工业硅技术问答.
工业硅技术问答5
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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。
工业硅新应用场景的探索与开发
![工业硅新应用场景的探索与开发](https://img.taocdn.com/s3/m/66886042f02d2af90242a8956bec0975f465a492.png)
工业硅新应用场景的探索与开发随着科技的不断进步和工业生产的飞速发展,工业硅作为一种重要的无机化合物材料,正逐渐展现出其在新的应用领域中的巨大潜力。
本文将探索工业硅在新应用场景中的发展,并介绍相关的技术和创新。
1. 工业硅的基本特性和应用简述工业硅,即纯度高达99.9%以上的硅材料,在工业中具有广泛的应用。
目前,工业硅主要被用于制造硅片,用作半导体材料以及太阳能电池片的主要组成部分。
此外,工业硅还可以作为玻璃材料的添加剂,用于提高玻璃的耐高温性能。
2. 工业硅在电子领域的应用随着电子技术的迅速发展,工业硅在电子领域的应用日益多样化。
硅基薄膜晶体管技术的出现,使得工业硅可以用于制造高速、低功耗的电子器件。
此外,工业硅还可以应用于半导体封装材料、集成电路等领域,为电子设备的制造提供了更多的可能性。
3. 工业硅在能源领域的应用能源问题一直是全球关注的焦点,而工业硅在能源领域也有着广泛的应用前景。
以太阳能电池为例,工业硅作为主要的光电材料,可以将太阳能转化为电能,为清洁能源的发展做出贡献。
此外,工业硅还可以用于制造锂离子电池的负极材料,以提高电池的充放电性能。
4. 工业硅在材料领域的应用工业硅可以被制成颗粒状、粉末状等不同形态,并用于制造电子封装材料、陶瓷材料、高强度纤维等各种功能性材料。
此外,工业硅还可以用于制造耐磨陶瓷、高温耐磨涂层,提高材料的硬度和耐磨性,从而扩大工业硅在材料领域的应用范围。
5. 工业硅在生命科学领域的应用近年来,工业硅在生命科学领域中的应用越来越受到重视。
工业硅可以应用于制造生物传感器、生物芯片等设备,用于生物分析和诊断。
此外,工业硅还可以作为药物载体,用于控制释放药物,提高药物的疗效。
6. 工业硅新技术和创新的发展为了进一步拓展工业硅的应用领域,科研人员不断探索新的技术和创新。
例如,采用纳米硅材料可以提高材料的表面积和反应活性,使其在催化、储能等方面表现出良好的性能。
此外,还有人工智能与工业硅的结合,为工业生产带来更高的效率和智能化。
工业硅技术问答
![工业硅技术问答](https://img.taocdn.com/s3/m/b73c1d252af90242a895e53e.png)
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。
工业硅绿色制造技术的国内外对比与借鉴
![工业硅绿色制造技术的国内外对比与借鉴](https://img.taocdn.com/s3/m/ea033d65182e453610661ed9ad51f01dc281573a.png)
工业硅绿色制造技术的国内外对比与借鉴工业硅是一种重要的化学原料,广泛应用于玻璃、建筑材料、电子元件等领域。
然而,传统的工业硅制造过程存在着能源消耗高、环境污染严重等问题。
为了解决这些问题,国内外都不断探索研究出绿色制造技术,在减少能耗和环境污染的同时提高生产效率和产品质量。
本文将对国内外工业硅绿色制造技术进行对比分析,并提出国内企业可以借鉴的经验和做法。
1. 国内工业硅制造技术现状目前,国内工业硅制造主要采用焦炉法和氯化法两种工艺。
焦炉法是传统的制造工艺,其主要问题是能耗高、环境污染严重。
氯化法是目前较为先进的工艺,能耗相对较低,但仍存在废水和废气处理问题。
为了实现绿色制造,国内企业积极探索新的工艺路线,如电解法、微波法等技术。
这些新技术在能源消耗、环境污染等方面都具有一定的优势,但仍需要进一步完善和推广。
2. 国外工业硅制造技术现状与国内相比,国外在绿色制造技术的研发和应用上更为成熟。
例如,美国、日本等发达国家在工业硅制造方面进行了大量的研究,并取得了显著的成果。
美国的一家公司开发出了基于硅代碳烷的制造技术,能耗和环境污染程度大大降低。
日本的一家公司则通过特殊材料的使用和工艺改进,实现了工业硅的高效制造。
这些创新的技术不仅提高了生产效率,还改善了产品的质量。
3. 国内外对比与借鉴的经验通过对国内外工业硅制造技术的对比,我们可以得出以下一些经验和启示:(1)加强科研创新。
国外的先进技术主要源于科研机构和企业的合作研发,国内企业应加大科研投入,与科研机构合作,共同攻关绿色制造技术。
(2)优化工艺流程。
国内企业可以借鉴国外企业的工艺改进经验,通过改变反应条件、添加催化剂、提高设备效率等手段,降低能耗和环境污染。
