Кремний металлический

Кремний металлический: технические характеристики, марки и применение

Кремний металлический продукт карботермического восстановления кварцита в рудно-термических печах. Представляет собой поликристаллический материал с содержанием основного элемента от 96,0% до 99,9%. В зависимости от чистоты и состава примесей классифицируется по маркам, регламентируемым ГОСТ 2169-69 и международными стандартами ASTM A922, EN 16467.

Химический состав и маркировка

Основные контролируемые примеси в металлическом кремнии железо, алюминий и кальций. Суммарное содержание этих элементов определяет сортность продукта. Для высокочистых марок (Кр00, Кр0) доля кремния достигает 99,099,9%, для технических (Кр1, Кр2, Кр3) от 96,0% до 98,5%.

Физико-механические свойства

Металлический кремний обладает характерными для полупроводников параметрами: плотность при 20C составляет 2330 кг/м, температура плавления 1414C, температура кипения 3265C. Твёрдость по Моосу 7,0. Удельное электрическое сопротивление при комнатной температуре от 0,1 до 60 Омсм в зависимости от чистоты и легирования. Теплопроводность 149 Вт/(мК).

Технология производства

Выплавка ведётся в дуговых печах мощностью от 10 до 63 МВА при температуре от 1800 до 2000C. Восстановителем служит нефтяной кокс, древесный уголь или каменный уголь. После плавки расплав разливается в изложницы, кристаллизуется, дробится и сортируется по фракциям. Типовые гранулометрические классы: от 0,5 до 5 мм, от 5 до 25 мм, от 25 до 100 мм.

Применение в промышленности

• Алюминиевая промышленность легирующий компонент для производства силуминов (Al-Si сплавов) с содержанием кремния от 5% до 23%. Используется в литейных цехах для выпуска поршней, блоков цилиндров, корпусов насосов.
• Химическая промышленность сырьё для синтеза кремнийорганических соединений (силанов, силиконов, герметиков, масел). Процесс ведётся в реакторах при температуре от 250 до 350C в присутствии медного катализатора.
• Фотоэлектрическая энергетика основа для получения поликремния (polysilicon) методом Сименса или модифицированным способом. Чистота после очистки достигает 99,9999% (6N).
• Электронная промышленность исходный материал для выращивания монокристаллов методом Чохральского или зонной плавки. Используется в производстве солнечных элементов, диодов, транзисторов.
• Металлургия раскислитель и модификатор в сталеплавильном производстве. Вводится в ковш или печь в виде кусков фракции от 10 до 50 мм.

Условия хранения и транспортировки

Металлический кремний поставляется в полипропиленовых мешках (МКР) массой от 500 до 1500 кг, биг-бэгах или контейнерах. Хранение в закрытых складских помещениях с влажностью не более 60% при температуре от 20 до +40C. Допускается хранение под навесом при условии защиты от атмосферных осадков. Срок хранения без изменения свойств не ограничен.

Вопросы и ответы