařízení;

Solární-křemík (SoG-Si) podporuje rozvoj fotovoltaického průmyslu a napomáhá přechodu na čistou energii.

Chemie a materiály

Křemík třídy 3303, 2202 se používá k syntéze silikonu (silikonový olej, silikonový kaučuk) a produkty jsou široce používány ve vysokoteplotních-těsněních, vodotěsných nátěrech atd.;

Příprava tepelně-materiálů odolných vůči teplu (např. Si₃N₄), používaných v průmyslových součástech odolných proti opotřebení-, korozi-.

Požadavky na aplikaci

Výroba polovodičů vyžaduje elektronický-křemík (EG-Si), zatímco výroba oceli vyžaduje pouze metalurgický-křemík (např. jakost 97);

Odlévání hliníku, kde je třeba kontrolovat obsah železa, aby se zabránilo zkřehnutí slitiny, vyžaduje stupeň 441 nebo vyšší.

Cena a výkon

Cena vysoce čistého křemíku (např. . 2202) je mnohem vyšší než cena průmyslového křemíku (např. . 553), takže je nutné vybírat podle skutečných požadavků na výkon a vyhnout se nadměrné honbě za čistotou za účelem zvýšení nákladů.

Kompatibilita procesu

Různé procesy tavení mají různou citlivost na nečistoty v křemíku, například přesné lití vyžaduje přísnou kontrolu obsahu vápníku a jakost 3303 je preferována před jakostí 553.

Klasifikace křemíkového kovu je typickým výrazem „výběru materiálu podle poptávky“ v průmyslové oblasti. S rozvojem polovodičů, nové energetiky a dalších průmyslových odvětví bude poptávka po vysoce-křemíkovém kovu nadále růst a přiměřený výběr jakostí, optimalizace nákladů a výkonu je stále klíčem ke zvýšení konkurenceschopnosti různých průmyslových odvětví.