(3)提升设备技术水平。
国外企业在设备研发和制造方面相对成熟,国内企业可以引进国外先进设备,提高生产效率和产品质量。
(4)加强环境保护。
国内外绿色制造技术的共同特点是注重环境保护,国内企业应加强废水、废气处理技术,减少对环境的影响。
工业硅生产实用技术手册
![工业硅生产实用技术手册](https://img.taocdn.com/s3/m/4e3032859fc3d5bbfd0a79563c1ec5da50e2d628.png)
工业硅生产实用技术手册一、前言工业硅是一种重要的无机材料,广泛应用于电子、光伏、化工等领域。
随着技术的不断发展和工业的增长,对工业硅的需求也在不断增加。
掌握工业硅的生产实用技术对于提高生产效率、降低生产成本具有重要意义。
本手册从工业硅生产的基本原理、工艺流程、设备技术等方面,对工业硅的生产实用技术进行了系统整理和归纳,旨在帮助相关工作者更好地掌握工业硅生产的关键技术,提高生产效率,确保产品质量。
二、工业硅的生产原理工业硅主要通过冶炼石英矿石或冶炼硅矿的方式来生产。
石英矿石主要是SiO2,硅矿则含有SiO2、Fe2O3等杂质。
冶炼的基本原理是通过高温还原反应将石英矿石或硅矿中的二氧化硅还原为金属硅。
三、工业硅生产的工艺流程1. 原料准备:石英矿石或硅矿是工业硅生产的原料,其品质直接影响硅的输出品质。
在准备原料时,需要对原料进行破碎、粉碎和洗选,以确保原料的纯度和适宜颗粒大小。
2. 炉料配比:根据原料的化学成分和含量,需进行合理的配比设计,以保证炉料中硅的含量和熔点的控制。
3. 熔炼过程:将炉料装入电炉或火炉中,通过高温加热和还原反应,使原料中的二氧化硅还原为金属硅。
在熔炼过程中,需要严格控制炉温、炉料温度和还原气氛,以确保反应的进行和硅的产出。
4. 精炼处理:熔炼后的硅块中还含有杂质,需进行精炼处理,如湿法精炼、真空精炼等,以提高硅的纯度。
5. 成品包装:经过精炼处理后的硅块成为成品硅,需要根据客户的要求进行包装,以便运输和使用。
四、工业硅生产的设备技术1. 熔炼炉:对于工业硅的生产,常见的熔炼炉有电弧炉、电阻炉、电石炉等。
这些炉具有不同的优缺点,选择合适的炉型对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。
2. 炉料搅拌技术:为了保证炉料的均匀性和还原反应的进行,需利用搅拌技术对炉料进行搅拌和混合,以确保原料的均匀性和反应的进行。
3. 控温控气技术:熔炼过程需要严格的温度控制和还原气氛控制,因此需要利用先进的控温控气技术,如自动化控制系统、气氛监测系统等。
工业硅技术问答3
![工业硅技术问答3](https://img.taocdn.com/s3/m/bca66b6acaaedd3383c4d32c.png)
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。
解析工业硅的生产工艺与技术
![解析工业硅的生产工艺与技术](https://img.taocdn.com/s3/m/cbad23ae534de518964bcf84b9d528ea81c72f92.png)
解析工业硅的生产工艺与技术工业硅是一种重要的无机化工原材料,广泛应用于电子、光伏、化工等领域。
本文将对工业硅的生产工艺与技术进行解析,包括原料准备、工艺流程、设备选型、能耗控制等方面。
一、原料准备工业硅的主要原料是硅石,其化学成分主要为二氧化硅(SiO2)。
硅石的来源通常有天然矿石和人工合成两种途径。
天然矿石主要有石英石、水晶石等,而人工合成则以石英砂为基础进行高温烧结制备。
二、工艺流程1. 原料处理:对硅石进行粉碎、筛分、清洗等处理,去除杂质和粉尘。
2. 还原冶炼:将经过处理的硅石与还原剂(如焦炭、木炭)混合,进入电炉或高炉进行还原冶炼。
还原冶炼的过程中,主要通过高温和还原剂的反应,使二氧化硅还原为金属硅。
3. 精炼提纯:通过精炼设备,如分馏塔、反应炉等,对还原后的金属硅进行进一步的精炼提纯。
这一步主要是利用物理方法和化学反应去除金属硅中的杂质,提高工业硅的纯度。
4. 冷却成型:将精炼后的工业硅通过冷却设备,如冷却器或连铸机,进行冷却成型。
常见的成型形式包括棒状、块状、颗粒状等。
三、设备选型工业硅的生产过程需要配备一系列的设备,包括原料处理设备、冶炼设备、精炼设备、冷却成型设备等。
在设备选型时,需要考虑生产规模、能耗控制、操作便捷等因素,选择合适的设备。
常见的设备有破碎机、筛分机、热炉、反应器、蒸馏塔、连铸机等。
四、能耗控制工业硅的生产过程中能耗控制是重要的环节。
合理的能耗控制可以降低生产成本、提高生产效率。
能耗控制的关键在于选择高效的设备、优化工艺流程、提高热能利用效率等。
同时,设备的维护保养也是保证能耗控制的重要环节。
