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    什么是金屬硅?金屬硅的分類及應用知識

    作者:創通石英 來源: 日期:2020/12/19 16:44:00 人氣:11 標簽:金屬硅 分類 應用

    金屬硅又稱結晶硅或工業硅,其主要用途是作為非鐵基合金的添加劑。硅是非金屬元素,呈現灰色,有金屬色澤,性硬且脆。硅的含量約占地殼質量的26%;相對原子質量為28.8,密度為2.33g/cm3,熔點為1410℃,沸點為2355℃,電阻率為2140Ω·m。

    按照金屬硅中鐵、鋁、鈣的含量,可把金屬硅分為553、441、411、421、3303、3305、2202、2502、1501、1101等不同的牌號。金屬硅的附加產品包括硅微粉、邊皮硅、黑皮硅、金屬硅渣等。其中硅微粉也稱硅粉、微硅粉或硅灰,被廣泛應用于耐火材料和混凝土行業。

    工業上,金屬硅通常是在電爐中由碳還原二氧化硅而制得。 化學反應方程式: SiO2 + 2C → Si + 2CO 這樣制得的硅純度為97~98%,叫做金屬硅。再將它融化后重結晶,用酸除去雜質,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。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。晶形硅具有金剛石的晶體結構和半導體性質 , 熔點 1410℃ , 沸點 2355℃ ,莫氏硬度 7,性脆 。無定形硅化學性質活潑,在氧氣中能劇烈燃燒。它在高溫下與鹵素、氮、碳等非金屬發生反應,也能與鎂、鈣、鐵等金屬作用,生成硅化物。無定形硅幾乎不溶于包括氫氟酸在內的所有無機酸和有機酸,但能溶于硝酸與氫氟酸的混合酸。濃氫氧化鈉溶液能溶解無定形硅,放出氫氣。晶形硅比較不活潑,即使在高溫下也不與氧氣化合,它也不溶于任何一種無機酸和有機酸,但可溶于硝酸和氫氟酸的混合酸以及濃氫氧化鈉溶液。

    金屬硅是工業提純的單質硅,主要用于生產有機硅、制取高純度的半導體材料以及配制有特殊用途的合金等。在耐火材料工業中,主要用作抗氧化劑。金屬硅在工業上的主要應用如下:

    (1)生產硅橡膠、硅樹脂、硅油等有機硅

    硅橡膠彈性好,耐高溫,用于制作醫療用品、耐高溫墊圈等.硅樹脂用于生產絕緣漆、高溫涂料等.硅油是一種油狀物,其粘度受溫度的影響很小,用于生產高級潤滑劑、上光劑、流體彈簧、介電液體等,還可加工成無色透明的液體,作為高級防水劑噴涂在建筑物表面.

    (2)制造高純半導體

    現代化大型集成電路幾乎都是用高純度金屬硅制成的,而且高純度金屬硅還是生產光纖的主要原料,可以說金屬硅已成為信息時代的基礎支柱產業.

    (3)配制合金

    硅鋁合金是用量最大的硅合金.硅鋁合金是一種強復合脫氧劑,在煉鋼過程中代替純鋁可提高脫氧劑利用率,并可凈化鋼液,提高鋼材質量.硅鋁合金密度小,熱膨脹系數低,鑄造性能和抗磨性能好,用其鑄造的合金鑄件具有很高的抗擊沖擊能力和很好的高壓致密性,可大大提高使用壽命,常用其生產航天飛行器和汽車零部件.

    硅銅合金具有良好的焊接性能,且在受到沖擊時不易產生火花,具有防爆功能,可用于制作儲罐.

    鋼中加入硅制成硅鋼片,能大大改善鋼的導磁性,降低磁滯和渦流損失,可用其制造變壓器和電機的鐵芯,提高變壓器和電機的性能。

    金屬硅的主要產區:西南地區的云南、四川、貴州、廣西,華中的湖南、湖北,華東的福建地區,東北地區主要 是黑龍江的黑河、臨江地帶以及吉林和遼寧,另外還有內蒙古。


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