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氧化硅礦物冶煉金屬硅的過程是無渣過程,化學(xué)硅冶煉對硅石的選用較嚴(yán)格,不僅雜質(zhì)含量要少,還要求有高的機(jī)械強(qiáng)度、足夠的熱穩(wěn)定性,適宜的粒度組成。化學(xué)用硅熔煉盡量采用硅石。
天然形態(tài)的氧化硅或者是以獨立的石英礦物存在,或者是以幾乎全是由氧化硅積成的巖石—硅石,或硅石形態(tài)的砂巖存在。生產(chǎn)化學(xué)用硅的含有氧化硅礦物中的雜質(zhì)和粘著物,在熔煉過程中有的完全被還原,有的部分被還原,有的以化合物形態(tài)進(jìn)入產(chǎn)品硅中或生成熔渣。
金屬硅又稱結(jié)晶硅或工業(yè)硅,其主要用途是作為非鐵基合金的添加劑。金屬硅是由石英和焦炭在電熱爐內(nèi)冶煉成的產(chǎn)品,主成分硅元素的含量在98%左右(近年來,含Si量99.99%的也包含在金屬硅內(nèi)),其余雜質(zhì)為鐵、鋁、鈣等。現(xiàn)從四大特性來分析金屬硅行業(yè)特點。
高純的單晶硅是重要的半導(dǎo)體材料。金屬硅行業(yè)特點分析,在單晶硅中摻入微量的第IIIA族元素,形成p型硅半導(dǎo)體;摻入微量的第VA族元素,形成n型和p型半導(dǎo)體結(jié)合在一起,就可做成太陽能電池,將輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋T陂_發(fā)能源方面是一種很有前途的材料。
金屬陶瓷、宇宙航行的重要材料。金屬硅行業(yè)特點分析,將陶瓷和金屬混合燒結(jié),制成金屬陶瓷復(fù)合材料,它耐高溫,富韌性,可以切割,既繼承了金屬和陶瓷的各自的優(yōu)點,又彌補(bǔ)了兩者的先天缺陷。
金屬硅可應(yīng)用于軍事的制造航天飛機(jī)“哥倫比亞號”能抵擋住高速穿行稠密大氣時磨擦產(chǎn)生的高溫,全靠它那三萬一千塊硅瓦拼砌成的外殼。