工业硅技术问答5
挑战多晶硅工艺问答题
目录一液氯汽化工序 (2)二氯化氢合成工序 (2)三三氯氢硅合成工序 (4)四干湿法除尘工序 (5)五精馏工序 (6)六 CDI工序 (7)七还原工序 (11)八氢化工序 (14)一液氯汽化工序1、多晶硅生产工艺对外购液氯的质量指标要求有哪些?2、液氯钢瓶如何进行储存?3、液氯汽化的工作过程是怎样进行的?4、液氯钢瓶储存状态下发生事故如何处理?5、氯气缓冲罐及氯气输送管路上发生事故应如何处理?6、氯气的物料安全性是怎样的?7、在夏季气温升高时,如何保证液氯储存钢瓶的安全?8、简述液氯汽化的自动控制。
二氯化氢合成工序1、氯化氢合成对原料氢气的质量指标要求有哪些?2、氯化氢合成的反应原理是怎样的?3、氯化氢合成工序中的主要生产设备有哪些?4、氯化氢合成工序的工艺流程方框图是怎样的?5、氯化氢合成炉的结构和工作方式是什么?6、阻火器的工作原理?7、氯化氢合成工序阻火器位置及设置的理由?8、氯化氢合成炉点火方案有哪些?具体怎样实现?9、氯化氢合成工序的氯化氢生产量是通过什么方式来调节的?10、氯化氢合成炉产生的氯化氢气体是否允许含有氯气?11、采取哪些措施可以保证氯气反应完全?12、为什么要专门设置用于储存从CDI工序返回的氯化氢气体的缓冲罐?13、氯化氢合成炉产生的混合气体是否需要冷却?14、尾气吸收系统中的主要生产设备有哪些?15、氯化氢合成尾气吸收的工艺流程方框图是怎样的?16、在什么情况下启动尾气处理系统?17、氯化氢吸收塔的工作原理是什么?18、降膜吸收器的作用是什么?19、氯化氢合成炉为何要放置在水泥槽中?20、氯气管道上配置伴管的作用?21、氯气吸收塔的工作原理是什么?22、氯化氢合成工序设有哪些信号装置及连锁问题?23、氯化氢合成工序尾气吸收过程中,各取样点的作用?24、氯化氢合成工序中,设置氢气缓冲罐、氯气缓冲罐的作用?25、氢气的理化安全特性有哪些?26、氯化氢气体的理化安全特性有哪些?27、氢氧化钠溶液的理化安全特性有哪些?29、从电气角度如何检测防爆膜已破裂?若已破裂,作何处理。
工业硅技术问答
工业硅技术问答1.什么是硅和工业硅?元素硅(Si)原来称为矽,工业硅(也称金属硅或结晶硅)是指以含氧化硅的矿物和碳质还原剂等为原料经矿热炉熔炼制得的含Si97%以上的产物。
“工业硅”之称是我国于1981年GB2881-81国家标准公布时正式定名,其含意主要是指这种硅之纯度是接近于99%的工业纯度,英文称为金属硅,俄文称为结晶硅。
现在人工制得硅的纯度,实际上已达到99999999999%。
2.硅和工业硅有那些特性?①硅的主要物理性质为:密度(25℃)2.329g/cm3(纯度99.9%),熔点1413℃,沸点3145℃,平均比热(0~100℃)为729J /(kg·K),熔化热为50.66kJ/mol,纯度为99.41%的硅抗压强度极限为9.43kgf/cm2。
②硅的化学性质:硅在元素周期表中属ⅣA族,原子序数为14,原子量为28.0855,化合价表现为四价或二价(四价化合物为稳定型)。
因晶体硅的每个硅原子与另外四个硅原子形成共价键,其Si-Si键长2.35A,成为正四面体型结构,与金刚石结构相近,所以硅的硬度大,熔点、沸点高。
硅不溶于任何浓度的酸中,但能溶于硝酸与氢氟酸的混合液中,与1:l浓度的混合稀酸发生如下反应:Si+4HF+4HNO3=SiF4↑+4NO2↑+4H2O3Si+12HF+4HNO3=3SiF4↑+4NO2↑+8H2O这个特性可用于硅的化学分析中,即先将试样硅中的硅以氟化物形式挥发,而分析硅中残留的铁、铝、钙元素。
硅能与碱反应,生成硅酸盐,同时放出氢气,如:Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑这是野外制氢的好办法。
硅与卤族元素反应,生成相应化合物,如:Si+2F2=SiF4Si+2Cl2=SiCl4这是利用工业硅制取多晶硅的主要反应之一。
硅在高温下能与氧化合,生成SiO2或SiO:2Si+O2=2SiO这是工业硅生产中,发生在电弧区的副反应,可造成硅的挥发损失,降低冶炼中硅的实收率。
硅酸合成技术与光伏产业应用考核试卷
B.建筑行业
C.化工行业
D.食品行业
19.光伏组件的安装方式不包括以下哪种:( )
A.屋顶安装
B.地面安装
C.悬挂式安装
D.水下安装
20.以下哪个国家在光伏产业领域具有较高的地位:( )
A.德国
B.法国
C.英国
D.日本
(请将答案填写在答题括号内,每题1分,共20分。)
二、多选题(本题共20小题,每小题1.5分,共30分,在每小题给出的四个选项中,至少有一项是符合题目要求的)
硅酸合成技术与光伏产业应用考核试卷
考生姓名:__________答题日期:__________得分:__________判卷人:__________
一、单项选择题(本题共20小题,每小题1分,共20分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.硅元素在周期表中的位置是:( )
A.第四周期IVA族
4.逆变器的效率越高,光伏系统的整体效率也会越高。()
5.多晶硅太阳能电池的转换效率通常高于单晶硅太阳能电池。()
6.光伏组件的寿命主要取决于其材料的老化速度。()
7.光伏发电系统可以在完全没有光照的情况下工作。()
8.光伏组件的安装角度对其输出功率没有影响。()
9.光伏产业对环境的影响主要来自于电池组件的生产过程。()
A.材料组成
B.结构
C.制作工艺
D.应用场景
5.光伏组件的组成部分包括:( )
A.硅太阳能电池片
B.边框
C.背板
D.铭牌
6.以下哪些是光伏组件的主要性能指标:( )
A.开路电压
B.短路电流
C.最大功率
D.填充因子
7.以下哪些因素会影响光伏组件的输出功率:( )
工业硅技术问答5
