การผลิตเมทัลลิกซิลิคอน
ในทางอุตสาหกรรม ซิลิคอนโลหะมักผลิตโดยการลดซิลิกาด้วยคาร์บอนในเตาไฟฟ้า ปฏิกิริยาทางเคมีคือ: SiO2 + 2C ให้ Si + 2CO ความบริสุทธิ์ของซิลิคอนที่ผลิตในลักษณะนี้คือร้อยละ 97-98 ซึ่งเรียกว่าซิลิคอนโลหะ จากนั้นจะหลอมละลายและตกผลึกอีกครั้ง และกำจัดสิ่งเจือปนด้วยกรดเพื่อให้ได้ซิลิคอนโลหะที่มีความบริสุทธิ์ 99.7-99.8 เปอร์เซ็นต์
จำแนกตามความบริสุทธิ์
โลหะซิลิคอนจัดประเภทตามโปรไฟล์ความบริสุทธิ์และสิ่งเจือปน: เกรดเคมีประมาณ 98-99 เปอร์เซ็นต์สำหรับซิลิโคนและผลิตภัณฑ์เคมี เกรดโลหะวิทยาสำหรับโลหะผสมอะลูมิเนียมและโลหะผสมเฟอร์โรอัลลอย และเกรดที่มีความบริสุทธิ์สูงกว่า 99.7 เปอร์เซ็นต์ขึ้นไปสำหรับการใช้งานด้านอิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้าโซลาร์เซลล์
สอง Allotropes ของซิลิคอน
ส่วนประกอบหลักของโลหะซิลิคอนคือซิลิคอน ดังนั้นจึงมีคุณสมบัติคล้ายกับซิลิคอน ซิลิคอนมีสอง allotropes: ซิลิคอนอสัณฐานและซิลิคอนผลึก
ซิลิคอนอสัณฐานเป็นผงสีเทา-สีดำที่จริงๆ แล้วเป็นไมโครคริสตัล มีฤทธิ์ทางเคมี สามารถเผาไหม้อย่างรุนแรงในออกซิเจน ทำปฏิกิริยากับโลหะที่ไม่ใช่- เช่น ฮาโลเจน ไนโตรเจน และคาร์บอนที่อุณหภูมิสูง และสามารถทำปฏิกิริยากับโลหะ เช่น แมกนีเซียม แคลเซียม และเหล็ก เพื่อสร้างซิลิไซด์ แทบไม่ละลายในกรดส่วนใหญ่รวมทั้งกรดไฮโดรฟลูออริก แต่ละลายได้ในกรดผสมของกรดไนตริกและกรดไฮโดรฟลูออริก สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้นละลายด้วยการปล่อยไฮโดรเจน
ผลึกซิลิคอนมีโครงสร้างผลึกและคุณสมบัติเซมิคอนดักเตอร์เหมือนเพชร มีจุดหลอมเหลว 1,410 องศาเซลเซียส จุดเดือด 2,355 องศาเซลเซียส ความแข็งโมห์เท่ากับ 7 และความเปราะบาง มันค่อนข้างไม่ทำงานและไม่รวมกับออกซิเจนแม้ที่อุณหภูมิสูง มันไม่ละลายในกรดส่วนใหญ่ แต่ละลายได้ในกรดไนตริกผสม-กรดไฮโดรฟลูออริกและสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น
คำถามที่พบบ่อย
โลหะซิลิคอนเกิดขึ้นได้อย่างไร?ด้วยการลดซิลิกาด้วยคาร์บอนในเตาไฟฟ้า SiO2 + 2C จะให้ Si + 2CO ตามด้วยการกลั่นให้มีความบริสุทธิ์สูงขึ้น
อะไรคือความแตกต่างระหว่างซิลิคอนอสัณฐานและผลึกซิลิคอน?ซิลิคอนอสัณฐานเป็นผงไมโครคริสตัลไลน์สีเทา-สีดำ มีฤทธิ์ทางเคมี ผลึกซิลิคอนมีโครงสร้างเพชรและคุณสมบัติเซมิคอนดักเตอร์ มีจุดหลอมเหลวสูงและมีฤทธิ์ทางเคมีต่ำ
โลหะซิลิคอนมีความบริสุทธิ์เท่าใด?ผลิตภัณฑ์เตาโดยตรงคือร้อยละ 97-98; หลังการกลั่นร้อยละ 99.7-99.8 ขึ้นไป
คุณสมบัติที่สำคัญของผลึกซิลิคอนคืออะไร?ผลึกซิลิคอนมีจุดหลอมเหลว 1,410 องศาเซลเซียส จุดเดือด 2,355 องศาเซลเซียส ความแข็งโมห์เท่ากับ 7 และคุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์ประเภทเพชร-
โลหะซิลิคอนใช้ทำอะไร?เกรดเคมีใช้สำหรับซิลิโคนและผลิตภัณฑ์เคมี เกรดโลหะสำหรับอลูมิเนียมอัลลอยด์และโลหะผสมเฟอร์โรอัลลอย และเกรดความบริสุทธิ์สูง-ใช้สำหรับงานอิเล็กทรอนิกส์และเซลล์แสงอาทิตย์
