Silicio metallico
Il tuo fornitore professionale di metallo siliconico in Cina!
Anyang Mingrui Silicon Industry Co., Ltd è stata fondata nel 2010, con sede nella città di Anyang, e si è sviluppata come produttore leader di leghe di ferro in Cina. I prodotti principali sono: silicio metallico, polvere di silicio, scorie di silicio, mattonelle di silicio, ferrosilicio, inoculante FeSi, mattonelle FeSi, silicio di calcio, filo animato, lega FeSiAl, lega Si-Al-Ba-Ca, ecc. Abbiamo più di 10 anni di esperienza su materiali ferroleghe e silicio in Cina. I nostri prodotti vengono esportati principalmente in Corea, Giappone, India, Vietnam, Australia, ecc.
Attrezzature di produzione avanzate
L'azienda è dotata di una serie completa di impianti di produzione e lavorazione: apparecchiature di produzione come presse isostatiche a freddo, presse isostatiche a caldo, forno fusorio a induzione sotto vuoto, forno di sinterizzazione sotto vuoto, forno di distillazione sotto vuoto, forno di pressatura a caldo sotto vuoto, forno di sinterizzazione ad alta temperatura e altri forni per i tipi di produzione di metalli. Macchine per lo stampaggio a freddo, attrezzature per grezzi sottovuoto, torni, smerigliatrici, macchine per taglio a filo e altre attrezzature per la formatura e la lavorazione dei materiali.
Controllo di qualità
Gestiamo un rigoroso sistema di controllo della qualità e applichiamo diversi strumenti e metodi durante il processo di produzione, inclusi dispositivi di ispezione degli elementi chimici, apparecchiature per prove meccaniche, strumenti manuali di rilevamento a ultrasuoni/macchine per prove di idropressione/attrezzature per boroscopi/macchine per prove a correnti parassite/macchine per prove di durezza /dimensione misura e altri, che possono garantire che ogni passaggio sia stato eseguito perfettamente. Forniamo prodotti conformi alle specifiche ASTM, ASME, MIL, AMS, DMS, AWS e JIS.
Prezzi più competitivi
Abbiamo stabilito una perfetta gestione della catena di fornitura e sistemi di produzione snella per ridurre i costi. Siamo sempre alla ricerca di una produzione di massa e di una gestione scientifica ad alta efficienza. Pertanto, siamo in grado di garantirti la massima qualità del prodotto ai prezzi più bassi.
Soluzioni complete
Supportati dalla nostra ricca esperienza nel campo dei materiali ad elevata purezza, siamo in grado di aiutare i clienti a selezionare i materiali, progettare prodotti e fornire loro supporto tecnico. Disponiamo di un laboratorio indipendente per lo sviluppo e il test di nuovi materiali e per fornire ai clienti consulenza tecnica.
Introduzione del silicio metallico
Il silicio metallico è un metallo semiconduttivo grigio e brillante utilizzato per produrre acciaio, celle solari e microchip. Il silicio è il secondo elemento più abbondante nella crosta terrestre (dietro solo all'ossigeno) e l'ottavo elemento più comune nell'universo. Quasi il 30% del peso della crosta terrestre è da attribuire al silicio.
L'elemento con numero atomico 14 si trova naturalmente nei minerali silicati, tra cui silice, feldspato e mica, che sono i componenti principali delle rocce comuni come quarzo e arenaria. Un semimetallo (o metalloide), il silicio possiede alcune proprietà sia dei metalli che dei non metalli.
Come l'acqua, ma a differenza della maggior parte dei metalli, il silicio si contrae allo stato liquido e si espande mentre solidifica. Ha punti di fusione e di ebollizione relativamente alti e quando cristallizzato forma una struttura cristallina cubica di diamante. Fondamentale per il ruolo del silicio come semiconduttore e per il suo utilizzo in elettronica è la struttura atomica dell'elemento, che comprende quattro elettroni di valenza che consentono al silicio di legarsi facilmente con altri elementi.