16.工业硅冶炼的基本原理是什么?冶炼工业硅主要原料是硅石,硅石中含二氧化硅约99%。
二氧化硅很稳定.硅和氧之间的亲和力很强,不易分离。
生产上为了把氧从二氧化硅分离除去,采用在矿热炉内高温条件下,以炭质还原剂中的碳夺取二氧化硅中的氧。
而且温度越高,碳夺取氧的能力随之增强,这是因为在高温条件下,碳对氧的结合力比硅对氧的结合力大。
可见高温时有了碳,二氧化硅就不稳定了,这时二氧化硅中的氧和碳进行反应,生成气态的一氧化碳,通过料层从炉口逸出。
二氧化硅中的氧被碳夺走后,剩下的硅形成工业硅。
二氧化硅与碳作用其反应式如下:SiO2+2C=Si+2CO↑上式是吸热反应,从反应式中可知,为了加速反应的进行,应把电极往炉料中插的深些,以提高炉温,扩大坩埚区,同时应增加料面的透气性,使一氧化碳气体尽快逸出。
如采取扎透气眼、捣炉等措施,均有利于二氧化硅与碳的反应加速进行,使工业硅较快地生成。
从化学反应上说一般认为,氧化物中的氧被其他物质夺去的反应,叫还原反应。
夺取氧的物质,叫还原剂如石油焦等。
依上述工业硅冶炼原理是还原过程。
反应过程中,硅石内的二氧化硅绝大部分被碳还原之外,其他杂质和还原剂带入的灰分,如 (Fe2O3)、三氧化二铝(A1203)和氧化钙(CaO)等也被碳还原,其中三氧化二铁绝大部分被还原。
各反应式如下:Fe2O3+3C=2Fe+3CO↑Al2O3+3C=2A1+3CO↑CaO+C=Ca+CO↑各反应中生成的一氧化碳气体,从炉口逸出,其他生成物如铁、铝和钙等进入工业硅中,因此,要求原料中的杂质尽量少,以保证工业硅的质量。
在冶炼过程中有少部分的二氧化硅,三氧二化铝和氧化钙等未被还原,而形成炉渣。
炉渣成分约含SiO 230~40%;Al 2O 345~60%;CaO10~20%。
此种炉渣熔点约为1600—1700℃。
渣量大时,消耗电量增加,同时过粘的炉渣,不易从炉内排除,引起炉况恶化。
故要采用较好的原料,以减少渣量,降低单位电耗。
工业硅技术问答3
9. 工业硅炉的是怎么分类的?
工业硅炉一般根据矿热炉的设备特点分以下几种类型:
⑴按电极相数分为单相单电极、三相三电极和三相六电极电炉;
⑵按烟罩或炉盖设置形式可分为高烟罩及矮烟罩敞口式电炉、矮烟罩半封闭式电炉和全封闭式电炉;
⑶按炉体可分为固定式和旋转式电炉。
我国大多数采用矮烟罩半封闭式固定式电炉,少数采用全封闭式旋转电炉。
工业硅炉大小是根据矿热炉变压器容量大小而定的,可分为小型电炉(≤2000kVA)、中型电炉(2000~9000 kVA)和大型电炉(>9000 kVA)。
目前我国大多数容量为6300~12500 kVA,也有少数的16500~25500 kVA,最大容量为39000 kVA,而南非已于70年代建成48000 kVA容量的工业硅炉。
10.工业硅的生产工艺流程是什么?
硅石木炭石油焦煤或木块
原破碎筛分(3mm)破碎磁选破碎磁选
料水洗弃掉
准筛分(8mm)
备弃掉
(20~150mm) (3~100mm) (0~30mm) 合格料(煤~20mm) 合格料合格料合格料木块(50~150mm)
配称量称量称量称量
料
配料
熔水
电电炉熔炼
炼电极
出
炉氧气液体硅
精取样分析定级
炼铸锭清整抬包渣
产固体硅破碎
品挑渣
破筛分
碎合格粒度硅块(6~100mm)
包称量包装
装入库。
工业硅技术问答
工业硅技术问答1.什么是硅和工业硅?元素硅(Si)原来称为矽,工业硅(也称金属硅或结晶硅)是指以含氧化硅的矿物和碳质还原剂等为原料经矿热炉熔炼制得的含Si97%以上的产物。
“工业硅”之称是我国于1981年GB2881-81国家标准公布时正式定名,其含意主要是指这种硅之纯度是接近于99%的工业纯度,英文称为金属硅,俄文称为结晶硅。
现在人工制得硅的纯度,实际上已达到99999999999%。
2.硅和工业硅有那些特性?①硅的主要物理性质为:密度(25℃)2.329g/cm3(纯度99.9%),熔点1413℃,沸点3145℃,平均比热(0~100℃)为729J /(kg·K),熔化热为50.66kJ/mol,纯度为99.41%的硅抗压强度极限为9.43kgf/cm2。
②硅的化学性质:硅在元素周期表中属ⅣA族,原子序数为14,原子量为28.0855,化合价表现为四价或二价(四价化合物为稳定型)。
因晶体硅的每个硅原子与另外四个硅原子形成共价键,其Si-Si键长2.35A,成为正四面体型结构,与金刚石结构相近,所以硅的硬度大,熔点、沸点高。
硅不溶于任何浓度的酸中,但能溶于硝酸与氢氟酸的混合液中,与1:l浓度的混合稀酸发生如下反应:Si+4HF+4HNO3=SiF4↑+4NO2↑+4H2O3Si+12HF+4HNO3=3SiF4↑+4NO2↑+8H2O这个特性可用于硅的化学分析中,即先将试样硅中的硅以氟化物形式挥发,而分析硅中残留的铁、铝、钙元素。
硅能与碱反应,生成硅酸盐,同时放出氢气,如:Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑这是野外制氢的好办法。
硅与卤族元素反应,生成相应化合物,如:Si+2F2=SiF4Si+2Cl2=SiCl4这是利用工业硅制取多晶硅的主要反应之一。
硅在高温下能与氧化合,生成SiO2或SiO:2Si+O2=2SiO这是工业硅生产中,发生在电弧区的副反应,可造成硅的挥发损失,降低冶炼中硅的实收率。
太阳能硅片技术员考试题
太阳能硅片技术员考试题一、填空题:(每题2分,共20分)1、 晶体与非晶体主要有三个方面的区别,即晶体有____、有____及____。
2、 硅在固态时的比重为____、液态时的比重为____。
3、 我公司生产的太阳能硅片的规格为:晶向___、电阻率_____、掺杂剂为___。
4、 单晶中重金属含量高会大大降低硅单晶的_____。
5、 我公司单晶硅检测的参数主要有____________________。