结语工业硅的生产工艺与技术涉及原料准备、工艺流程、设备选型和能耗控制等方面。
通过科学合理的生产工艺和技术手段,可以实现高效、稳定、低能耗的工业硅生产。
随着科技的发展和工艺的改良,工业硅的生产工艺与技术也将不断提升和创新,为工业硅的应用提供更好的技术支持。
工业硅技术问答
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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。
工业硅 未来科技的关键材料
![工业硅 未来科技的关键材料](https://img.taocdn.com/s3/m/4a24e7b0710abb68a98271fe910ef12d2af9a922.png)
工业硅未来科技的关键材料工业硅: 未来科技的关键材料工业硅,在现代科技领域中扮演着重要的角色。
作为一种重要的材料,工业硅被广泛应用于电子、光伏、半导体等行业。
其独特的化学性质和物理性质,使得工业硅成为未来科技发展中不可或缺的关键材料。
一、工业硅的物理和化学性质工业硅,即多晶硅,是由高纯度硅(Si)制成的一种材料。
它具有一系列独特的物理和化学性质,使得其广泛应用于各个领域。
首先,工业硅具有良好的导电性能。
由于硅原子间的共价键结构,其带电载流子能够自由传导,使得硅具有很低的电阻率。
这使得工业硅成为制造半导体器件、集成电路和太阳能电池等高效能电子器件的理想材料。
其次,工业硅表现出良好的化学稳定性。
它在常温下对氧气、水蒸气和大多数酸碱都具有高度的稳定性。
这使得工业硅能够在恶劣的环境下工作,同时也增加了其在化工和材料科学领域的应用潜力。
最后,工业硅具有优异的光学特性。
硅晶体具有高折射率和低散射特性,能够有效地传输光信号。
这使得工业硅在光电子器件、光纤通信和激光技术等领域具有广泛应用。
二、工业硅在电子行业的应用工业硅在电子工业中扮演着重要的角色。
由于其导电性能优异,硅材料成为制造半导体器件和集成电路的首选材料。
半导体器件是电子行业中最重要的元件之一。
工业硅可以通过掺杂和加工来制备具有特定电性的半导体器件,如二极管、晶体管和功率场效应晶体管等。
这些器件被广泛应用于电子计算机、通信设备和消费电子产品中。
而集成电路则是电子行业中的核心产品。
工业硅作为集成电路的基底材料,通过多层薄膜沉积、光刻和蚀刻等工艺制造出复杂的电子电路。
这些集成电路广泛应用于计算机芯片、手机处理器和人工智能芯片等高科技产品中。
三、工业硅在光伏行业的应用光伏技术是可再生能源领域中的核心技术之一。
而工业硅作为光伏电池的主要材料,对于推动可再生能源发展起到了至关重要的作用。
光伏电池是将太阳能转化为电能的装置。
工业硅通过高纯度提纯和单晶或多晶生长技术,制备出具有特定结构和能量带隙的硅片。
工业硅基础知识系列之:有机硅
![工业硅基础知识系列之:有机硅](https://img.taocdn.com/s3/m/3d0180db846a561252d380eb6294dd88d0d23d09.png)
工业硅基础知识系列之:有机硅有机硅化合物是指含有硅碳键的化合物,且至少有一个有机基团通过硅碳键结合到硅原子上。
如甲基硅烷CH3SiH3、二甲基二氯硅烷(C2H5)2SiCl2等都是有机硅化合物,而SiC、Si3N4等则属于无机硅化合物。
自然界中至今未发现有机硅化合物的存在,只有在动物羽毛和禾本科植物中发现有硅酸酯类化合物,但这类物质并不含有硅碳键(Si-C),而只是含有硅-氧碳键(Si—O—C)。
有机硅高聚物的种类繁多,包括聚硅氧烷、聚硅烷、聚碳硅烷、聚氮硅烷等。
有机聚硅氧烷是其中最重要的一类,其结构可表示如下:其中,R为有机基团(如甲基、苯基等);n为硅原子上连接的有机基团数(n =1、2、3), m为聚合度。
一般认为的有机硅材料主要就是指以含聚硅氧烷主链的低聚或高聚物。
有机聚硅氧烷之所以有广泛的用途,主要由于它们具有其他高分子材料所无法比拟的独特性能:如耐高温、耐低温、防潮、绝缘、耐腐蚀、耐老化及生理惰性等。
有机硅高分子产品品种非常多样,有液体(硅油)、弹性体(硅橡胶)、树脂、乳液等,它们在宇航、航空、电气、电子、轻工、机械、化工、建筑、农业、医学、日常生活等方面均已得到广泛的应用。
有机硅材料在它的组成中既有无机硅氧烷链,又含有有机基团,是一种典型的半无机高分子。
而正是这种结构特点使它成为一种很特殊的高分子材料,并具有其它材料所不能同时具备的耐高温、阻燃、电气绝缘、耐辐射和生理惰性等一系列优良性能。
特别值得一提的是,有机硅工业的发展史不同于通用合成材料。
通用合成材料是以原料制造工艺、大型生产技术及产品的加工为中心发展的;而有机硅则是以产品开发为中心而发展的。
在近几十年来,有机硅单体的生产工艺变化不大,而有机硅技术重点主要在于产品应用上,如有机基团的引入、聚合物结构和交联技术等方面。
