الأسئلة الشائعة لمشتري معدن السيليكون: الدرجات والإنتاج والخصائص والاستخدامات

ما هو معدن السيليكون ومن أين يأتي؟

معدن السيليكون، ويسمى أيضًا السيليكون المعدني أو السيليكون الصناعي، هو الشكل العنصري للسيليكون بالرمز Si والرقم الذري 14. وهو مادة صلبة وهشة وبلورية ذات بريق معدني رمادي مزرق-. كيميائيا يتصرف كشبه فلز مع أربعة إلكترونات التكافؤ، وهو شبه موصل في الحالة النقية. ويبلغ وزنه الذري 28.0855، ودرجة انصهاره حوالي 1414 درجة مئوية، ودرجة غليانه حوالي 3265 درجة مئوية. يتم توفيره تجاريًا كمواد مقطوعة ذات سطح كسر رمادي-فضي، وهو نقطة البداية للفيروسيليكون، وسبائك الألومنيوم-السيليكون، والسيليكونات وسلسلة الخلايا الكهروضوئية والإلكترونية بأكملها.

سلسلة التوريد من الكوارتز إلى صنبور الفرن

يبدأ مسار الإنتاج بالسيليكا على شكل كوارتز أو كوارتزيت، والتي يتم استخراجها وسحقها وغسلها وتصنيفها إلى حجم يمكن التحكم فيه قبل أن يتم شحنها. يتم بعد ذلك اختزال السيليكا المتدرجة باستخدام مادة اختزال محملة بالكربون- في فرن القوس المغمور، حيث يتم التفاعل عند درجات حرارة أعلى بكثير من 1800 درجة مئوية. يتم استغلال السيليكون المنصهر، وتبريده وصبه، ثم سحقه وغربلته في نطاقات الحجم التي يطلبها العميل. تبدأ عملية التحكم في الشوائب في ساحة المواد الخام: حيث يحدد محتوى الشحنة من الحديد والألومنيوم والكالسيوم ونظافة المادة المختزلة واستقرار تشغيل الفرن درجة النقاء التي يمكن استغلالها.

المواد الخام: كتلة السيليكا ومختزل الكربون، كلاهما يتم فحصهما على نطاق ضيق الحجم من أجل نفاذية الفرن.

الصهر: فرن القوس المغمور، الاختزال المستمر للسيليكا إلى السيليكون المنصهر.

الصب والسحق: التبريد المتحكم فيه، ثم السحق والغربلة في نطاقات تحجيم تجارية.

التشطيب: إزالة-الغبار والفصل المغناطيسي والتعبئة، مع أخذ العينات للتحليل المعتمد.

الدرجات التجارية وحدود نجاستها

ويتم تداول معدن السيليكون حسب رمز الدرجة، ويذكر الكود سقوف الشوائب للحديد والألومنيوم والكالسيوم بأعشار في المائة بهذا الترتيب. وبالتالي فإن الدرجة 553 تسمح بما يصل إلى 0.5 بالمائة من الحديد و0.5 بالمائة من الألومنيوم و0.3 بالمائة من الكالسيوم، والرقم الأقل يعني دائمًا منتجًا أنقى وأكثر تكلفة. تم توضيح اصطلاح التسمية والحدود المقابلة في GB/T 2881، ويجب على المشترين ذكر المعيار مع الدرجة بحيث تكون متطلبات التحليل لا لبس فيها.

هناك نقطتان عمليتان تتبعان الجدول. أولاً، لا يمكن الحكم على الدرجة بناءً على محتوى الحديد وحده؛ يتحرك الألمنيوم والكالسيوم بشكل مستقل ويهيمنان على سلوك المادة في عملية العميل. ثانياً، يجب أن تمثل العينات الكمية، لأن المادة المقطوعة غير متجانسة والعينة المأخوذة من سطح كيس كبير لا تعتبر دليلاً على متوسط ​​التحليل.

الخصائص الفيزيائية والتطبيقات عبر الصناعة

يتمتع معدن السيليكون بنقطة انصهار عالية، وثبات جيد عند درجة حرارة مرتفعة، وموصلية كهربائية معتدلة، وكثافة منخفضة لمادة ذات مظهر معدني-. من الناحية الميكانيكية، فهو صلب وهش، مع معامل تمدد حراري منخفض. إنه يقاوم التآكل في العديد من البيئات لأن طبقة الأكسيد الرقيقة تتشكل بشكل طبيعي على السطح، وهذا هو السبب أيضًا في أنه يعمل بشكل جيد كعنصر صناعة السبائك في الألومنيوم وكمادة مضافة لإزالة الأكسدة في الفولاذ. بالنسبة للمعالجة والتخزين، فإن نفس الهشاشة تعني أن المادة يمكن أن تولد غرامات إذا تم إسقاطها بشكل متكرر من ارتفاع، لذلك يجب أن تظل نقاط النقل في المصنع قصيرة.

