מושגים בסיסיים של מתכת סיליקון

1. הַגדָרָה

סיליקון מתכתי(ידוע גם בשםסיליקון תעשייתיאוֹסיליקון גבישי) - הוא צורה בטוהר גבוה של סיליקון המיוצר על ידי הפחתת סיליקה (SiO₂) בפחמימות פחמימות בתנור קשת חשמלי. בדרך כלל הוא מכיל98%-99.5% סיליקוןעם זיהומים כמו ברזל (Fe), אלומיניום (Al) וסידן (Ca).

2. תכונות עיקריות

סמל כימי:סי

הוֹפָעָה: כחלחל-אפור, מוצק גבישי שביר

רמות טוהר:

כיתה מתכתית של סיליקון (MG-Si): 97%-99% Si (בשימוש בסגסוגות, כימיקלים).

סיליקון בדרגה כימית): >99% Si (לייצור סיליקון).

סיליקון בדרגה אלקטרונית (EG-Si): 99.9999%+ (עבור ייצור מוליכים למחצה).

צְפִיפוּת: 2.33 גרם/ס"מ³

נקודת התכה: 1414 מעלות (2577 מעלות F)

נקודת רתיחה: 3265 מעלות (5909 מעלות F)

3. שיטת ייצור

תהליך עיקרי:הפחתה קרבותרמיתבתנורי קשת שקועים.

חומרי גלם: קוורץ (SiO₂) + פחמן (קולה נפט/פחם/פחם).

תְגוּבָה:
SiO2​+2C1800–2000 מעלות ​Si+2CO↑

עתיר אנרגיה: חובה12 000-14 000 קוט"ש לטוןסִילִיקוֹן.

4. יישומים עיקריים

מֵטַלוּרגִיָה:

סגסוגות אלומיניום(הגברת החוזק ועמידות החום).

פלדת סיליקון(עבור ליבות שנאים).

תעשייה כימית:

סיליקונים(חומרי איטום, חומרי סיכה, שרפים).

פוליסיליקון(עבור תאים סולאריים ומוליכים למחצה).

אֶלֶקטרוֹנִיקָה:

סיליקון בטוהר גבוה במיוחד עבורמוליכים למחצה, מיקרו-מעגלים ותאי פוטו.

5. שוק ותעשייה

יצרנים מובילים: סין (~70% מהייצור העולמי), נורבגיה, ברזיל, ארה"ב.

גורמי מחיר: עלות חשמל, מדיניות סביבתית, ביקוש לאנרגיה סולארית.

6. אחסון ואבטחה

רגיש ללחות: יש לאחסן בתנאים יבשים כדי למנוע חמצון.

דָלִיק: אבקת סיליקון עדינה עלולה להתפוצץ אם נפגעה מניצוץ.