有机硅材料可以根据需要,设计出各种不同分子结构以满足各行各业不同场合下的使用要求。
在设计多用途产品时,可以采取下列途径。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/75d06461a4e9856a561252d380eb6294dc882264.png)
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。
工业硅起停产成本 -回复
![工业硅起停产成本 -回复](https://img.taocdn.com/s3/m/c3bea7ba05a1b0717fd5360cba1aa81144318fc6.png)
工业硅起停产成本-回复工业硅是一种广泛应用于电子、光伏、化工等领域的重要原材料,其起停产对整个产业链都会产生深远的影响。
本文将通过一步一步的回答,探讨工业硅的起停产成本。
第一步:工业硅为何需要停产?工业硅生产是一个复杂的过程,需要大量的能源和原材料。
在一些特殊情况下,工业硅生产需要停产。
以下是一些可能导致工业硅停产的原因:1. 供应不足:工业硅的原料是硅石,然而硅石并不是无限供应的。
当硅石的供应不足时,工业硅的生产就会受到限制,甚至需要停产。
2. 环境要求:工业硅生产过程中会产生大量的二氧化硅(石英)尘和废水。
如果工业硅生产企业无法达到环保要求,相关部门可能会要求停产整顿。
3. 经济因素:工业硅市场需求较为波动,当市场需求下滑时,为了避免库存积压,工业硅企业可能会选择停产。
第二步:工业硅停产对企业的成本影响如何?工业硅停产对企业的成本影响是显而易见的。
以下是几个主要的方面:1. 人力成本:停产意味着人们将无事可做,但仍需要支付员工的薪水。
这将加重企业财务负担。
2. 生产线维护成本:停产期间,企业需要对生产线进行维护和保养,以保证设备在重新启动时能够正常运行。
这将涉及到设备维修、清洁和检查等方面的支出。
3. 原材料损失:停产期间,企业无法继续采购原材料。
如果原材料不易保存或保存时间有限,那么停产造成的原材料损失就会成为企业的直接成本。
4. 销售机会损失:工业硅是一个广泛应用的原材料,如果停产导致无法满足市场需求,企业可能会失去销售机会,这将对企业的盈利能力产生负面影响。
第三步:工业硅停产对产业链的影响如何?工业硅作为重要的原材料,其停产将对整个产业链产生广泛的影响,包括以下几个方面:1. 上游供应商:硅石是工业硅的主要原料,停产将导致硅石供应商的市场需求下降,可能面临库存积压和价格下跌的风险。
2. 下游生产企业:工业硅是其他行业的重要原材料,如电子、光伏和化工等。
停产将导致这些行业生产受限,可能出现供应短缺和价格上涨的情况。
解析工业硅的生产工艺与技术创新
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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。
工业硅 未来科技的核心材料
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工业硅未来科技的核心材料工业硅: 未来科技的核心材料简介:工业硅(Industrial Silicon),也被称为冶金硅(Metallurgical Grade Silicon),是一种重要的冶金原料和半导体材料。
它由硅石经高温熔炼制得,被广泛应用于各种工业领域,特别是作为半导体材料在电子、光电和其他高科技领域的重要应用。
本文将探讨工业硅作为未来科技的核心材料的重要性和潜力。
一、工业硅的基本特性工业硅具有以下基本特性,使其成为未来科技中不可或缺的核心材料:1. 高纯度:工业硅的纯度可达99.9%以上,其高纯度保证了材料在电子器件中的稳定性和可靠性。
2. 耐高温性:工业硅具有较高的熔点和较低的热膨胀系数,使其能够在高温环境下保持稳定性,适用于各种高温工艺。
3. 半导体特性:工业硅可以通过掺杂来调整其导电性能,使其成为传感器、发光二极管(LED)以及太阳能电池等器件中的重要材料。
4. 强度高:工业硅具有良好的机械强度和硬度,能够承受复杂的工艺要求和环境压力。
二、工业硅在电子领域的应用1. 半导体制造:工业硅广泛用于半导体制造过程中的晶圆制备和芯片制造,其高纯度和导电性能保证了芯片的质量和稳定性。
2. 光电器件:工业硅作为半导体材料,可以用于制造发光二极管(LED)、激光器和光电二极管等器件,广泛应用于照明、通信和显示等领域。
3. 太阳能电池:工业硅是制造太阳能电池的主要材料之一,其高纯度和导电性能决定了太阳能电池的效率和稳定性。
三、工业硅在其他领域的应用潜力1. 新能源领域:工业硅在储能设备、核能和风能等新能源领域有着重要的应用潜力。
例如,在储能设备中,工业硅可以作为电池的关键组成部分。