سبائك الألومنيوم: تعمل إضافات السيليكون على تحسين السيولة والقوة ومقاومة التآكل لمكونات الألومنيوم المصبوب.

صناعة الصلب: يستخدم السيليكون لإزالة الأكسدة، والسيليكون الصناعي هو مادة خام لإنتاج الفيروسيليكون.

السيليكون: معدن السيليكون هو الأساس لسوائل السيليكون والمواد المانعة للتسرب والمواد اللاصقة ومواد التشحيم والعديد من منتجات العناية الطبية والشخصية.

الخلايا الكهروضوئية: السيليكون عالي النقاء هو المادة الأساسية للخلايا الشمسية.

الإلكترونيات: يُستخدم السيليكون من فئة أشباه الموصلات- في الدوائر المتكاملة والأجهزة المنفصلة.

المواد الكيميائية: يتم استهلاك السيليكون في إنتاج الكلوروسيلان والمواد الكيميائية الوسيطة الأخرى.

التعامل والسلامة وسياق السوق

معدن السيليكون ليس غبارًا حميدًا. يمكن أن تشكل الكسور الدقيقة مخاوف تتعلق بالجهاز التنفسي وقابلية الاشتعال، كما تمثل المواد المنصهرة أو الساخنة خطر الحروق في منطقة الفرن. تتضمن مجموعة التحكم العملية استخراج الغبار والتهوية في محطات التكسير والغربلة والتعبئة، وحماية الجهاز التنفسي وحماية العين للمشغلين المعرضين، وقواعد القفازات والملابس حول المواد الساخنة، والتدبير المنزلي لتجنب تراكم الغبار، والتدريب الموثق لكل من يتعامل مع المواد. وينبغي التحقق من الامتثال لقواعد التعرض المهني والنقل المطبقة محلياً، لأن المتطلبات تختلف بين الولايات القضائية وبين الطرف المعدني والسوق الأعلى نقاءً.

ومن ناحية السوق، تعد الصين أكبر منتج لمعدن السيليكون، ويتركز الاستهلاك في تطبيقات الألومنيوم والكيماويات والطاقة الكهروضوئية. وكان الطلب على الطاقة المتجددة والمركبات الكهربائية وسلسلة الإلكترونيات المصدر الرئيسي للنمو في السنوات الأخيرة، في حين يستجيب العرض لتوافر الطاقة وضوابط الإنتاج في مناطق الصهر. بالنسبة للمشتري، فإن هذا المزيج يدافع عن الحجم المتعاقد عليه بدرجة محددة، ونطاق حجم محدد وتحليل موثق بدلاً من الشراء الفوري الانتهازي وحده.

الأسئلة المتداولة

س: ما الفرق بين معدن السيليكون والفيروسيليكون؟
فمعدن السيليكون عبارة عن سيليكون عنصري، في حين أن الفيروسيليكون عبارة عن سبيكة-سيليكون حديدية يتم إنتاجها من الكوارتز بشحنة محمل-من الحديد. إنها تؤدي واجبات مختلفة وهي منتجات مختلفة من حيث التركيب والسعر.

س: ماذا يعني رقم الصف؟
تشير الأرقام الثلاثة أو الأربعة إلى سقوف الشوائب في أعشار النسبة المئوية للحديد والألمنيوم والكالسيوم بالترتيب، لذا فإن الدرجة 553 تسمح بـ 0.5 بالمائة Fe و0.5 بالمائة Al و0.3 بالمائة Ca كحد أقصى.

س: ما هي الدرجة التي يجب أن يشتريها مصنع الصب؟
يغطي الصف 553 أو 441 معظم استخدامات المعادن وسبائك الألومنيوم بشكل عام. يتم تبرير الدرجة الأعلى عندما يكون محتوى الألومنيوم أو الكالسيوم أمرًا بالغ الأهمية في عملية العميل.

س: كيف يتم تحديد نطاق الحجم؟
من خلال نطاق محدد مع الحد الأقصى المسموح به لجزء الغرامات، المتفق عليه كتابيًا. المصطلحات الفضفاضة مثل المقطوعة أو الحبيبية تترك التحليل والعائد مفتوحًا للتفسير.

س: ما هو التغليف المستخدم لطرود التصدير؟
تعد الأكياس الكبيرة التي يبلغ وزنها طنًا واحدًا قياسية، مع توفر براميل فولاذية أو أكياس أصغر حيث تحتاج عملية العميل إلى تحكم أكثر صرامة في الوحدة. يجب ذكر اسم التعبئة في العقد مع تكلفتها.

س: لماذا يختلف سعر نفس الدرجة بين الموردين؟
الدرجة سقف وليست كيمياء ثابتة. يمكن أن تستوفي الدفعتان 553 مع اختلافهما في مستويات الشوائب الفعلية وتوزيع الحجم ومحتوى الغرامات، وهذه الاختلافات تغير القيمة قيد الاستخدام.