แนวคิดพื้นฐานของโลหะซิลิคอน

1. คำนิยาม

ซิลิกอนโลหะ(หรือเรียกอีกอย่างว่าซิลิคอนอุตสาหกรรมหรือผลึกซิลิคอน) - คือซิลิคอนรูปแบบที่มีความบริสุทธิ์สูงซึ่งผลิตโดยรีดักชันคาร์บอเทอร์มิกของซิลิกา (SiO₂) ในเตาอาร์คไฟฟ้า มักจะมีซิลิกอน 98% -99.5%ที่มีสารเจือปน เช่น เหล็ก (Fe) อลูมิเนียม (Al) และแคลเซียม (Ca)

2. คุณสมบัติหลัก

สัญลักษณ์ทางเคมี: ศรี

รูปร่าง: สีน้ำเงิน-สีเทา ของแข็งที่เป็นผลึกเปราะ

ระดับความบริสุทธิ์-

เกรดโลหะวิทยาของซิลิคอน (MG-Si): 97%-99% Si (ใช้ในโลหะผสม, สารเคมี)

ซิลิกอนเกรดเคมี): >99% Si (สำหรับการผลิตซิลิโคน)

ซิลิคอนเกรดอิเล็กทรอนิกส์ (EG-Si): 99.9999%+ (สำหรับการผลิตเซมิคอนดักเตอร์)

ความหนาแน่น: 2.33 ก./ซม.3

จุดหลอมเหลว: 1414 องศา (2577 องศา F)

จุดเดือด: 3265 องศา (5909 องศา F)

3. วิธีการผลิต

กระบวนการหลัก-การลดคาร์บอเทอร์มิกในเตาอาร์คที่จมอยู่ใต้น้ำ

วัตถุดิบ: ควอตซ์ (SiO₂) + คาร์บอน (ปิโตรเลียมโค้ก/ถ่านหิน/ถ่านหิน)

ปฏิกิริยา-
SiO2​+2C1800–2000 องศา ​Si+2CO↑

ใช้พลังงานมาก: ที่จำเป็น12 000-14 000 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อตันซิลิคอน

4. การใช้งานหลัก

โลหะวิทยา-

อลูมิเนียมอัลลอยด์(เพิ่มความแข็งแรงและทนความร้อน)

เหล็กซิลิคอน(สำหรับแกนหม้อแปลง)

อุตสาหกรรมเคมีภัณฑ์-

ซิลิโคน(สารเคลือบหลุมร่องฟัน สารหล่อลื่น เรซิน)

โพลีซิลิคอน(สำหรับเซลล์แสงอาทิตย์และเซมิคอนดักเตอร์)

อิเล็กทรอนิกส์-

ซิลิคอนที่มีความบริสุทธิ์สูงเป็นพิเศษสำหรับเซมิคอนดักเตอร์ ไมโครวงจร และโฟโตเซลล์-

5. ตลาดและอุตสาหกรรม

ผู้ผลิตชั้นนำ: จีน (~70% ของการผลิตทั่วโลก), นอร์เวย์, บราซิล, สหรัฐอเมริกา

ปัจจัยด้านราคา: ค่าไฟฟ้า นโยบายสิ่งแวดล้อม ความต้องการพลังงานแสงอาทิตย์

6. การจัดเก็บและการรักษาความปลอดภัย

ไวต่อความชื้น: ต้องเก็บไว้ภายใต้สภาวะที่แห้งเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน

ไวไฟ: ผงซิลิกอนละเอียดอาจระเบิดได้หากถูกประกายไฟ