2. 生物医药领域:工业硅作为生物医药中的载体材料,可以用于药物控释和生物组织工程等领域,有助于提高药物的疗效和治疗效果。
3. 新材料领域:工业硅可以与其他材料相结合,用于制备复合材料,具有轻质、高强度和耐高温的特性,在航空航天和汽车制造等领域具有广阔的应用前景。
工业硅品质控制与检测技术
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工业硅品质控制与检测技术工业硅是一种重要的原材料,在许多行业中都有广泛的应用,如电子、光伏、航天等领域。
为了确保工业硅的质量,有效的品质控制与检测技术是必不可少的。
本文将探讨工业硅品质控制与检测技术的相关内容。
一、工业硅的品质控制1. 原材料选择工业硅的品质控制从选择原材料开始。
硅石是工业硅的主要原料之一,其矿石的纯度、含杂质的种类和含量等均对工业硅的品质有重要影响。
因此,在采购硅石时,要选择质量优良、纯度高的原材料,以确保生产的工业硅符合相关标准和要求。
2. 生产过程控制工业硅的生产过程中,各个环节的控制至关重要。
这包括矿石破碎、洗选、熔炼、精炼等过程。
在每个环节中,需要严格控制工艺参数,如温度、压力、时间等,以确保工业硅的纯度、均匀度以及其他物理、化学性能达到要求。
3. 产品检验工业硅的品质控制还需要进行产品的检验。
常见的检验项目包括:硅含量、杂质含量、颗粒度分布、氧化物含量、晶体结构等。
通过对这些指标的检测,可以判断工业硅是否符合标准要求,以及是否适合特定的应用领域。
二、工业硅的检测技术1. 原材料分析技术原材料的分析是工业硅品质控制的基础。
常用的原材料分析技术包括:X射线荧光光谱法(XRF)、原子吸收光谱法(AAS)、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)等。
这些技术可以准确测定硅石中的主要元素和杂质元素的含量,为后续工艺控制提供依据。
2. 工艺参数监测技术工业硅的生产过程中,控制各个环节的工艺参数对产品的质量至关重要。
常用的工艺参数监测技术包括:温度传感器、压力传感器、流量计等。
这些设备可以实时监测关键参数的数值,并通过反馈控制系统进行调整,以确保工业硅的质量稳定。
3. 产品质量分析技术工业硅的产品质量分析需要涉及到多个方面的指标。
常用的产品质量分析技术包括:扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱仪(IR)等。
这些技术可以从外观、形态或者物理、化学性能的角度对工业硅进行分析,以确定其品质和适用性。
解析工业硅的生产工艺与技术
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解析工业硅的生产工艺与技术工业硅是一种重要的无机材料,广泛应用于电子、光伏等领域。
生产工业硅的工艺与技术对其质量和性能具有重要影响。
本文将对工业硅的生产工艺与技术进行解析,并探讨其在实际应用中的应用前景。
1. 工业硅的生产工艺工业硅的生产主要经过原料处理、冶炼、精炼和晶圆切割等过程。
首先,原料处理包括去除杂质、矿石破碎和分类等步骤,确保原料的纯度。
然后,经过冶炼过程将原料转化为金属硅,通常采用电石炉或高温电弧炉进行冶炼。
精炼环节主要通过氧化冶炼、抽气等方法去除杂质,提高硅的纯度。
最后,晶圆切割是将纯度较高的硅块切割成片,用于电子元件的制造。
2. 工业硅的生产技术在工业硅的生产中,有几项关键的生产技术值得关注。
首先,金属硅的冶炼需要控制合适的温度和熔炼条件,以确保硅的纯度和质量。
其次,精炼过程需要严格控制氧化冶炼和抽气的参数,以去除杂质和气泡。
同时,晶圆切割需要使用高精度的切割设备和技术,以保证硅片的质量和尺寸。
此外,工业硅的生产还需要注意能源消耗和环境污染等问题,在技术上实现节能减排,提高资源利用率。
3. 工业硅的应用前景工业硅作为一种重要的无机材料,具有广泛的应用前景。
首先,它在电子领域中被广泛应用于半导体材料的制造,包括集成电路、太阳能电池等。
其次,在光伏领域中,工业硅被用于制造太阳能电池,实现太阳能的转化利用。
此外,在化工、冶金和建筑等行业中,工业硅也有广泛的应用,例如制造硅橡胶、硅酮等。
总之,工业硅的生产工艺与技术对其质量和性能具有重要影响。
通过合理控制生产工艺和采用先进的生产技术,可以提高工业硅的纯度和质量,并广泛应用于电子、光伏等领域。
在未来的发展中,工业硅有望在更多领域发挥重要作用,推动科技和产业的发展。
工业硅 筛选
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工业硅筛选
(原创实用版)
目录
1.工业硅的概述
2.工业硅的筛选方法
3.工业硅的应用领域
正文
一、工业硅的概述