6、 我公司硅片检测的参数主要有____________________。
7、 砂浆配比为:_____︰_____=_____︰_____,配置好的砂浆密度为_____。
8、 单晶少子寿命的检测方法是_____。
9、 切片机使用的压缩空气通过各管路连接到各轴承部位,目的是______。
10、导轮更换后必须更改导轮直径。
如果导轮设定直径比实际直径小,则会出现用线___。
11、我们主要采用____法检测单晶电阻率。
12、为保证切片质量,方棒粘接时要求环境温度为____、湿度为____。
13、直拉单晶热场要求纵向温度梯度____、径向温度梯度____。
14、由于杂质分凝的作用,直拉单晶头部___含量高、尾部___含量高。
15、切割完成后应该首先判断硅棒____,方可进行下步工作。
二、选择题:(每题2分共20分)1、 下面( )是晶体的熔化曲线图。
(A ) (B)2、单晶等径生长时固液界面的变化为( )(A )凹—平—凸 (B )凸—平—凸 (C )凸—平—凹3、单晶开方过程中需停机检查3—4次,目的是检查( )(A )是否有断线隐患 (B )砂浆管路是否堵塞 (C )是否有倒棒隐患4、开方后的单晶进行平磨的作用主要是( )(A )减少切片后产生崩边 (B )减少切片中产生线痕 (C )粘接牢固,防止掉棒5、单晶电阻率头部高尾部低由于( )的影响(A )拉速 (B )质分凝效应 (C )原料不纯6、切片过程中砂浆冷却不正常造成砂浆温度过高,会产生( )(A )崩边 (B )断线 (C )厚薄片7、MBS1000线开方机,一次可以加工( )支(6吋或6.5吋)单晶。
工业硅生产中的安全问题与防范措施
工业硅生产中的安全问题与防范措施工业硅是一种重要的无机化工原料,广泛应用于光伏、半导体、电子等产业。
然而,由于其生产过程中存在一系列的安全隐患,如高温、高压、爆炸等,安全问题亟待解决。
本文将探讨工业硅生产中的安全问题,并提出相应的防范措施。
一、工业硅生产中存在的安全问题1. 高温与高压:工业硅的生产需要经历高温高压条件下的化学反应,如高温熔炼、氧化还原反应等。
这些高温高压条件容易导致设备爆炸、泄漏等危险情况的发生。
2. 强酸与强碱:工业硅生产过程中需要使用强酸和强碱进行反应和洗涤。
这些化学品的腐蚀性极强,操作不当可能导致人身伤害和设备受损。
3. 粉尘与有毒气体:工业硅生产过程中会产生大量粉尘和有毒气体,如二氧化硅、氯气等。
这些粉尘和气体对人体健康有害,容易引发呼吸系统疾病和中毒。
4. 静电与火源:工业硅生产过程中产生的粉尘和气体容易积聚静电,一旦遇到火源可能引发爆炸事故。
二、工业硅生产中的安全防范措施1. 设备安全:确保生产设备符合相关标准,并进行定期维护和检修,避免设备老化和损坏导致的安全隐患。
同时,加强对设备操作人员的培训,提高其安全意识和操作技能。
2. 化学品安全:合理储存和使用酸碱等化学品,配备必要的防护设施,如抗腐蚀手套、防护眼镜等。
采取严格的操作规程,规定化学品使用量和配比,避免误操作和事故发生。
3. 通风与排放:加强生产现场通风系统的设计和建设,确保粉尘和有毒气体的及时排放和清除。
定期对通风设备和排放管道进行检测和维修,保证其正常运行。
4. 静电防护:采取静电防护措施,如接地、使用防静电工具和设备等,减少静电积聚和释放的可能性。
定期清理生产现场的积尘,避免静电积聚点。
5. 防火措施:在生产车间设置火灾报警器、灭火器等消防设施,并定期进行维护和检查。
对生产车间进行分区,禁止吸烟和明火,确保火源与易燃易爆物品的分离。
6. 应急预案:制定详细的安全生产应急预案,明确事故报警、疏散、救援等各个环节的责任和程序。
硅材料制备技术基础知识单选题100道及答案解析
硅材料制备技术基础知识单选题100道及答案解析1. 硅材料制备过程中,常用的提纯方法是()A. 化学气相沉积B. 区域熔炼C. 电解精炼D. 萃取答案:B解析:区域熔炼是硅材料制备中常用的提纯方法。
2. 以下哪种原料常用于硅材料的制备()A. 石英砂B. 碳酸钙C. 碳酸钠D. 氯化钠答案:A解析:石英砂是制备硅材料的常见原料。
3. 在硅的晶体生长中,直拉法的关键步骤是()A. 引晶B. 缩颈C. 放肩D. 等径生长答案:A解析:引晶是直拉法晶体生长的关键起始步骤。
4. 硅材料的电阻率主要取决于()A. 杂质浓度B. 晶体结构C. 温度D. 压力答案:A解析:杂质浓度对硅材料的电阻率起着决定性作用。
5. 制备硅单晶时,所用坩埚的材料通常是()A. 石英B. 石墨C. 陶瓷D. 不锈钢答案:B解析:石墨坩埚常用于硅单晶的制备。
6. 硅材料的禁带宽度约为()A. 0.67 eVB. 1.12 eVC. 2.0 eVD. 3.0 eV答案:B解析:硅材料的禁带宽度约为 1.12 eV。
7. 硅的原子序数是()A. 12B. 14C. 16D. 18答案:B解析:硅的原子序数是14。
8. 以下哪种不是硅材料的常见应用()A. 集成电路B. 玻璃制造C. 太阳能电池D. 半导体器件答案:B解析:玻璃制造通常不用硅材料,硅主要用于集成电路、太阳能电池和半导体器件等。
9. 硅的熔点约为()A. 1083℃B. 1410℃C. 1728℃D. 2355℃答案:B解析:硅的熔点约为1410℃。
10. 在硅材料制备中,用于检测杂质含量的仪器是()A. 分光光度计B. 质谱仪C. 原子吸收光谱仪D. 红外光谱仪答案:C解析:原子吸收光谱仪常用于检测杂质含量。
11. 硅材料的导电机理主要是()A. 电子导电B. 空穴导电C. 电子和空穴导电D. 离子导电答案:C解析:硅材料中电子和空穴都参与导电。
12. 硅单晶生长过程中,控制晶体直径的方法是()A. 控制温度B. 控制提拉速度C. 控制坩埚转速D. 控制保护气体流量答案:B解析:通过控制提拉速度来调节晶体直径。
工业硅生产实用技术手册