Caratteristiche del metallo silicio
Resistenza alle alte temperature
La polvere di silicio metallico ha una forte resistenza alle alte temperature, quindi aggiungere più volte una quantità adeguata di polvere di silicio metallico nella produzione di materiali refrattari e nella metallurgia delle polveri può migliorare notevolmente la resistenza alle alte temperature.
Resistenza all'usura
Di solito aggiungiamo polvere di silicio metallico nella produzione di alcuni pezzi fusi resistenti all'usura per migliorare le prestazioni di resistenza all'usura dei pezzi fusi.
Deossigenazione
La polvere di silicio metallico, come suggerisce il nome, contiene una certa quantità di silicio, che può avere affinità con l'ossigeno per formare biossido di silicio, che riduce la reattività di fusione durante la disossidazione e garantisce la sicurezza della disossidazione.
Tipi di silicio metallico
Grado metallurgico
Avendo livelli molto bassi di impurità, il silicio metallico di grado metallurgico viene utilizzato nella produzione di leghe di alluminio, principalmente per l'industria automobilistica. L'elevata purezza del nostro prodotto consente una rapida solubilità e un'elevata resa nel processo di lega.
Grado chimico
Il silicio metallico di grado chimico è la materia prima di base nella produzione di siliconi speciali chiamati anche oli leggeri. I prodotti petroliferi leggeri trovano applicazione nei settori della medicina, della cosmetica, dell'elettronica, del tessile, dell'automotive e dell'edilizia.
Silicio micronizzato
Utilizzato nell'industria dei semiconduttori, il silicio micronizzato è la materia prima principale nella produzione dei triclorosilani, che vengono trasformati in diodi e processori ad alte prestazioni (microchip per computer). Il polisilicio è la materia prima utilizzata per realizzare celle solari per un mercato in crescita esponenziale in tutto il mondo come alternativa a una nuova matrice energetica.
Applicazioni del metallo silicio
Applicazioni tecniche
Leghe di alluminio: il silicio viene sciolto nell'alluminio fuso per migliorare la viscosità dell'alluminio liquido e per migliorare le proprietà meccaniche delle leghe di alluminio.
Celle solari: per la produzione di pannelli solari viene utilizzato silicio di altissima purezza. Le celle solari al silicio sono le celle più comuni utilizzate nei pannelli solari disponibili in commercio.
Elettronica: il silicio ad altissima purezza è ampiamente utilizzato in dispositivi elettronici come semiconduttori in silicio, transistor, circuiti stampati e circuiti integrati. Il silicio metallico per semiconduttori utilizzato nella produzione di chip per computer è fondamentale per la tecnologia moderna (Commissione europea, 2014; Euroalliages, 2016).
Batterie: attualmente, per gli anodi di grafite delle batterie agli ioni di litio viene utilizzata solo meno di 1 kt di silicio metallico. Si prevede che tale importo e la sua quota sulla domanda complessiva di silicio metallico aumenteranno in modo significativo entro il prossimo decennio (BRGM, 2021).
Altre applicazioni del silicio metallico includono esplosivi, refrattari e ceramica.
Applicazioni chimiche
Il silicio metallico viene utilizzato per produrre siliconi, silice sintetica e silani. I prodotti siliconici come tensioattivi, lubrificanti, sigillanti e adesivi sono utilizzati in vari settori tra cui l'edilizia (ad esempio nelle gomme isolanti), i processi industriali (ad esempio come agente antischiuma nell'industria del petrolio e del gas) e nella cura personale (ad esempio i cosmetici) e trasporti (CES, 2016). I silani sono utilizzati nell’industria del vetro, della ceramica, della fonderia e della verniciatura (Commissione Europea, 2014; Euroalliages, 2016).