工业硅,又称硅素,化学符号为 Si,是一种非金属元素,位于元素周期表的第 14 族,属于半导体材料。
工业硅在工业生产中具有广泛的应用,尤其在钢铁、铝合金、化学品、半导体等领域具有举足轻重的地位。
二、工业硅的筛选方法
1.酸洗法:酸洗法是利用硅与氢氟酸、硝酸等酸性溶液发生化学反应,将硅杂质去除的一种筛选方法。
这种方法具有筛选效果好、操作简便等优点,但同时会产生大量的废液,需要进行妥善处理。
2.浮选法:浮选法是将硅矿石与水、气泡、浮选剂混合,使硅矿物粒子与气泡相结合,浮于矿浆表面,然后通过刮渣器将浮渣刮出,达到筛选的目的。
这种方法具有选矿效率高、环保等优点。
3.磁选法:磁选法是利用磁性物质对硅矿物的吸附作用,通过磁力将硅矿物与其他杂质矿物分离的一种筛选方法。
这种方法适用于磁性硅矿物的筛选,具有操作简便、筛选效率高等优点。
三、工业硅的应用领域
1.钢铁行业:工业硅主要用于生产高品质钢材,可以提高钢铁的硬度、强度、抗腐蚀性能等。
2.铝合金行业:工业硅作为铝合金的主要成分之一,可以提高铝合金的熔点、硬度、抗拉强度等性能。
3.化学品行业:工业硅可用于制造硅化合物,如硅酸钠、硅酸钾等,这些化合物广泛应用于水处理、陶瓷釉料、防火材料等领域。
4.半导体行业:高纯度工业硅是半导体产业的关键原材料,用于制造芯片、太阳能电池等高科技产品。
综上所述,工业硅在多个领域具有广泛的应用,其筛选方法也随着技术的发展不断改进。
解析工业硅的生产工艺与技术
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解析工业硅的生产工艺与技术工业硅,作为现代工业中不可或缺的重要原材料,广泛应用于电子、光伏、航天等众多领域。
要了解工业硅,首先得从它的生产工艺与技术入手。
工业硅的生产原料主要包括硅石(二氧化硅含量在 99%以上)、碳质还原剂(如煤炭、石油焦、木炭等)以及少量的铁质原料。
在生产过程中,核心的化学反应是二氧化硅与碳在高温条件下发生还原反应,生成硅和一氧化碳。
目前,工业硅的生产方法主要有两种:电热法和硅热法。
电热法是最常见也是应用最广泛的生产方法。
其工艺流程大致如下:首先,将经过预处理的硅石和碳质还原剂按照一定的比例混合均匀,然后加入电炉中。
电炉通过强大的电流产生高温,通常温度可达到1800 2000 摄氏度。
在这样的高温环境下,二氧化硅和碳发生还原反应,生成液态的工业硅。
液态硅会在电炉底部聚集,经过一段时间的积累后,定期从炉体底部的出料口放出。
放出的液态硅经过浇铸、冷却,形成固态的工业硅产品。
在这个过程中,电炉的设计和操作至关重要。
电炉需要具备良好的保温性能,以减少热量散失,提高能源利用效率。
同时,电极的插入深度和电流的控制也会直接影响到反应的进行和产品的质量。
硅热法相对来说应用较少,但其在特定情况下也有其优势。
硅热法是利用高硅硅铁和硅石作原料,在高温下进行反应生成工业硅。
这种方法的优点是能耗相对较低,但对原料的纯度要求较高,且工艺相对复杂。
在工业硅的生产中,原料的选择和预处理是保证产品质量的重要环节。
硅石的纯度、粒度和杂质含量都会对生产过程和产品质量产生影响。
纯度高、粒度适中的硅石有助于提高反应效率和产品质量。
而碳质还原剂的种类、粒度和固定碳含量也需要严格控制,以确保还原反应的充分进行。
除了原料,生产过程中的控制参数也极为关键。
温度的控制直接关系到反应的速率和程度。
温度过低,反应不充分;温度过高,则会增加能耗并且可能导致杂质的生成。
此外,炉内的气氛控制也非常重要。
合适的气氛可以减少硅的氧化损失,提高产品的收率。
工业硅阶段总结
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工业硅阶段总结一、工业硅是个啥?工业硅呀,就像是工业界的一个小明星呢。
它可不是我们平常生活里看到的那种硅元素那么简单。
这工业硅可是经过好多复杂的工序才产生的哦。
它在好多地方都起着超级重要的作用,就像在很多工业生产里当一个超级助手一样。
二、生产过程那点事儿。
1. 原料准备。
生产工业硅的原料就像做菜的食材一样,得精心准备。
你得有硅石,这可是最主要的材料啦,就像做菜的主菜一样。
还有碳质还原剂,它就像调料一样,能让硅石发生神奇的变化呢。
这些原料的质量可不能马虎,就好比做菜的食材要是不新鲜,做出来的菜肯定不好吃呀。
2. 冶炼环节。
这冶炼过程就像是一场激烈的战斗。
在高温的电炉里,硅石和还原剂开始它们的“化学反应之旅”。
那电炉里的温度可高啦,感觉就像一个小火炉在熊熊燃烧。
在这个过程中,各种物质之间相互作用,慢慢地,工业硅就开始形成了。
不过这个过程可不容易,就像要攻克一个小城堡一样,得小心翼翼地控制各种条件,像温度呀、原料的比例呀等等。
三、工业硅的用途可多啦。
1. 铝合金行业。
在铝合金里,工业硅就像一个小魔法师。
它加入到铝合金中后,能让铝合金变得更加坚固、耐用。