工业硅生产实用技术手册第一章:工业硅生产概述1.1 工业硅的概念和用途工业硅,又称金刚石硅,是一种重要的无机非金属材料,具有极高的导电性和化学稳定性,主要用于制造半导体材料、硅橡胶、硅化合物等。
其在电子、光伏、建筑等领域有着广泛的应用,是现代工业的关键原材料之一。
1.2 工业硅生产流程工业硅的生产主要分为熔剂法和气相法两种工艺路线。
熔剂法生产过程中,硅石通过高温熔融的方式得到工业硅产品;气相法则是通过化学气相沉积技术将硅源气体在高温条件下裂解成纯净硅产品。
1.3 工业硅行业发展现状和趋势随着新能源产业的快速发展和半导体技术的进步,对工业硅的需求不断增加,行业规模和产值逐年攀升。
未来,工业硅生产技术将更加复杂和精密,对产品质量和成本控制的要求也会不断提高。
第二章:工业硅生产原材料和设备2.1 工业硅生产原料及品质要求工业硅的主要原料是硅石,其含硅量要求高,杂质含量低,同时对原料颗粒度、湿度等也有一定要求。
生产过程中所需的热能和电能也是重要的能源消耗。
2.2 工业硅生产设备工业硅生产中,熔剂法需要炉体、场内设备等,气相法则需要气相沉积设备和相关控制系统。
现代工业硅生产设备需要具备高温高压、耐腐蚀、自动化程度高等特点。
第三章:工业硅生产关键技术3.1 工业硅生产的熔剂法关键技术熔剂法生产工业硅的关键技术包括硅石预处理、炉渣处理、冶炼过程控制等。
其中熔炼过程中的炉渣成分和掺杂物控制是确保产品纯度和杂质含量的重要环节。
3.2 工业硅生产的气相法关键技术气相法生产工业硅的关键技术包括气相沉积反应条件的控制、气体净化、硅棒拉拔成型等。
在气相法生产中,反应温度、压力和气体流速等参数的精确控制对产品纯度和成品率影响较大。
第四章:工业硅产品质量控制4.1 工业硅产品的质量检测方法工业硅产品的质量检测主要包括化学成分分析、晶体结构分析、杂质含量检测等多项指标。
目前,X射线衍射分析、原子吸收光谱分析等成熟的分析方法被广泛应用于工业硅产品的质量控制。
冶炼工业硅存在的主要问题
冶炼工业硅存在的主要问题张志凌;梁可【摘要】阐述了还原剂的替代品、微硅粉的应用、烟气的余热利用、工业硅人工精整、成本降低、提高产品质量等冶炼工业硅存在的主要问题.【期刊名称】《有色金属设计》【年(卷),期】2011(038)004【总页数】3页(P5-6,9)【关键词】工业硅;还原剂;微硅粉;烟气;余热利用【作者】张志凌;梁可【作者单位】昆明有色冶金设计研究院股份公司,云南,昆明,650051;昆明有色冶金设计研究院股份公司,云南,昆明,650051【正文语种】中文【中图分类】TF645我国工业硅的技术及装备在近年来有了长足的发展,取得了可喜的成就,但还存在着一些问题制约着工业硅的发展。
工业硅生产中,还原剂要求较严格,除了固定碳和灰分含量外,对碳质还原剂的物理性能的基本要求是:反应活性好、比电阻高、不易发生石墨化、粒度适宜、有一定的机械强度。
木炭的孔隙率最大,而且有许多直孔,适于气体通过,它在很高温度下结晶程度也无大的增长,所以在还原条件下,有较高的比电阻和反应能力,显然木炭是最能满足冶炼硅要求的碳质还原剂,也是目前企业普遍采用的主要还原剂。
为保护森林资源,限制了工业硅生产大量使用木炭的可能性,同时木炭也造成工业硅生产成本的提高,因此一些企业开始用部分石油焦和洗精煤替代木炭,还有一些企业使用全石油焦或全洗精煤冶炼工业硅,但在25.5MVA以上的大型电炉,还没有使用全石油焦或全洗精煤冶炼工业硅的经验,所以对大型电炉替代木炭的还原剂还需研究试验。
微硅粉为硅铁、工业硅电炉冶炼烟气收下的烟尘,近年来随着我国硅铁、工业硅产量的增加,并且环保除尘设施逐步完善,使微硅粉产量大幅增加。
微硅粉的市场多集中在国外,国外对微硅粉的研究已经有几十年,对微硅粉研究比较系统。
近年来,由于国外经济等原因,对微硅粉的需求量减少,国内微硅粉的市场还没有充分开发,使得微硅粉出现了滞销。
因此,微硅粉的研究、开发与利用关乎我国工业硅产业发展的未来。
工业硅生产常识问答
1、硅的主要物理化学性质有哪些答:硅的主要物理化学性质如下:原子量:28.086 比重:2.34g/cm3熔点:1413℃沸点:3427℃比热:(25℃时)4.89卡/克分子·度比电阻:(25℃时)214000欧姆·厘米纯净结晶硅是一种深灰色、不透明、有金属光泽的晶体物质。
它即不是金属,又不是非金属,介于两者之间的物质。
它质硬而脆,是一种良好的半导体材料。
硅在常温下很不活泼,但在高温下很容易和氧、硫、氮、卤素金属化合成相应的硅化物。
硅与氧的化学亲合力很大,硅与氧作用产生大量的热,并形成SiO2:Si+ O2= SiO2ΔH298=-210.2千克/克分子二氧化硅在自然界中有两种存在形式:结晶态和无定形态。
结晶态二氧化硅主要以简单氧化物及复杂氧化物(硅酸盐)的形式存在于自然界。
冶炼硅所用硅石,就是以简单氧化物形式广泛存在的结晶态二氧化硅。
结晶态二氧化硅根据其晶型不同,在自然界存在三种不同的形态:石英、鳞石英、方石英。
这几种形态的二氧化硅又各有高温型和低温型两种变体。
因而结晶态二氧化硅实际上有六种不同的晶体,各种不同的晶型存在范围、转化情况,随压力温度的变化二氧化硅的晶型转化不同,不仅晶型发生变化,而且晶体体积也随着自发生变化。
特别是从石英转化成鳞石英时,体积发生明显的膨胀,这就是硅石在冶炼过程中发生爆裂的主要原因。
结晶的二氧化硅是一种硬、较脆,难熔的固体。
二氧化硅的熔点为1713℃、沸点为2590℃。
二氧化硅的化学性质很不活泼,是一种很稳定的氧化物。
除氢氟酸外、二氧化硅不溶于任何一种酸。
在低温下比电阻很高(1.0×103Ω·cm),但温度升高时,二氧化硅的比电阻急剧下降,当温度升至2000℃时,二氧化硅的比电阻只有(100Ω·cm)。
硅与氧在自然界中普片存在的形式是二氧化硅。
但是,在一定条件下,将硅和二氧化硅混合加热到1500℃以上时,或将炭各过量二氧化硅加热到2000℃左右时,可获得一种挥发性很强的气态物质-氧化硅。
