Temel performans ve uygulama sınırlarısilikon metali(Si %98'den büyük veya eşit) saflığına göre belirlenir. Demir (Fe), alüminyum (Al) ve kalsiyum (Ca) ana yabancı maddelerdir ve bunların içeriği, metalik silikonun deoksidasyon verimliliğini, alaşım etkisini ve sonraki ürün kalitesini doğrudan etkiler. Safsızlık içeriğinin hassas kontrolü, ileri teknoloji uygulamalara uygunluğun sağlanması- açısından çok önemlidir.
Silikon Metaldeki Fe, Al ve Ca Safsızlıklarının Temel Özellikleri ve Standart Limitleri
| Seviye | Fe içeriği sınırı | Al içerik sınırı | Ca içerik sınırı | Toplam safsızlık içeriği | Temel uygulama senaryoları |
| 553# | %0,5'ten az veya buna eşit | %0,4'ten az veya buna eşit | %0,3'ten az veya buna eşit | %1,3'ten az veya buna eşit | Yaygın alüminyum alaşımları, çelik yapımında deoksidasyon |
| 441# | %0,4'ten az veya buna eşit | %0,4'ten az veya buna eşit | %0,1'den az veya buna eşit | %0,9'dan az veya buna eşit | Üst düzey-alüminyum alaşımları, hassas döküm |
| 3303# | %0,3'ten az veya buna eşit | %0,3'ten az veya buna eşit | %0,03'ten az veya buna eşit | %0,63'ten az veya buna eşit | Fotovoltaik polisilikon, yarı iletkenler |
| 2202# (Birinci Sınıf) | %0,2'den az veya buna eşit | %0,2'den az veya buna eşit | %0,02'den az veya buna eşit | %0,42'den az veya buna eşit | Elektronik-sınıf silikon malzemeler, özel alaşımlar |
Not:Fe ve Al kolayca sert ve kırılgan bileşikler (AlSi₃ ve FeSi₂ gibi) oluştururken Ca, düşük-erime-noktalı kapanımlar oluşturmak üzere oksijen ve kükürt ile kolayca reaksiyona girer. Her üç yabancı madde de içeriğin artmasıyla birlikte metalik silikonun saflığını ve performans stabilitesini azaltır.
Performans ve uygulamalar üzerindeki niceliksel etki
Demirin etkisi
Mekanik özellikler:
Yüksek demir içeriği, silikon metalin mekanik mukavemetini ve sertliğini azaltabilir ve deforme olmasını kolaylaştırabilir.
Oksidasyon reaksiyonu:
Demir, silikon metalinde kolayca oksitlenerek demir oksit oluşturur, bu da silikonun indirgenmesini etkiler ve deoksidasyon etkisini azaltır.
Erime noktası etkisi:
Demirin varlığı silikon metalinin erime noktasını düşürebilir ve eritme işlemi sırasındaki davranışını etkileyebilir.
Alüminyumun etkisi
Eritme performansı:
Alüminyum, silikon metalinin indirgenme kabiliyetini ve kimyasal stabilitesini etkileyen alüminyum silisit oluşturmak üzere silikonla reaksiyona girecektir.
Oksidasyon reaksiyonu:
Alüminyumun oksitlenmesi de kolaydır ve yüksek sıcaklıkta alüminyum oksit oluşturarak silikon metalin saflığını ve indirgeme performansını etkileyebilir.
Kalsiyumun etkisi
Ajan aktivitesinin azaltılması:
Kalsiyum, silikon metalinin indirgeme performansını artırabilir ve oksitlere indirgeme yeteneğini geliştirebilir.
Katı çözünürlük:
Kalsiyumun silikon metalindeki katı çözünürlüğü sınırlıdır. Belirli bir sınırı aşarsa katı bir faz oluşturarak silikonun saflığını ve kafes yapısını etkileyebilir.
Temel Uygulama Senaryoları için Safsızlık İçeriği Sınırları
| Uygulama Senaryosu | Fe Küçük veya eşit | Al Küçük veya eşit | Ca Küçük veya eşit | Önerilen marka |
| Yaygın alüminyum alaşımları, çelik yapımında deoksidasyon | 0.5% | 0.5% | 0.3% | 553# |
| Üst düzey-alüminyum alaşımları, hassas döküm | 0.4% | 0.4% | 0.1% | 441# |
| Fotovoltaik polisilikon, yarı iletkenler | 0.3% | 0.3% | 0.03% | 3303# |
| Elektronik-sınıf organosilikon, özel alaşımlar | 0.2% | 0.2% | 0.02% | 2202# |
Genel olarak, bu safsızlıkların silikon metali üzerindeki etkisi, içeriklerine ve özel uygulama senaryolarına bağlıdır. Endüstriyel üretimde, silikon metalin bileşimi genellikle sıkı bir şekilde kontrol edilir ve belirli teknik gereksinimleri ve uygulama ihtiyaçlarını karşıladığından emin olmak için ayarlanır.