就像给一个小战士穿上了一层更坚硬的铠甲一样。
比如说汽车制造里面,用了含工业硅的铝合金,汽车的零件就更结实,能让汽车跑得更稳更安全呢。
2. 光伏产业。
这可是工业硅大放异彩的地方哦。
在光伏产业里,工业硅是生产多晶硅的重要原料。
就像它是一颗种子,慢慢能长成一棵能发电的大树一样。
随着现在对清洁能源的需求越来越大,工业硅在光伏产业里的地位那可是蹭蹭往上涨,简直就是光伏产业里的小明星呀。
四、市场情况也很有趣。
1. 价格波动。
工业硅的价格就像一个调皮的小孩子,一会儿高一会儿低的。
有时候是因为原料供应的问题,就像食材突然短缺了,那价格就会涨上去。
有时候呢,是因为市场需求的变化,比如说某个行业突然大量需要工业硅了,那价格也会跟着往上跑。
不过有时候,要是生产的企业太多了,供大于求了,价格就会像泄了气的皮球一样往下掉。
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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。
固体SiO的密度为2.13~2.15g/cm 3。
硅的其它化合物:硅与硫的化合物有:SiS、SiS2,高温下易挥发。
硅可以与氢、氮化合生成SiH4、SiH6……和Si2N3、Si3N4等化合物。
硅几乎能与所有非金属生成化合物,如:Si+C=SiCSiC具有良好的耐磨、耐高温性能。
在工业上,SiC是在电阻炉内用硅石、石油焦、木屑等制得的,主要用做磨料、耐火材料和电热元件。
硅可与大多数熔融金属互溶,并生成多种硅化物。
硅的氧化物:硅的氧化物有SiO和SiO2两种。
SiO2熔点为1720℃,沸点为3500℃。
③工业硅的物理化学性质工业硅除含有97%以上的硅外,还含有不同数量的其他元素,除了含有铁、铝、钙等金属元素的氧化物外,尚含有钛、锰、镍,锌、镁等金属元素,约占工业硅的0.08~0.10%,含有氧、碳、硼、磷等非金属杂质,占工业硅的0.2~0.3%。
此外,硅锭中还含有其他一些夹杂物。
一般情况下,工业硅中铁、铝、钙外的各种杂质总量约为工业硅的0.5%,致使工业硅的物理化学性质与元素硅略有不同,其特性值不是一个定数,而是一个范围。
如密度为2.3~2.4g/cm3(20℃时),熔点1410℃左右,电阻率约为1×10-3Ω·cm(1700℃时)。
多种杂质元素及其化合物的存在和参与反应,致使工业硅生产的化学反应机构和生成物及相图等更为复杂。
3.工业硅有哪些用途?工业硅现已广泛用于配制合金、制取高纯半导体材料和有机硅等方面。
(1)配制合金①配制铝基合金:铝硅合金是铸造合金中品种最多、用量最大的合金。
工业用铝硅合金硅含量可达25%。
硅加入铝合金后,可提高合金的强度,增大抗氧化和耐腐蚀能力,密度变小,热膨胀系数小,铸造性能好,合金铸件具有高抗冲击性和高压下的致密性。
②配制铜基合金及其他合金:硅的铜基合金,如硅青铜,有良好的焊接性能,可作储罐,冲击时不易产生火花,可以防爆。
ZQSiD3青铜在海水或石油中有高的抗蚀性。
③制作冷轧硅钢片:钢中加入硅后,能大大改善钢的磁性,增大导磁率,降低磁滞和涡流损失。
含硅4%左右的硅钢片,可用于制造变压器和电机的铁芯。
现在正向生产高硅含量的硅钢发展,外国已能生产含硅12%、冷轧厚度0.08mm的硅钢片。
(2)制造高纯半导体用作半导体的材料种类很多,但最为通用的还是硅和锗。
硅的熔点高、热稳定性好(锗元件的工作温度低于80℃,而硅元件的工作温度可达200℃),且禁带宽度大,资源丰富,硅的应用已超过锗。
当今在新的产业革命浪潮中,社会己进人信息化,用硅半导体制成的集成电路和大型集成电路,在工业发达国家已应用于各个领域,被称为“产业之米”,人们已把20世纪称为“原子能和半导体世纪”。
半导体硅的制取,一般分为两个阶段:工业硅先通过化学、物理方式提纯制取高纯多晶硅,再进一步提纯多晶硅,并将晶体无序排列的多晶硅熔化拉制成单一方向结晶的单晶硅。
单晶硅主要用作集成电路和电子元器件及太阳能电池等各方面。
太阳能电池的研制是近年来随着新能源的开发兴起的,近年来我国正在大力发展太阳能电池产业。
(2)制作有机硅工业硅用于有机硅的发展最快,应用的领域也最广,可合成的产品种类达5000多种,故被称为“工业味精”。
有机硅的制造可分为单体合成、水解、缩合三步。
单体合成,以甲基单体为例,是用200目硅粉与氯化铜按Cu:Si=15:85混合,在270~300℃下通入CH3Cl而制得。
生成1kS甲基单体耗用硅粉0.46kg。
合成的主要反应为:Si十3CH3C1→CH3SiCl2+C2H6此外还可生成(CH3)2SiCl2;(CH3)3SiCl。
通常把CH3SiCl3、(CH3)2SiCl2,(CH3)3SiCl分别称为I甲基、Ⅱ甲基、Ⅲ甲基单体。
