Hver eru mismunandi einkunnir kísilmálma

Kísil málmurer hálfleiðandi málmur með gráleitan ljóma, einnig þekktur sem kristallaður sílikon eða iðnaðarkísill, sem er aðallega notaður sem aukefni í málmblöndur sem ekki eru-járn. Framleiðsla þess fer fram með afoxunarhvarfi milli kvarssands og kóks í rafmagnsofni (efnaformúla: SiO₂ + 2C → Si + 2CO), með hefðbundnum hreinleika um 98% og háum hreinleika sem er meira en 99,99%.

Kísil málmureinkunnir eru aðallega byggðar á innihaldi járns, áls, kalsíums og annarra óhreininda, og algengar einkunnir eru 553, 441, 411, 3303, 2202 og 1101. Skilningur á muninum á þessum flokkum er lykillinn að iðnaðarefnisvali.

Flokkunarkjarni: Hreinleiki og óhreinindi

Kísil málmureinkunnir eru flokkaðar út frá kísilinnihaldi og efri mörkum óhreininda (járns, áls og kalsíums). Í framleiðsluferlinu er upphaflega 97-98% hreinleiki kísilmálms framleiddur með rafmagnsofniminnkun og eftir bræðsluendurkristöllun og sýrumeðferð er hægt að auka hreinleikann í 99,7-99,8%.

Kísilmálmur er oft nefndur með samsetningu af tölum (td 553, 441), sem hver um sig samsvarar tígulprósentu af óhreinindum.

Lág-kísilmálmur (97-98% sílikoninnihald)

97 gæða kísilmálmur (iðnaðarflokkur)

Kísilinnihald Stærra en eða jafnt og 97%, með mikið óhreinindi. Vegna lágs kostnaðar er það aðallega notað í stálafoxun, steypujárnsframleiðslu með litlum-endir eða sem hráefni fyrir kísilkarbíð. Í álbræðslu bætir 97 gæða sílikon flæði málmblendis og steypuafköst.

Iðnaðar- / málmvinnslu kísilmálmur (98-99,5% kísilinnihald)

553 gæða kísilmálmur

Kísilinnihald Stærra en eða jafnt og 98,5%, járn, ál Minna en eða jafnt og 0,5%, kalsíum minna en eða jafnt og 0,3%. Mikið notað við framleiðslu á ál-kísilblendi, sem getur bætt tæringarþol og steypuárangur málmblöndunnar, og er einnig almennt notað við breytingar á steypujárni og afoxun stálframleiðslu.

441 gæða kísilmálmur

Kísilinnihald Stærra en eða jafnt og 99,0%, járn, ál Minna en eða jafnt og 0,4%, kalsíum minna en eða jafnt og 0,1%. Það er hentugur til framleiðslu á hágæða álblöndu og kísillefni (svo sem kísillolíu og kísillresíni) og er mikilvægt hráefni í efnaiðnaðinum.

411 gæða kísilmálmur

Kísilinnihald Stærra en eða jafnt og 99,4%, járn Minna en eða jafnt og 0,4%, ál, kalsíum Minna en eða jafnt og 0,1%. Vegna lágs ál- og kalsíuminnihalds er það almennt notað í nákvæmni álsteypu og hálfleiðara milliefnisframleiðslu til að uppfylla meiri hreinleikakröfur iðnaðarsviðsmynda.

Premium iðnaðar einkunnKísil málmur(99,3-99,5% sílikoninnihald)

3303 kísilmálmur

Kísilinnihald 99,37% eða meira, járn, ál Minna en eða jafnt og 0,3%, kalsíum minna en eða jafnt og 0,03%. Það tilheyrir hærra stigi kísilmálms og er hentugur fyrir bræðslu á sérstöku stáli, hágæða álblöndu (td loftrýmishlutum) og framleiðslu á kísillgúmmíi og er hægt að nota til að undirbúa kísilvörur með meiri kröfur í gegnum hreinsunarferlið frekar.

2202 gæða kísilmálmur

Kísilinnihald Stærra en eða jafnt og 99,5%, járn, ál Minna en eða jafnt og 0,2%, kalsíum minna en eða jafnt og 0,02%. Aðallega notað í geimferðaefni, hágæða kísillvörur, til að mæta þörfum iðnaðar sem er mjög viðkvæm fyrir óhreinindum.

Ofur-kísilmálmur með miklum hreinleika (99,999% eða meira)

Solar Grade Silicon (SoG-Si)

Hreinleiki allt að 5N (99,999%), heildaróhreinindi < 100ppm., er kjarnahráefnið fyrir ljósafrumuplötur og kostnaðurinn er lægri en hálfleiðara-kísill.

Electronic Grade Silicon (EG-Si)

Hreinleiki 6N-7N (99,9999%-99,99999%), óhreinindi < 10ppm, notuð við framleiðslu á hálfleiðara oblátum, samþættum hringrásum og öðrum örrafrænum íhlutum, er grunnefnið fyrir flísiðnaðinn.

Málmvinnsla

Ál-kísilblendi: 553- og 441 gæða kísil er notað í bíla- og flugvélahluti til að draga úr þéttleika málmblöndunnar og bæta slitþol;

Kísilsálplötur: Að bæta sílikoni (td 3303-gráðu) við stál eykur segulgegndræpi og dregur úr orkutapi í spennum og mótorum.

Rafeindatækni og hálfleiðarar

Rafræn-gæða sílikon (EG-Si) er kjarnaefni fyrir flísaframleiðslu, sem styður hágæða-svið eins og tölvur og fjarskiptabúnað;

Sólar-kísill (SoG-Si) stuðlar að þróun ljósvakaiðnaðarins og hjálpar til við umskipti yfir í hreina orku.

Efni og efni

3303, 2202 kísill er notaður til að búa til kísill (kísillolía, kísillgúmmí) og vörurnar eru mikið notaðar í há-hitaþéttingum, vatnsheldri húðun osfrv.;

Undirbúningur á -hitaþolnum efnum (td Si₃N₄), sem notuð eru í slitþolnum-, tæringarþolnum- iðnaðaríhlutum.

Umsóknarkröfur

Hálfleiðaraframleiðsla krefst rafræns-kísils (EG-Si), á meðan stálframleiðsla krefst aðeins málmvinnslu-kísils (td gráðu 97);

Álsteypa, þar sem stjórna þarf járninnihaldi til að koma í veg fyrir að málmblönduna verði brothætt, þarf einkunn 441 eða hærri.

Kostnaður og árangur

Verð á háhreinleika kísils (td . 2202 flokki) er miklu hærra en á iðnaðarflokki (td . 553 flokki), svo það er nauðsynlegt að velja í samræmi við raunverulegar kröfur um frammistöðu og forðast of mikla leit að hreinleika til að auka kostnað.

Samhæfni ferli

Mismunandi bræðsluferli hafa mismunandi næmi fyrir óhreinindum í sílikoni, til dæmis krefst nákvæmni steypu strangt eftirlit með kalsíuminnihaldi og 3303 gráðu er valin en 553 gráðu.

Flokkun kísilmálms er dæmigerð tjáning á "efnisvali í samræmi við eftirspurn" á iðnaðarsviðinu. Með þróun hálfleiðara, nýrrar orku og annarra atvinnugreina mun eftirspurn eftir há-hreinan kísilmálmi halda áfram að vaxa og sanngjarnt úrval af flokkum, hámarka kostnað og afköst, er enn lykillinn að því að auka samkeppnishæfni ýmissa atvinnugreina.