Klasyfikacja krzemu metalicznego

Nov 13, 2024 Zostaw wiadomość

Przemysłowa produkcja krzemometalu zazwyczaj obejmuje redukcję krzemionki węglem w piecu elektrycznym. Równanie reakcji chemicznej jest następujące: Równanie reakcji chemicznej dla tego procesu jest następujące:

 

SiO₂ + 2C → Si + 2CO. Powstały krzem ma czystość 97–98% i dlatego jest klasyfikowany jako krzem metaliczny. Materiał następnie topi się i rekrystalizuje, a zanieczyszczenia usuwa się kwasem, uzyskując metaliczny krzem o czystości 99,7–99,8%.

 

Metal krzemowy składa się głównie z krzemu i dlatego ma właściwości podobne do krzemu. Krzem występuje w dwóch postaciach alotropowych: krzemie amorficznym i krzemie krystalicznym. Krzem amorficzny to szary-czarny proszek będący zasadniczo rodzajem mikrokryształu. Krystaliczna struktura krzemu przypomina diament i wykazuje właściwości charakterystyczne dla półprzewodników. Temperatura topnienia krzemu wynosi 1410 stopni, a temperatura wrzenia to - 2355 stopni. Ma twardość w skali Mohsa 7 i jest kruchy. Krzem amorficzny jest reaktywny chemicznie i może gwałtownie palić się w obecności tlenu. W podwyższonych temperaturach reaguje z niemetalami, takimi jak halogeny, azot i węgiel, a także metalami, w tym magnezem, wapniem i żelazem, tworząc krzemki. Krzem amorficzny jest praktycznie nierozpuszczalny we wszystkich kwasach nieorganicznych i organicznych, w tym w kwasie fluorowodorowym. Jest jednak rozpuszczalny w mieszaninie kwasu azotowego i fluorowodorowego. Amorficzny krzem można rozpuścić w stężonym roztworze wodorotlenku sodu w celu uwolnienia gazowego wodoru. Krzem krystaliczny natomiast jest stosunkowo nieaktywny i nie reaguje z tlenem nawet w wysokich temperaturach. Jest nierozpuszczalny we wszystkich kwasach nieorganicznych i organicznych, ale rozpuszczalny w mieszaninie kwasu azotowego i fluorowodorowego oraz w stężonym roztworze wodorotlenku sodu.