有机硅生产基础知识问答
有机硅生产基础知识问答(43题)1.什么是硅酮密封胶?答:硅酮密封胶是以聚二甲基硅氧烷为主要原料,辅以交联剂、填料、增塑剂、偶联剂、催化剂在真空状态下混合而成的膏状物,在室温下通过与空气中的水发生固化交联反应形成弹性体,起到密封和粘接作用的一种硅橡胶。
2.硅酮密封胶按包装储存形式和使用方式可分为?答:单组份和双组份。
3.硅酮密封胶的基本组成有哪些?答:基胶、填料、增塑剂、交联剂、偶联剂、催化剂以及其它原料(比如色浆、防霉剂等)。
4.基胶的化学名称为?答:端羟基聚二甲基硅氧烷,俗称107胶,是密封胶的主要组成部分。
5.增塑剂的作用是?常用的增塑剂有?答:改善密封胶弹性、挤出性,常见的增塑剂有硅油和白油。
6.填料的作用是?常见的填料有?答:增加密封胶的硬度,调稠以及增重达到降低成本的作用,常见的有气相白炭黑,CC粉,重钙(增加密封胶的重量)。
7.交联剂的作用是?答:参与固化反应的主要原料。
8.偶联剂的作用是?答:改善密封胶与基材之间的粘接性能。
9.催化剂的作用是?答:增加反应的速度。
10.助剂配制过程中,除了日常的劳保穿戴外,还应做哪些防护措施?答:橡胶手套、防护眼罩、防毒口罩。
11.二月桂酸二丁基锡(SD-101)有哪些危害?答:有毒,可刺激眼睛、呼吸系统和皮肤。
12.毒物进入人体最主要的途径为?答:呼吸道、消化道、皮肤。
13.白油的危险特性?答:遇明火、高热能引起燃烧爆炸。
14.白油的灭火方法及灭火剂?答:可用泡沫、二氧化碳、干粉、砂土扑救,用水灭火无效。
15.白油泄漏的应急处理方法是?答:切断火源。
迅速撤离泄漏污染区人员至安全地带,并进行隔离,严格限制出入。
尽可能切断泄漏源应急。
防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。
小量泄漏:尽可能将溢漏液收集在密闭容器内,用砂土、活性碳或其它惰性材料吸收残液,也可以用不燃性分散剂制成的乳液刷洗,洗液稀释后放入废水系统。
大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。
用泡沫覆盖,降低蒸气灾害。
解析工业硅的生产工艺与技术创新
解析工业硅的生产工艺与技术创新工业硅,即多晶硅,是一种重要的原料,广泛应用于光伏、半导体、化工等行业。
本文将解析工业硅的生产工艺与技术创新,探讨其在产业发展中的重要性和前景。
一、工业硅的生产工艺1. 原料准备工业硅的主要原料是二氧化硅,常见的来源包括石英砂、硅酸、硅石等。
这些原料需要经过破碎、洗净、干燥等预处理工序,以确保后续生产过程中的原料质量稳定。
2. 熔炼制备工业硅的生产通常采用电石法和冯·阿基诺法两种熔炼制备工艺。
电石法以石油焦、石灰石和电力为主要原料,通过高温电石炉进行反应,将二氧化碳和氧气剥离,从而得到工业硅。
3. 精炼提纯工业硅在熔炼过程中会带有杂质,需要进行精炼处理。
传统的精炼方法主要包括氯化铝法和硅烷法,其中氯化铝法通过氯化铝与杂质发生反应,将杂质转移至液相中去除,而硅烷法则通过硅烷气体与杂质发生反应,将杂质转化成固体或气体形式去除。
二、工业硅生产技术创新1. 熔炼工艺改进传统的熔炼工艺存在着能耗高、环境污染严重等问题。
随着科技的进步,新型熔炼工艺逐渐应用于工业硅生产中。
例如,采用高压炉和高温炉等先进设备,可以提高炉内温度和压力,加快反应速率,减少能耗,并降低废气排放。
2. 精炼技术改良传统的精炼方法在去除杂质的同时,会产生大量废弃物,对环境造成负面影响。
因此,精炼技术的改进和创新尤为重要。
近年来,一些新型精炼方法得到了应用,例如离子液体精炼技术、固相合金法等,这些方法能够高效去除杂质,同时减少废弃物的产生,实现资源的合理利用。
3. 自动化生产随着人工智能和自动化技术的不断进步,工业硅生产过程中的自动化设备得到了广泛应用。
自动化生产能够提高生产效率,减少人员劳动强度,同时保证产品的质量和稳定性。
例如,智能化的控制系统能够实现对温度、压力等参数的实时监测和调控,提高生产效果。
三、工业硅的重要性和前景工业硅作为原材料,在光伏和半导体等领域的应用前景广阔。
随着可再生能源的发展,光伏行业迅速崛起,工业硅的需求量大幅增加。
硅材料在新能源转换与储存领域的应用考核试卷
2.硅材料在锂离子电池中作为负极时,其理论比容量可以达到__________mAh/g。
3.硅材料在超级电容器中通常作为__________材料。
4.硅材料在氢储存领域的应用主要是通过__________氢分子。
5.硅太阳能电池的转换效率受到__________、材料质量和电池结构等因素的影响。
五、主观题(本题共4小题,每题10分,共40分)
1.请描述硅材料在太阳能光伏领域的应用,并分析其在新能源转换中的优势与挑战。
2.硅材料在锂离子电池中作为负极材料的应用前景如何?请结合硅材料的特性,探讨其在提高电池性能方面的潜在作用。
3.超级电容器在新能源储存领域有何独特优势?请阐述硅材料在超级电容器中的主要作用,并分析其在提升超级电容器性能方面的可能性。
A.高能量密度
B.低容量
C.快速充放电
D.稳定性差
8.在锂离子电池中,硅碳复合材料作为负极材料的主要优势是?()
A.提高导电性
B.降低成本
C.减小体积
D.增加电池重量
9.以下哪种技术可以增加硅材料在锂离子电池中的循环稳定性?()
A.表面改性
B.减小硅颗粒尺寸
C.增加硅颗粒尺寸
D.使用高纯度锂金属
10.硅材料在超级电容器中通常作为以下哪部分?()
D.使用高活性的催化剂
17.以下哪些是硅材料在氢储存应用中的挑战?()
A.氢的吸附/解附速率慢
B.循环稳定性差
C.安全性问题
D.成本高
18.以下哪些因素影响电动汽车电池的性能?()
A.电池的能量密度
B.电池的充放电速率
C.电池的温度管理
硅料环节的两个基本问题更多调研纪...
