Endüstriyel silikon (bazı bölgelerde "metalurjik silikon" olarak da adlandırılır), silika (SiO₂) ve karbonun bir elektrik ark ocağında eritilmesiyle üretilen sentetik silikon- bazlı bir ürünü ifade eder. Endüstriyel uygulamalarda kullanılan tüm silikon ürünlerini kapsayan genel bir terimdir (yüksek-saflıkta yarı iletken-sınıf silikon hariç). Temel özelliği, derecesini belirleyen demir (Fe), alüminyum (Al) ve kalsiyum (Ca) gibi farklı seviyelerde yabancı maddelerle birlikte %98,0 ile %99,5 arasında değişen bir silikon içeriğidir.
Endüstriyel silikon, ferroalyajlar, kimyasallar ve düşük{0}}orta-orta saflıkta silikon-bazlı ürünler için temel bir hammadde görevi görür. Genellikle sabit bir yüksek{10}}saflık eşiğinden ziyade safsızlık içeriğine (örneğin, Fe-Al-Ca toplamı %0,5'ten az veya eşit veya %1,0'dan az veya eşit) göre sınıflandırılır.
Silikon metali%99,5 veya daha yüksek (tipik olarak %99,5–%99,9) silikon içeriği ve son derece düşük safsızlık seviyeleri ile tanımlanan, endüstriyel silikonun yüksek-saflıktaki bir alt kümesidir. Ana safsızlıklar (Fe, Al, Ca) sıkı bir şekilde kontrol edilir-birinci sınıf kaliteler için bu üç elementin toplam içeriği genellikle %0,3'ten az veya eşittir (örneğin, Fe %0,2'den az veya eşittir, Al %0,1'den az veya eşittir, Ca %0,05'ten az veya eşittir).
Adındaki "metal", yüksek saflığını ve metalik parlaklığını vurgulamaktadır (daha mat bir görünüme sahip olan daha düşük-saflıktaki endüstriyel silikonla karşılaştırıldığında). Yüksek-kaliteli alaşımlar ve gelişmiş seramikler gibi üstün kimyasal stabilite ve fiziksel özellikler gerektiren uygulamalar için özel olarak tasarlanmıştır.
Uygulamalar: Saflık Gereksinimlerine Göre Uyarlanmıştır
Silikon metal ile endüstriyel silikon arasındaki en önemli fark, uygulama senaryolarında yatmaktadır-saflık, hangi sektörlere hizmet ettiklerini doğrudan belirler. Aşağıda bunların birincil kullanım durumları verilmiştir:
Endüstriyel Silikon Uygulamaları (%98,0–%99,5 Saflık)
Endüstriyel silikonun maliyet-etkinliği ve orta derecede saflığı, onu hacim-odaklı, düşük- ila-orta hassasiyetli uygulamalar için ideal kılar:
Ferroalyaj Üretimi:
Üretim için-kullanılan en büyük uygulamaferro silikon (FeSi)çelik üretiminde önemli bir deoksidasyon maddesidir. Endüstriyel silikon, erimiş çelikten oksijeni uzaklaştıran ve dayanıklılığını artıran FeSi'yi oluşturmak için demirle reaksiyona girer.
Alüminyum Alaşımlama:
Otomotiv parçaları (ör. motor blokları), inşaat malzemeleri (ör. alüminyum profiller) ve ambalaj folyoları için yüksek-mukavemetli alüminyum alaşımları üretmek amacıyla alüminyuma eklenir. Alüminyumun aşınma direncini ve ısı iletkenliğini arttırır.
Kimyasal Ara Maddeler:
Deterjanlar, yapıştırıcılar ve su arıtma kimyasalları için silikon tetraklorür (SiCl₄) ve sodyum silikat (su bardağı) gibi temel silikon bileşiklerinin üretiminde kullanılır.
Düşük-Seviyeli Seramikler:
Yüksek saflığın gerekli olmadığı refrakter tuğlalar, seramik karolar ve aşındırıcıların (örneğin silisyum karbür) imalatı.
Silikon Metal Uygulamaları (%99,5 Saflıktan Büyük veya Eşit)
Silikon metalin yüksek saflığı, safsızlık seviyelerinin ürün performansını doğrudan etkilediği-son teknoloji, hassas-odaklı endüstriler için onu uygun kılar:
Yüksek-Kaliteli Alaşımlar:
Havacılık (örneğin uçak gövdeleri), denizcilik (örneğin gemi gövdeleri) ve askeri uygulamalara yönelik özel alüminyum alaşımlarının üretimi. Düşük Fe/Al/Ca içeriği alaşımdaki kırılgan fazları önler.
Organosilikon Endüstrisi:
Sızdırmazlık malzemeleri, yağlayıcılar, kozmetik ürünler (örn. saç kremleri) ve tıbbi cihazlarda kullanılan silikonların (polisiloksanlar) üretimi için temel hammadde. Yüksek saflık, silikonun kimyasal stabilitesini ve biyouyumluluğunu sağlar.
Gelişmiş Seramikler:
imalatısilikon nitrür (Si₃N₄)Vesilisyum karbür (SiC)yüksek- sıcaklıktaki bileşenler (örneğin, gaz türbini kanatları), kesici aletler ve yarı iletken plakalar için seramikler. Saflık, seramik yapılarda kusur oluşumunu engeller.
Güneş PV Endüstrisi:
Düşük-dereceli silikon metali (%99,5–%99,7) güneş enerjisi-derecesinin öncüsüdürpolisilikonGüneş paneli hücrelerinde kullanılır. Safsızlık kontrolü, yüksek fotoelektrik dönüşüm verimliliği sağlar.
SSS
- Q: Yarı iletken-sınıf silikon, silikon metal ile aynı mıdır?
C: Hayır. Yarı iletken-sınıfı silikonun saflığı %99,9999'a (6N+) eşit veya daha büyük olup, silikon metalinin %99,5–%99,9'undan çok daha yüksektir. Ek arıtma adımları (örneğin, bölge eritme) gerektirir ve ayrı bir kategoridir.
- Q:Endüstriyel silikon, silikon metaline yükseltilebilir mi?
C: Evet, ancak maliyeti-çok yüksek. Endüstriyel silikonun iyileştirilmesi, yeniden eritme ve yoğun saflaştırma gerektirir; bu, doğrudan yüksek-saflıktaki ham maddelerden silikon metali üretmekten daha pahalıdır.
- Q:Silikon metali neden endüstriyel silikondan daha pahalıdır?
C: Yüksek-saflıktaki ham maddeler (ör. %99 silis kumu) sıradan silis kumundan 2–3 kat daha pahalıdır ve-işleme sonrası adımlar (asit liçi, vakumlu rafine etme) üretim maliyetlerine %20–%30 oranında katkıda bulunur.
