Производство на метален силиций
Индустриално металният силиций обикновено се произвежда чрез редуциране на силициев диоксид с въглерод в електрическа пещ. Химическата реакция е: SiO2 + 2C дава Si + 2CO. Чистотата на получения по този начин силиций е 97-98 процента, което се нарича метален силиций. След това се разтопява и прекристализира, а примесите се отстраняват с киселина, за да се получи метален силиций с чистота 99,7-99,8 процента.
Класификация по чистота
Металният силиций се класифицира по чистота и профил на примеси: химически клас, около 98-99 процента, за силикони и химически продукти, металургичен клас за алуминиеви сплави и феросплави и степени с по-висока чистота от 99,7 процента и повече за електроника и фотоволтаични приложения.
Двата алотропа на силиция
Основният компонент на металния силиций е силиций, така че има подобни свойства на силиция. Силицият има два алотропа: аморфен силиций и кристален силиций.
Аморфен силицийе сив{0}}черен прах, който всъщност е микрокристал. Той е химически активен, може да гори бурно в кислород, реагира с не-метали като халогени, азот и въглерод при високи температури и може да реагира с метали като магнезий, калций и желязо, за да образува силициди. Той е почти неразтворим в повечето киселини, включително флуороводородна киселина, но е разтворим в смесена киселина от азотна и флуороводородна киселина; концентриран разтвор на натриев хидроксид го разтваря с освобождаване на водород.
Кристален силицийима кристалната структура и полупроводниковите свойства на диаманта, с точка на топене 1410 градуса по Целзий, точка на кипене 2355 градуса по Целзий, твърдост по Моос 7 и крехкост. Той е относително неактивен и не се свързва с кислород дори при високи температури; той е неразтворим в повечето киселини, но е разтворим в смес от азотна-флуороводородна киселина и концентриран разтвор на натриев хидроксид.
Често задавани въпроси
Как се прави метален силиций?Чрез редуциране на силициев диоксид с въглерод в електрическа пещ, SiO2 + 2C дава Si + 2CO, последвано от рафиниране до по-висока чистота.
Каква е разликата между аморфен и кристален силиций?аморфният силиций е сив-черен микрокристален прах, химически активен; кристалният силиций има диамантена структура и полупроводникови свойства, с висока точка на топене и ниска химическа активност.
Каква чистота е металният силиций?Директният продукт от пещта е 97-98 процента; след рафиниране, 99,7-99,8 процента и по-високи.
Какви са основните свойства на кристалния силиций?Кристалният силиций има точка на топене 1410 градуса по Целзий, точка на кипене 2355 градуса по Целзий, твърдост по Моос 7 и свойства на полупроводник от тип диамант-.
За какво се използва метален силиций?Химическият клас служи за силикони и химически продукти, металургичният клас служи за алуминиеви сплави и феросплави, а класовете с висока-чистота служат за електроника и фотоволтаични приложения.