硅料环节的两个基本问题更多调研纪...结论一:颗粒硅与棒状硅在成本、品质不存在明显的竞争优势,当前技术水平下,颗粒硅仅作为掺杂使用,且掺杂比例低于 30%当前主流多晶硅生产技术主要有改良西门子法和硅烷流化床法,产品形态分别为棒状硅和颗粒硅。
1955 年,西门子公司成功开发了在硅芯发热体上沉积硅的工艺技术,并于 1957 年建厂进行工业规模生产。
随后,西门子工艺在减少原料、辅料、电耗以及降低成本等方面持续改进并取得显著突破,形成当今广泛应用的改良西门子技术。
1952 年,美国联合碳化合物(UCC)公司提出将硅烷裂解沉淀在固定床上的硅颗表面的技术,这也是流化床最早的雏形。
1961 年,杜邦公司申请使用三氯化硅作为原料在流化床内生产颗粒硅的专利。
由于改良西门子法产品品质好,成本下降快,生产工艺相对成熟,因此经过几十年的产业验证,改良西门子技术逐渐发展成为多晶硅主流技术。
改良西门子技术历经几十年产业验证,全球市占率超过95%。
根据光伏行业协会,2019 年全球多晶硅产量中颗粒状多晶硅占比 2.2%,较 2018 下降 1.1 个 pct。
2020 年采用改良西门子法生产出的棒状硅约占我国多晶硅总产量的 97.2%,改良西门子法的主流技术路线地位稳固。
硅烷流化床法生产颗粒硅的原理是硅烷气体在被氢气流态化的通过一定加热方式加热至一定温度的多晶硅晶种颗粒床层中发生分解,在晶种颗粒表面异相沉积,使颗粒硅长大到一定尺寸后,排出流化床形成颗粒状多晶硅产品。
硅烷易与其他氯硅烷分离,本身分解温度低,分解率高,副反应少,因此硅烷流化床法的精馏、尾气处理工序简单,能耗和单体投资都能大大降低,反应转化率接近100%。
但流态化的生产特点使颗粒硅保持成本优势的同时,颗粒硅产品纯度控制、反应器内衬耗材等方面面临较大挑战。
全球多晶硅生产企业逐渐退出太阳能级颗粒硅生产,保利协鑫深耕产业 9 年取得重要突破。
硅烷流化床制备颗粒状多晶硅的研究和应用也始于上世纪,国外公司 REC、MEMC 开发了硅烷流化床颗粒硅生产技术,Wacker 开发了三氯氢硅流化床颗粒硅生产技术。
硅材料选择题精选
1硅单质是_A__。
A半导体B导体C绝缘体。
2只涉及到大约一个原子大小范围的晶格缺陷是__C__。
A线缺陷 B面缺陷C点缺陷D体缺陷3 下列是晶体的是__B__。
A玻璃B硅C松香D塑料4晶体的生长方式在人工制备中用的比较少的是__A__。
A固相生长 B液相生长C气相生长5在我国通常称为工业硅或冶金级硅含量在__D___以上。
A90% B92% C95% D97%6对于铸造多晶硅氧浓度越__,钝化效果越__,少数载流子寿命增加越__A.A低,好,多B 低,好,少 C低,差,多D高,好,多7在工业生产中广泛用的是___C___。
A化学清洗 Brca清洗C超声波清洗8.半导体硅工业产品不包括__D__.①多晶硅②单晶硅③外延片④非晶硅A.①②④B.①②③④C.②③④D.③④9.硅片制备主要工艺流程是__A__。
A.单晶生长→整形→切片→晶片研磨及磨边→蚀刻→抛光→硅片检测→打包B.单晶生长→切片→整形→晶片研磨及磨边→蚀刻→抛光→硅片检测→打包C.单晶生长→整形→切片→蚀刻→晶片研磨及磨边→抛光→硅片检测→打包D.单晶生长→整形→切片→晶片研磨及磨边→抛光→蚀刻→硅片检测→打包10.下列说法错误的是__A__。
A.调整晶体生长的热系统,使热场的径向温度梯度增大B.调节拉晶的运行参数,例如对于凸向熔体的界面加快拉速,增加其凝固速度增加利用结晶潜热使界面趋于平坦C.调整晶体或者坩埚的转速,调整高温液流的增减D.增大坩埚内径与晶体直径的比值1、如何从石英砂制取硅?说明从石英到单晶硅的工艺的简要框图正确的是()A、加料—→熔化—→缩颈生长—→放肩生长—→等径生长—→尾部生长B、加料—→熔化—→缩颈生长—→放肩生长—→尾部生长—→等径生长C、加料—→缩颈生长—→熔化—→放肩生长—→尾部生长—→等径生长D、加料—→放肩生长—→缩颈生长—→熔化—→尾部生长—→等径生长2、多晶硅的生产方法主要包含:()1、SiCl4法2、硅烷法3、流化床法4、西门子改良法 5 、冶金法 6、气液沉淀法7、重掺硅废料提纯法A、1234B、123C、1456D、45673、直拉法生长单晶硅拉晶过程有几个主要阶段?()A、3B、5C、4D、24、正确的框图简要说明硅片制备主要工艺流程是()A、单晶生长→整形→切片→晶片研磨及磨边→蚀刻→抛光→硅片检测→打包B、单晶生长→切片→整形→晶片研磨及磨边→蚀刻→抛光→硅片检测→打包C、单晶生长→整形→切片→晶片研磨及磨边→抛光→蚀刻→硅片检测→打包D、单晶生长→整形→蚀刻→抛光→硅片检测→切片→晶片研磨及磨边→打包5、那个不是影响直拉单晶硅的电阻率均匀性的因素()A、分凝B、蒸发C、坩埚污染D、损坏6、属于晶体缺陷中面缺陷的是()A、位错B、螺旋位错C、肖特基缺陷D、层错7、半导体材料的电阻率与载流子浓度有关,同样的掺杂浓度,载流子的迁移率越大,材料的电阻率( )A、越高B、不确定 C 、越低 D、不变8、用能量()禁带宽度的光子照射p-n结会产生光生伏特效应。
硅材料电池原理及制造考试知识点
2、举例说明晶体缺陷主要类型。
晶体缺陷主要包含有以下四种,分别为:点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷点缺陷:弗伦克尔缺陷、肖特基缺陷线缺陷:位错(棱位错、刃位错、螺旋位错)面缺陷:层错(外延层错、热氧化层错)4、简述光生伏特效应。
1)用能量等于或大于禁带宽度的光子照射p-n结;2)p、n区都产生电子—空穴对,产生非平衡载流子;3)非平衡载流子破坏原来的热平衡;4)非平衡载流子在内建电场作用下,n区空穴向p区扩散,p区电子向n区扩散;5)若p-n结开路,在结的两边积累电子—空穴对,产生开路电压。