除甲基单体外,还有苯基单体,通式为(C6H5)n SiCl4-n(n=1,2,3)。
由这些单体可制成硅橡胶、硅树脂、硅油。
硅橡胶是由极纯的Ⅱ甲基单体水解成极长的硅氧键,在--70℃奎200℃范围内能保持弹性,可做高温垫圈等。
硅树脂是由1甲基与I甲基单体水解缩合成的网状结构体,用于生产绝缘漆、耐热温度达180~200℃,还可用于生产高温涂料。
此外,聚乙烯硅铜钠等树脂。
涂在化工加热蒸发结晶的换热器上,可延缓结垢速度,提高热交换效率。
硅油是由Ⅱ甲基与置甲基单体水解缩合成的链状分子结构油状物,其粘度受温度影响很小,用于高级润滑剂、上光剂、流体弹簧、介电液体等方面,还可加工成无色透明的液体,喷在建筑物上防水。
(4)制作耐高温材料和其他材料制作氮化硅(Si3N4)。
氮化硅是新型的耐热、耐磨、耐腐材料。
它是在氮气氛下,将粒度小于250目的硅粉加热到1250—1400℃而制得:3Si十2N2=Si3N4制作涂面材料。
将硅、碳化硅磨成200目粉末后与其他物质混合,用ZCDP-3型金属喷枪,喷到石墨电极表面,涂层厚0.5~1.0mm,这样可提高电极氧化温度,在相同使用条件下,电极净耗降低17%。
钢件表面渗硅。
钢件在1000~1200℃下的SiCl4相中进行表面渗硅,渗硅过程的机理是:4Fe+3SiCl4→3Si+4FeCi3析出的硅形成Si-Fe扩散层覆盖在钢件表面,可提高钢件的抗腐性能。
用于硅热法冶炼高熔点工业硅或微碳工业硅。
其机理是:MeO十Si→SiO2+Me即硅还原某种金属的金属氧化物。
多数工业硅用硅铁做还原剂,如生产钼铁用75%SiFe,铌铁用90%SiFe,钒铁用90%SiFe。
但少数合金,如含钨80%的钨铁等需用工业硅做还原剂。
把硅、二氧化硅与石灰石等混合,进行水热反应,可生成泡沫铝的发泡剂。
泡沫铝耐火、耐热性能高,易加工,是理想的装饰材料。
人们还研制出把硅、锌和铜的再生物加工成混合物,掺人剧纺织品中,制成不沾附尘土和脏物的权料,这种衣料不需经常洗涤,能经久耐用。
随着国民经济和近代科学技术的发展,工业硅的应用领域和用量仍在不断扩大。
4.我国工业硅产品的标准是什么?不同国家的化学用硅,是根据实际需要按不同标准生产的。
⑴1961年冶金工业部颁布了YB94-60《结晶硅分类及技术条件》,1981年经国家标准总局批准,发布了GB2881-81《工业硅技术条件》如下表:品质代号化学成分,%Si杂质,不大于Fe Al Ca 杂质总和一级甲Si-1A 99.0 0.6 0.4 0.4 1.0 乙Si-1B 99.0 0.5 - 0.5 1.0二级Si-2 98.0 0.7 - 0.5 2.0三级Si-3 97.0 1.0 - 0.8 3.0⑵我国国家技术监督局1991年10月5日发布的GB/T 2881—91《工业硅技术条件》,首次列出了我国的化学用硅标准。
1991年修订的工业硅化学成分如下表:⑶我国国家质量监督检验检疫总局和国家标准管理委员会于2008年3月31日发布的GB/T 2881-2008《工业硅标准》(替代GB/T 2881-1991《工业硅技术条件》)。
标准规定的工业硅化学成分如下表:类别牌号化学成分(质量分数)/% Si,不小于杂质,不大于Fe Al Ca化学Si-A 99.60 0.20 0.10 0.01 Si-B 99.20 0.20 0.20 0.02 Si-C 99.00 0.30 0.30 0.03名称牌号化学成分,% 应用范围Si不小于杂质,不大于Fe Al Ca 杂质总和A级硅Si-A 99.3 0.4 0.2 0.1化学用硅B级硅Si-B 99.0 0.5 0.3 0.2一级硅Si-1 98.5 0.6 - 0.3冶金用硅二级硅Si-2 98.0 0.7 - 0.5三级硅Si-3 97.0 1.0 - 1.0用硅Si-D 98.70 0.40 0.10 0.05冶金用硅99.60 0.20 - 0.05 99.30 0.30 - 0.10 99.30 0.50 - 0.20注1:化学用硅指经化学处理后用于制取有机硅等所用的工业硅,冶金用硅是指冶金方面用于配制铝硅等各种合金所用的工业硅。
注2:硅含量以100%减去杂质含量总和来确定。
注3:分析结果的判定采用修约比较法,数值修约按GB/T 8170的规定进行,修约数位与表中所列极限值数位一致。
注4:如有特殊要求,供需双方另行议定。
5.工业硅生产的任务是什么?工业硅生产的基本任务就是把硅元素从硅石或氧化物中提取出来。
理论上可以通过热分解、还原剂还原和电解等方法生产。
在这三种方法中,最后一种方法属于湿法冶金范畴,在湿法冶金中予以讨论。
第一种方法在实际生产中会带来很多困难,因为组成工业硅的各类元素与氧的亲和力很大,除了少数元素的高价氧化物外,其他的氧化物都很稳定,通常要在2000℃以上才能分解,这样高的温度在实际生产中会带来很多困难,因此目前没有一种工业硅是用热分解方法制取的。