Vantaggi del silicio metallico
Il silicio metallico mostra una stabilità estremamente elevata in ambienti ad alta temperatura
La sua capacità di resistere all'ossidazione, alla corrosione e alle sollecitazioni meccaniche alle alte temperature ha portato al suo utilizzo diffuso in processi ad alta temperatura come la produzione dell'acciaio, la fusione e la preparazione delle leghe ad alta temperatura. La sua eccellente resistenza al calore rende il silicio metallico un componente importante di molte apparecchiature industriali critiche.
Il silicio metallico ha anche importanti applicazioni nella produzione elettronica
Grazie al suo elevato punto di fusione e all'eccellente conduttività elettrica, il silicio metallico viene spesso utilizzato come base per i materiali semiconduttori. I wafer di silicio che prepara possono essere utilizzati in settori quali i circuiti integrati e le celle solari, fornendo una solida base per lo sviluppo della tecnologia moderna.
Il silicio metallico presenta anche una serie di altri vantaggi
Ha una buona resistenza meccanica e stabilità chimica e può resistere a una varietà di condizioni ambientali e di processo. Allo stesso tempo, il silicio metallico ha anche un basso coefficiente di dilatazione termica, che lo rende meno suscettibile alle sollecitazioni termiche durante i cambiamenti di temperatura, migliorando così la durata e l'affidabilità del materiale.
Il silicio metallico, noto anche come silicio industriale o silicio cristallino, viene solitamente prodotto riducendo il biossido di silicio con carbonio in un forno elettrico. Il suo utilizzo principale è come additivo per leghe non ferrose e come materiale di partenza per la produzione di silicio semiconduttore e silicio organico.
Nel mio paese, il silicio metallico viene solitamente classificato in base al contenuto di tre impurità principali: ferro, alluminio e calcio. In base al contenuto percentuale di ferro, alluminio e calcio nel silicio metallico, il silicio metallico può essere suddiviso in diversi gradi come 553, 441, 411, 421, 3303, 2202, 1101 e così via. (Per quanto riguarda la fonte dei numeri di silicio metallico: il primo e il secondo codice rappresentano il contenuto percentuale di ferro e alluminio, mentre la terza e la quarta cifra rappresentano il contenuto di calcio. Ad esempio, silicio metallico 553 significa che il contenuto di ferro, alluminio e il calcio in esso contenuto è del 5%, 5% , 3%; silicio metallico 3303 significa che il contenuto di ferro, alluminio e calcio è del 3%, 3%, 0,3%);
Innanzitutto, diamo un'occhiata al processo di produzione del silicio metallico.
La produzione del silicio metallico adotta il metodo carbotermico, cioè il metodo di fusione in forni ad arco sommerso con silice e riducenti carboniosi. Il silicio così ottenuto ha una purezza compresa tra 97% e 98% e tale silicio può essere generalmente utilizzato in applicazioni metallurgiche. Se si vuole ottenere silicio di qualità superiore, è necessario raffinarlo per rimuovere le impurità e ottenere silicio metallico con una purezza compresa tra 99,7% e 99,8%.
La fusione del silicio metallico con sabbia di quarzo come materia prima comprende diverse fasi di produzione di blocchi di sabbia di quarzo, preparazione della carica e fusione in forno ad arco sommerso.
In generale, la sabbia di quarzo di alta qualità verrà utilizzata direttamente per produrre prodotti in vetro di quarzo di alta qualità e verrà persino trasformata in prodotti di livello gemma come cristalli e tormaline. La qualità è leggermente inferiore ma le riserve sono più grandi, le condizioni di estrazione sono leggermente migliori e l’elettricità circostante è più economica, adatta alla produzione di silicio metallico.
Attualmente, il processo di produzione del metodo carbotermico per la produzione di silicio metallico in Cina: la silice è generalmente utilizzata come materia prima, coke di petrolio, carbone, trucioli di legno, carbone a basso contenuto di ceneri, ecc. Il silicio metallico è ridotto, il che è un processo di fusione ad arco sommerso ad alta temperatura senza scorie.