5、简述硅太阳能电池工作原理。
当拥有等于或者大于硅材料禁带宽度的光子照射到硅材料上,在价带上的电子吸收这个光子的能量,跃迁到导带上,并且在价带上留下一个空穴。
即是在禁带两端产生了电子—空穴对。
而硅电池本身即为一个PN结,产生的电子—空穴对即是注入的非平衡载流子,在内建电场的作用下,非平衡载流子分离,产生电流并在在整个硅电池两端形成电压。
6、如何从石英砂制取硅简要框图说明从石英到单晶硅的工艺。
工业硅制备原理:多晶硅生产工艺:法、硅烷法、流化床法、改良西门子法(、、)单晶硅的生长7、简述半导体硅中的杂质对其性能的影响.本征半导体 Si、Ge等的四个价电子,与另四个原子构成四个共价键,当掺入少量的五价原子(如P、As)时,就形成了n型半导体,由量子力学知识可知,这种掺杂后多余的电子的能级在禁带中紧靠空带处,DED~10-2eV,极易形成电子导电。
则半导体中的电子变为主要载流子,在室温下,除了本征激发之外还受到杂质电离的影响,载流子浓度增加,使半导体的电导率上升;而当掺入的杂质为三价原子时(如B、Ga、In等),多余的空穴的能级在禁带中紧靠满带处,DED~10-2eV,极易形成空穴导电,空穴为其主要载流子,与N型材料类似的,在室温下,由于杂志电离效果的存在,掺杂后的半导体硅的载流子浓度增大,电导率增大。
8、以P掺入Si为例,说明什么是施主杂质、施主杂质电离过程和N型半导体。
合盛硅业新员工考试题之欧阳物创编
合盛硅业(鄯善)有限公司新进员工培训工艺管理考试试卷部分:姓名:分数:考试时间:60分钟新员工考试试一、选择题(2分每题)1、1863年法国科学家弗里德尔/克拉夫茨首先合成有机硅化合物是()A、四甲基硅烷B、四乙基硅烷C、四丙基硅烷D、四丁基硅烷2、不属于水解物裂解精馏的原料与产品有()A、DMCB、二甲基二氯硅烷C、氢氧化钾D、水解物线体欧阳物创编3、下列哪种物质的沸点最低()。
A、三甲 B 、二甲C、含氢D、一甲4、下列哪个是我公司主营产品()A、氨基聚醚嵌段硅油B、二甲基硅油C、乙基硅油D、含氢硅油5、硅约占地壳总重量的()A、15.7%B、25.7%C、35.7%D、45.7%6、目前公司采取的二甲基二氯硅烷水解工艺获得的线性体有()A、30%B、50%C、70%D、90%7、裂解精馏工段生产什么产品()A、DMCB、M2 C混炼胶D、白炭黑8、下列哪种产品不属于聚合物()A、含氢硅油B、白炭黑C、107胶 D.生胶9、一甲基三氯硅烷高温水解的产品不包含()A、CO2B、SiO2C、H2OD、SO2欧阳物创编10、车间代号与名称对应不上的为()A、905水裂解B、910白炭黑C、915硅粉D、908含氢硅油二、填空题(2分每题)1、有机硅,即有机硅化合物,是指含有()键、且至少有一个()是直接与硅原子相连的化合物。
其中,以硅氧键()为骨架组成的聚硅氧烷,是有机硅化合物中为数最多。
2、公司历经十年成长,已成为国内唯一一家专业从事()、()、()等硅基资料生产、研发及销售的国家级高新技术企业。
3、公司有机硅装置年产能,嘉兴(kt/a),泸州(kt/a)。
4、有机硅产品四年夜类()()()()。
5、写出甲醇的化学式(),氯甲烷的化学式()。
6、粗单体中M1是一甲基三氯硅烷,M2(),M3(),MH()。
7、901单体合成车间使用的原料是()(),主要产品是()。
8、化工单位操纵中精馏的原理是什么?(欧阳物创编。
问题解答
3、主要原辅材料①用量的有氢氟酸、硝酸,用于原材料的清洗。
原材料清洗中用到纯水,片碱用于原材料清洗时所排出的废水进行中合,新鲜水用于制出纯水。
②切削液、切削纲丝、玻璃片、胶、用于单晶棒切成片子时用,切成片子后也需要纯水清洗。
③坩埚、石英坩埚用于拉制单晶硅棒时,装单晶硅溶液。
④碳化硅、氮化硅,在我们单晶硅拉制和切片厂家是用不到。
4、半导体硅片和太阳能硅片生产工艺无太大的区别。
为什么半导体硅片要进行研磨工序,因为在国内没有线切割设备时,是用刀片切割,在刀片切割过程中会有刀痕,研磨工艺时用于把切片时所生的刀痕进行磨平,使片子达到工艺要求。
5、可研中本项目多晶硅用量为450吨,原材料进厂各后,全部先进行酸洗,晶棒去头尾,头尾再次利用,也要进行酸洗,在单晶硅生产工艺中,原材料要保持高标准节净度,碱洗工序,可以是进行废硅片的清洗,当然废硅片也可用酸洗。
6、从原材料到拉制成单晶硅棒再到切成硅片,在这当中,原材料要进行酸清洗、晶棒在去头尾和切方后要用到纯水清洗,在晶棒切成硅片后,片子还要用专用清洗液进行清洗。
7、胶是用在晶棒切片上、粘胶和脱胶比较简单,粘胶是使晶棒粘在玻璃片上,脱胶时只要沸水进行脱胶。
8、在拉制单晶硅棒,过程中,因为我们设备投入的原材料有限,在成品晶棒拉制完成后,要对设备进行清理,清理时所用的主要物质是酒精,还有医用脱脂纱布。
9、20英寸石墨系统和固化毡是在拉制单晶硅棒过程中最主要的,它的作用是使原材料经过石墨系统加温溶化成为液体,固化毡是起到保温效果。
滤波补偿柜:主要作用是补偿电网所产生的谐波,谐波对电网会产生重大的影响,使电能的生产、传输和利用的效率降低,使用寿命缩短,它的作用是减少电能的消耗和电网的影响。
高温扩散炉,用途是对半导体进行掺杂,即在高温条件下将掺杂材料扩散入硅片,从而改变和控制半导体内杂质的类型,浓度和分布。
定向仪,最大特点是测量晶棒的晶向后直接计算出晶棒的偏转角,X和Y值,并对偏晶向的要求,可进行准确计算出偏晶向的角度值。
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16.工业硅冶炼的基本原理是什么?
