1. Definicja
Krzem metalurgiczny(znany również jakokrzem przemysłowyLubkrystaliczny krzem) - to krzem o wysokiej czystości wytwarzany w wyniku karbotermicznej redukcji krzemionki (SiO₂) w elektrycznym piecu łukowym. Zwykle zawiera98%-99,5% krzemuz zanieczyszczeniami, takimi jak żelazo (Fe), glin (Al) i wapń (Ca).
2. Główne cechy
Symbol chemiczny: Si
Wygląd: Niebieskawo-szare, kruche, krystaliczne ciało stałe
Poziomy czystości:
Metalurgiczny gatunek krzemu (MG-Si): 97%-99% Si (stosowany w stopach, chemikaliach).
Silikon klasy chemicznej): >99% Si (do produkcji silikonu).
Krzem klasy elektronicznej (EG-Si): 99,9999%+ (do produkcji półprzewodników).
Gęstość: 2,33 g/cm3
Temperatura topnienia: 1414 stopni (2577 stopni F)
Temperatura wrzenia: 3265 stopni (5909 stopni F)
3. Metoda produkcji
Główny proces:Redukcja karbotermicznaw piecach z łukiem krytym.
Surowce: Kwarc (SiO₂) + węgiel (koks naftowy/węgiel/węgiel).
Reakcja:
SiO2+2C1800–2000 stopni Si+2CO↑
Energochłonne: Wymagany12 000-14 000 kWh na tonękrzem
4. Główne zastosowania
Metalurgia:
Stopy aluminium(zwiększyć wytrzymałość i odporność na ciepło).
Stal krzemowa(dla rdzeni transformatorów).
Przemysł chemiczny:
Silikony(uszczelniacze, smary, żywice).
Polikrzem(dla ogniw słonecznych i półprzewodników).
Elektronika:
Silikon o ultrawysokiej czystości dopółprzewodniki, mikroukłady i fotokomórki.
5. Rynek i przemysł
Wiodący producenci: Chiny (~70% światowej produkcji), Norwegia, Brazylia, USA.
Czynniki cenowe: Koszt energii elektrycznej, polityka środowiskowa, zapotrzebowanie na energię słoneczną.
6. Przechowywanie i bezpieczeństwo
Wrażliwy na wilgoć: Należy przechowywać w suchych warunkach, aby zapobiec utlenianiu.
Zapalny: Drobny proszek silikonowy może eksplodować w przypadku uderzenia iskrą.