Principio della reazione chimica:
Si ritiene generalmente che la fusione del silicio metallico sia una reazione del genere:
SiO2 + C ->Si+CO2?
Ma in realtà ci sono molte reazioni e reazioni collaterali coinvolte:
SiO2 + 3 C ->SiC + 2 CO
2SiO2 + SiC ->3SiO+CO
SiO2 + 2 SiC ->3 Si + 2 CO
2SiO + O2 ->2SiO2
Pertanto, sebbene il silicio metallico venga estratto dalla silice, non tutta la silice è adatta per produrre silicio metallico. La sabbia ordinaria che vediamo nella nostra vita quotidiana non è la vera materia prima del silicio metallico, ma la sabbia di quarzo sopra menzionata utilizzata nella produzione industriale, e ha subito reazioni in più fasi per completare la trasformazione dalla sabbia al silicio metallico.
Quali sono le proprietà tipiche dei metalli e dei non metalli?
Proprietà tipiche dei metalli
● Lucentezza metallica: la maggior parte dei metalli ha un caratteristico aspetto lucido, soprattutto quando sono fratturati o lucidati.
● Malleabilità: la maggior parte dei metalli ha la capacità di essere battuta in fogli molto sottili. Ad esempio, l'alluminio può essere ridotto a un foglio molto sottile. L'oro è il metallo più malleabile e può essere ridotto in fogli il cui spessore è dell'ordine dei nanometri.
● Duttilità: quasi tutti i metalli possono essere trasformati in fili. Ad esempio, il rame è ampiamente utilizzato nei cavi elettrici perché è un buon conduttore di elettricità ed è anche altamente duttile.
● Conduttività elettrica: i metalli sono generalmente ottimi conduttori di elettricità. Questo perché solitamente sono tenuti insieme da legami metallici, che contengono un mare di elettroni delocalizzati. Poiché l’elettricità non è altro che il movimento degli elettroni, la nuvola di elettroni delocalizzati che costituisce i legami metallici attribuisce ai metalli una grande conduttività elettrica.
● Conduttività termica: quasi tutti i metalli hanno una conduttività termica molto elevata. Inoltre, la maggior parte dei metalli ha anche punti di fusione molto elevati. Ciò consente ai metalli di trasferire grandi quantità di calore senza sciogliersi.
Proprietà tipiche dei non metalli
● Basso punto di fusione: la maggior parte dei non metalli ha tipicamente punti di fusione molto bassi, soprattutto se paragonati a quelli dei metalli.
● Basso punto di ebollizione: la maggior parte dei non metalli solitamente ha punti di ebollizione molto bassi, soprattutto se paragonati ai punti di ebollizione dei metalli.
● Densità: la maggior parte dei non metalli ha tipicamente densità molto basse, soprattutto se paragonate alle densità dei metalli.
● Scarsa conduttività elettrica: quasi tutti i non metalli sono pessimi conduttori di elettricità. La maggior parte di essi, infatti, può essere classificata come isolante di corrente elettrica.
● Scarsa conduttività termica: la maggior parte dei non metalli sono pessimi conduttori di calore e hanno valori di conduttività termica molto bassi. Inoltre, è noto che molti non metalli si fondono molto facilmente se riscaldati.
● Elevata energia di ionizzazione: solitamente è necessario fornire una grande quantità di energia a un non metallo per potergli rimuovere un elettrone.
● Elevata elettronegatività: è noto che i non metalli sono abbastanza elettronegativi. Ciò li rende propensi a formare anioni anziché cationi. Tipicamente guadagnano o condividono elettroni quando partecipano al legame chimico.
● Fragilità: allo stato solido, la maggior parte dei non metalli sono molto fragili. Ciò implica che si sbriciolano facilmente in polvere quando viene applicata loro una certa pressione esterna.
Problema comune del silicio metallico