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金屬硅被稱為半金屬或準(zhǔn)金屬,具有金屬的幾種特性。純凈的硅是灰色的金屬光澤的非金屬元素。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(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。目前,中國(guó)生產(chǎn)金屬硅的碳熱法的生產(chǎn)工藝路線:普遍采用的是以硅石為原料,石油焦、木炭、木片、低灰煤等為還原劑,在礦熱電爐中高溫熔煉,從硅石中還原出金屬硅,其為無(wú)渣埋弧高溫熔煉過(guò)程。鋁硅合金密度小,熱膨脹系數(shù)低,鑄造性能和抗磨性能好,用其鑄造的合金鑄件具有很高的抗擊沖擊能力和很好的高壓致密性,可大大提高使用壽命,常用其生產(chǎn)航天飛行器和汽車零部件。
用于無(wú)線電器材、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化元件上的檢波器和高頻振蕩轉(zhuǎn)換器;作為檢波裝置,用硅材料做的齊納二極管、變?nèi)荻O管、隧道二極管,可以作為穩(wěn)壓器開關(guān)器件、負(fù)阻振蕩器、放大器等等特殊的用途。固體放大器的無(wú)線電波發(fā)生器還廣泛應(yīng)用在熱敏電阻、光敏電阻、溫差電偶、冷卻器、半導(dǎo)體鐵磁件、鐵電體和壓電體、由鐵氣體做成的無(wú)線電零件、磁致伸縮超聲波發(fā)生器及水中探測(cè)器、鐵電壓電器件、計(jì)算機(jī)中的記憶元件、穩(wěn)壓器與穩(wěn)流器、傳遞線的防護(hù)、電視器件中的靈敏元件、紅外技術(shù)上的儀器、遙控和自動(dòng)化生產(chǎn)儀器中的轉(zhuǎn)換器、真空技術(shù)中的氧化陰極、用于電訊裝置中及小能量的供電電源的溫差電發(fā)生器、致冷器和微恒溫器、溫差電轉(zhuǎn)換器、化學(xué)反應(yīng)的觸媒劑、發(fā)光材料等等重要應(yīng)用。
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,是二十世紀(jì)六十年代中期出現(xiàn)的一個(gè)商品名稱。它的出現(xiàn)與半導(dǎo)體行業(yè)的興起有關(guān)。
目前,國(guó)際用作法是把商品硅分成金屬硅和半導(dǎo)體硅。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,其余雜質(zhì)為鐵、鋁、鈣等。
金屬硅價(jià)格昂貴。工業(yè)上,金屬硅通常是在電爐中由碳還原二氧化硅而制得。再將它融化后重結(jié)晶,用酸除去雜質(zhì),得到純度為99.7-99.8%的金屬硅。
硅在地殼中分布很廣,約占地殼總量的四分之一。硅的用途很廣泛,日常生活中離不開它,現(xiàn)代高科技領(lǐng)域也離不開它,將來(lái)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,硅的適用價(jià)值就更加顯得神通廣大,如將粗硅提煉出高純度的單晶硅是等量黃金價(jià)格的數(shù)倍,硅的適用性與經(jīng)濟(jì)性是可想而知的。在不銹鋼和耐蝕鋼中,與鉬、鎢、鉻、鋁、鈦、氮等配合,提高耐蝕性和抗高溫氧化性能。
硅錳合金是由錳、硅、鐵及少量碳和其它元素組成的合金,是一種用途較廣、產(chǎn)量較大的鐵合金。錳硅合金是煉鋼常用的復(fù)合脫氧劑,又是生產(chǎn)中低碳錳鐵和電硅熱法生產(chǎn)金屬錳的還原劑。