Какво означава Silicon Metal 98 на практика
Силициевият метал в диапазона от 98% е металургичният клас, който обикновено се описва с обозначението Si-553, в което желязото, алуминият и калцият са ограничени съответно до 0,5%, 0,5% и 0,3%, като силицият е минимум 98,5%. В търговията материалът често се нарича просто силиций 98 или клас 98,5. Това е най-големият произведен клас и основна суровина за органосилициевата индустрия, където силицийът първо се превръща в реактивен междинен продукт и след това се изгражда в силиконови течности, смоли и еластомери.
Защо силиконовото масло е подходящо за модерни смазочни материали
Силиконовото масло е полисилоксанова течност, чийто вискозитет е много по-малко чувствителен към температура от този на минералното масло. Това единствено свойство обяснява по-голямата част от употребата му: лубрикант, който поддържа дебелината на филма си в широк работен диапазон, поддържа лагерите и уплътненията да работят без промяна на степента между студен старт и-работа в стабилно състояние. Същата течност се използва като носител на полиращ агент, като течна пружинна среда и като диелектрична течност в електрическото оборудване.
Материалът може също така да се преработи в безцветна, прозрачна течност и да се напръска върху строителни повърхности като хидроизолационна обработка, където ниската повърхностна енергия на гръбнака на силоксана кара водата да изтича и да се оттича, вместо да попива в основата. При всички тези задължения се очаква течността да устои на окисляване и да остане химически инертна спрямо повърхностите, които докосва.
От промишлен силиций до електронен клас
Индустриалният силиций се надгражда чрез последователност от физични и химични стъпки, които обикновено включват раздробяване, ецване, претопяване, рафиниране и кристализация. След това пречистеният продукт се отвежда допълнително до поликристален силиций, чиято кристална подредба е нарушена, и се изтегля в посока на един-кристал, за да се получи монокристален силиций. Всеки етап премахва определена група примеси: ецването атакува металните включвания на повърхността, претопяването и рафинирането на отделни примеси чрез плътност и налягане на парите, а насоченото втвърдяване ги отхвърля в последната фракция за замръзване.
Силициевите компоненти понасят работни температури до около 200 градуса C поради високата точка на топене и стабилната химия на елемента, а суровината е в изобилие, което поддържа производствените разходи относително ниски. Тези два фактора обясняват защо силицият е изместил други материали в токоизправителите и тиристорните токоизправители и защо сега монокристалният силиций е стандартният субстрат за големи интегрални схеми, дискретни електронни компоненти и слънчеви клетки. Търсенето на промишлен силиций от оптоелектронния сектор увеличава потреблението с отчетена скорост от 20% до 30% годишно, което е достатъчно бързо, за да се конкурира с традиционните металургични магазини за същия капацитет на пещта.
Стандартни степени и граници на примеси
Кодовете за степен са изградени от максималното съдържание на желязо, алуминий и калций, изразено в десети от процента, а семействата по-долу следват GB/T 2881-2014, националния стандарт за силициев метал.
| Степен | Si (мин, %) | Fe (max, %) | Al (макс., %) | Ca (макс., %) |
|---|---|---|---|---|
| Si-1101 | 99.7 | 0.1 | 0.1 | 0.01 |
| Si-2202 | 99.5 | 0.2 | 0.2 | 0.02 |
| Si-3303 | 99.3 | 0.3 | 0.3 | 0.03 |
| Si-411 | 99.3 | 0.4 | 0.1 | 0.1 |
| Si-421 | 99.2 | 0.4 | 0.2 | 0.1 |
| Si-441 | 99.0 | 0.4 | 0.4 | 0.1 |
| Si-553 | 98.5 | 0.5 | 0.5 | 0.3 |
Изборът на степен за органосилициевата химия се ръководи от каталитичната система, а не само от чистотата на силиция. И желязото, и алуминият пречат на директната реакция между силиций и органичен халогенид, така че производителите на силиконови междинни продукти обикновено определят клас с ниско-желязо, ниско{2}}алуминий, дори когато по-евтин материал от 98,5% би преминал проста химическа проверка. Фракцията със стандартен размер за захранване в пещта е 10-100 mm с 90% минимум в диапазона и загубите от раздробяване под тази лента трябва да бъдат отчетени при изчисляването на добива.
Бележки за закупуване на Silicon Metal 98
Три точки решават дали 98 силициев товар работи според очакванията. Първо, действителното ниво на калций, тъй като калцият силно влияе върху поведението на шлаката и количеството материал, загубен като фини частици. Второ, анализът на екрана при пристигане, тъй като партида, продавана като 10-100 mm, все още може да бъде трудна за таксуване, ако съдържа голяма част от по-малък размер. Трето, влага, която не трябва да се съхранява, тъй като влажният силициев метал се окислява на повърхността и въвежда кислород в стопилката. Класовете извън стандартната таблица и фракциите с нестандартен размер обикновено се произвеждат по поръчка, вместо да се държат на склад.
Често задавани въпроси
Q:Какво означава терминът силициев метал 98?
О: Силиций от металургичен-клас в диапазона от 98%, обикновено се доставя като Si-553 с минимум 98,5% силиций и желязо, алуминий и калций, ограничени до 0,5%, 0,5% и 0,3%.
Q:Защо силиконовото масло се използва в съвременните смазочни материали?
О: Неговият вискозитет се променя малко с температурата, така че дебелината на филма се поддържа в широк работен диапазон, без да се променя до различен вискозитетен клас.
Q:Какви други функции изпълнява силиконовото масло?
О: Използва се като носител на полиращ агент, течна пружинна среда и диелектрична течност и може да се пръска върху строителни повърхности като прозрачна хидроизолационна обработка.
Q:Как се пречиства промишленият силиций в електронен материал?
О: Чрез раздробяване, ецване, претопяване, рафиниране и кристализация, последвано от превръщане в поликристален силиций и насочено издърпване в монокристален силиций.
Q:Защо силиконовите устройства понасят до около 200 градуса C?
О: Силицият има висока точка на топене и добра химическа стабилност и е в изобилие, което също поддържа относително ниски производствените разходи.
Q:Коя степен трябва да се избере за силиконови междинни продукти?
О: Ниско{0}}желязо, ниско-алуминий, тъй като желязото и алуминият пречат на директната реакция между силиция и органичния халид.