冶炼工业硅主要原料是硅石,硅石中含二氧化硅约99%。
二氧化硅很稳定.硅和氧之间的亲和力很强,不易分离。
生产上为了把氧从二氧化硅分离除去,采用在矿热炉内高温条件下,以炭质还原剂中的碳夺取二氧化硅中的氧。
而且温度越高,碳夺取氧的能力随之增强,这是因为在高温条件下,碳对氧的结合力比硅对氧的结合力大。
可见高温时有了碳,二氧化硅就不稳定了,这时二氧化硅中的氧和碳进行反应,生成气态的一氧化碳,通过料层从炉口逸出。
二氧化硅中的氧被碳夺走后,剩下的硅形成工业硅。
二氧化硅与碳作用其反应式如下:
SiO2+2C=Si+2CO↑
上式是吸热反应,从反应式中可知,为了加速反应的进行,应把电极往炉料中插的深些,以提高炉温,扩大坩埚区,同时应增加料面的透气性,使一氧化碳气体尽快逸出。
如采取扎透气眼、捣炉等措施,均有利于二氧化硅与碳的反应加速进行,使工业硅较快地生成。
从化学反应上说一般认为,氧化物中的氧被其他物质夺去的反应,叫还原反应。
夺取氧的物质,叫还原剂如石油焦等。
依上述工业硅冶炼原理是还原过程。
反应过程中,硅石内的二氧化硅绝大部分被碳还原之外,其他杂质和还原剂带入的灰分,如 (Fe2O3)、三氧化二铝(A1203)和氧化钙(CaO)等也被碳还原,其中三氧化二铁绝大部分被还原。
各反应式如下:
Fe2O3+3C=2Fe+3CO↑
Al2O3+3C=2A1+3CO↑
CaO+C=Ca+CO↑
各反应中生成的一氧化碳气体,从炉口逸出,其他生成物如铁、铝和钙等进入工业硅中,因此,要求原料中的杂质尽量少,以保证工业硅的质量。
在冶炼过程中有少部分的二氧化硅,三氧二化铝和氧化钙等未被还原,而形成炉渣。
炉渣成分约含SiO 230~40%;Al 2O 345~60%;CaO10~20%。
此种炉渣熔点约为1600—1700℃。
渣量大时,消耗电量增加,同时过粘的炉渣,不易从炉内排除,引起炉况恶化。
故要采用较好的原料,以减少渣量,降低单位电耗。
正常情况下,渣量控制在不大于工业硅量的百分之五为宜,以上是工业硅冶炼基本原理,工业硅冶炼的基本反应是:
SiO 2+2C=Si +2CO ↑
实际炉内的化学反应比这复杂。
实验证明氧化物的还原,是由高价氧化物逐步还原成低价氧化物。
二氧化硅的还原,在高温情况下,首先被还原成一氧化硅(SiO),而后再被还原成硅(Si),其顺序是SiO 2→SiO →Si
17.一氧化硅在冶炼反应中的作用是什么?
冶炼工业硅,在1700~1800℃时,将发生如下反应:
SiO 2+C=SiO +CO ↑
也就是说二氧化硅首先被碳还原成一氧化硅,然后再被还原成硅,其反应式如下:
SiO +C=Si +CO ↑
被还原出来的硅,部分的将和二氧化硅作用,又产生一氧化硅,其反应式如下:
SiO 2+Si=2SiO
从上述的三个反应式中,可以看到一氧化硅对促进冶炼反应的进行是个重要环节。
一氧化硅在高温情况下是以气体状态存在,低温时不稳定。
因此,一氧化硅在炉内坩埚中是气体,少量的一氧化硅从炉口逸出后,被空气氧化(SiO+2
1O 2=SiO 2)而成为二氧化硅,冷却后呈灰白色,部分凝结在电极、铜瓦等处。
在约为1700℃以上高温时,大部分的一氧化硅挥发到还原剂的气孔中,广泛地和碳接触并作用,按第二个反应式,还原成硅,其中大部分硅形
成工业硅,少部分的硅在高温区与二氧化硅作用,按最后反应式又生成一氧化硅,然后又和碳进行反应,结果反应连续不断地进行。
由此可知.一氧化硅不但是反应的中间产物,同时,它可促进反应加速进行。
由于一氧化硅在高温下是气体,易挥发而损失掉,尤其当塌料或大刺火时,逸出或喷出的白色气体多是一氧化硅。
因此,要求及时处理塌料或大刺火的现象,否则,将造成一氧化硅的大量损失,减少产量,增高单位电耗。
18.反应中碳化硅的产生和破坏的原因是什么?
冶炼工业硅时在反应中二氧化硅首先被还原成一氧化硅。
部分的一氧化硅气体在上升过程中与料层中还原剂接触并作用后,较易生成碳化硅。
其反应式如下:
SiO+2C=SiC+C0↑
冶炼过程中,还原剂加入量过多时,更易产生碳化硅。
其反应式如下:
SiO2+3C=SiC+2CO↑
往往在修炉时于料层内部发现大量碳化硅(冷却后呈褐色,稍有光泽并是针状结晶),说明产生碳化硅的反应是存在的,并且是中间产物。
碳化硅(SiC)的熔点约为2500℃,不易熔化,电阻小,导电性强。
因此,炉中积存过多碳化硅,使炉况恶化。
冶炼工业硅,碳化硅不易被破坏,所以,碳化硅对炉况影响很大。
碳化硅在高温时可被二氧化硅所破坏,其反应式如下:
SiO2+2SiC=3Si+2CO↑
2SiO2+SiC=3SiO+CO↑
较大容量工业硅电炉,因炉温高,碳化硅易被破坏。
碳化硅在高温时还可以被一氧化硅破坏,其反应如下:
SiO+SiC=2Si+CO↑
较小容量的电炉中冶炼工业硅时,由于炉内温度较低,破坏碳化硅的反应,不易充分进行,因此,有时有较多的碳化硅存在炉内,因它的熔点高,导电性强,致使电极不能较深地插入炉料,造成炉况恶化。
此种情况在较小容量的工业硅电炉是比较经常发现的,为了纠正这种不正常现象,应将炉中碳化硅尽量掘出,同时适当地减少还原剂加入量,以改善炉况。