“金属硅”(我国也称工业硅)是上世纪六十年代中期出现的一个商品名称。它的出现与半导体行业的兴起有关。国际通用作法是把商品硅分成金属硅和半导体硅。金属硅是由石英和焦炭在电热炉内冶炼成的产品,主成分硅元素的含量在98%左右(含Si量99.99%的也包含在金属硅内),其余杂质为铁、铝、钙等。半导体硅用于制作半导体器件的高纯度金属硅。是以多晶、单晶形态**,前者价廉,后者价昂。因其用途不同而划分为多种规格。据统计,1985年全世界共消耗金属硅约50万吨,其中用于铝合金的金属硅约占60%,用于有机硅的不足30%,用于半导体的约占3%,其余用于钢铁冶炼及精密陶瓷等。 硅是非金属元素,呈灰色,有金属色泽,性硬且脆。硅的含量约占地壳质量的26%;原子量为28.80;密度为2.33g/m3;熔点为1410°C;沸点为2355°C;电阻率为2140Ω.m。
金属硅广泛应用于冶金、化工、电子等行业。在冶金业中主要是作为非铁基合金的添加剂。硅加入到某些有色金属中时,能提高基体金属的强度、硬度和耐磨性,有时还能增强基体的铸造性能和焊接性能。硅大量应用于铝合金和铝型材工业。金属硅在化工行业主要是用来生产硅基化合物,如硅烷、硅酮、有机硅、硅油等。硅还可用于制造半导体硅、制作硅陶瓷、碳化硅、氮化硅等。
金属硅通常按所含的铁、铝、钙三种主要杂质的含量来分类,主要类型有以下几种:
| #1101 | #2202 | #3303 | #3305 | #441 | #553 |
Si | 99 | 99 | 99 | 99 | 99 | 98.5 |
Fe | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.3 | 0.4 | 0.5 |
Al | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.3 | 0.4 | 0.5 |
Ca | 0.01 | 0.02 | 0.03 | 0.05 | 0.1 | 0.3 |
P | 0.003 | 0.003 | 0.003 | 0.004 | 0.004 | 0.004 |
Ni | 0.03 | 0.03 | 0.03 | / | / | / |
Mn | 0.03 | 0.03 | 0.03 | / | / | / |
Ti | 0.02 | 0.02 | 0.03 | 0.03 | / | / |