Kaip kertinė šiuolaikinės pramonės medžiaga,silicio metalasyra plačiai naudojamas įvairiose srityse, įskaitant metalurgiją, chemiką ir elektroniką. Nuo plieno našumo didinimo plieno gamyboje iki pagrindinės žaliavos puslaidininkių lustų gamyboje silicio metalo kokybė tiesiogiai lemia tolesnių produktų kokybę. Todėl mokslinių ir nepriekaištingos kokybės vertinimo standartų rinkinio nustatymas tapo raktu, užtikrinančiu stabilų pramonės grandinės veikimą.
Cheminiai rodikliai
Cheminės sudėties standartai
Silicio metalo kokybės vertinimo sistemoje cheminė sudėtis yra pagrindinis rodiklis. Pagal pramonės standartą silicio kiekis aukštos-kokybės silicio metale paprastai turi siekti daugiau nei 99 %. Tuo pačiu metu priemaišų, tokių kaip geležis, aliuminis, kalcis, magnis ir kiti kenksmingi elementai, kiekis yra griežtai ribojamas iki tam tikro diapazono.
Grynumas
Grynumas yra svarbus kokybės matassilicio metalas. Didelio grynumo silicio metalo priemaišų kiekis yra mažas, rodikliai atitinka standartą, gali visiškai išnaudoti jo fizines ir chemines savybes; nors žemos kokybės silicio metalo grynumas yra žemas{1}, dėl to labai sumažės tolesnio produkto našumas, o tai turės įtakos galutiniam efekto panaudojimui.
Priemaišos
Skirtingi priemaišų elementai turi skirtingą poveikį silicio metalui ir jo tolesniems produktams. Per didelis geležies ir aliuminio kiekis sumažins silicio grynumą, paveikdamas puslaidininkinio ir fotovoltinio silicio laidumą arba mechaninį stiprumą; kalcis gali sukelti šalutines reakcijas cheminių reakcijų metu, todėl jo kiekis turi būti griežtai kontroliuojamas naudojant susijusias programas. Naudojant aukščiausios klasės puslaidininkinio{{3} silicio naudojimą, mikroelementų, tokių kaip boras ir fosforas, valdymas yra dar sudėtingesnis, todėl boro kiekis < 0,1 ppm, o fosforo kiekis < 0,5 ppm, nes šie elementai gali labai paveikti elektrines silicio savybes.
Fizinės savybės
Fizinės nuosavybės standartai
Fizinės silicio metalo savybės, tokios kaip dalelių dydis, kietumas ir tankis, taip pat yra svarbus kokybės vertinimo pagrindas. Šios savybės turi atitikti nacionalinius standartus, kad būtų užtikrintas jų pritaikymas įvairiuose pramonės scenarijuose.
Dalelių dydžio pasiskirstymas
Silicio metalo dalelių dydis turi didelę įtaką jo taikymo našumui. Atsižvelgiant į pramonės šaką ir vartotojo poreikius, nustatomi atitinkami dalelių dydžio pasiskirstymo standartai. Pavyzdžiui, metalurgijos pramonėje dažniausiai naudojamas silicio metalas, kurio dalelių dydis yra 10–100 nm arba mažesnis, kad atitiktų lydymo proceso reakcijos reikalavimus.
Tankio, kietumo bandymas ir priemaišų pašalinimas
Silicio metalo tankis yra apie 2,33 g/cm³, o kietumas pagal Mosą yra apie 6,5. Šios fizinės savybės turi būti patikrintos specializuotais bandymais. Be to, norint įsitikinti, kad silicio metale nėra plika akimi matomų nemetalinių priemaišų (pvz., purvo, medžio drožlių) ar metalinių pašalinių objektų (pvz., geležies), būtina atlikti vizualinę apžiūrą arba magnetinio atskyrimo bandymą.
Kiti kokybės kontrolės rodikliai
Išvaizdos sprendimas
Išvaizda yra intuityvus standartas, leidžiantis įvertinti silicio metalo kokybę.Aukštos-kokybės silicio metalaspaviršiaus vienodumas ir lygumas, vienoda spalva, nėra įtrūkimų, burbuliukų ir kitų defektų. Šios išvaizdos savybės ne tik atspindi gamybos technologijos lygį, bet ir netiesiogiai įtakoja gaminio eksploatacines savybes.
Kietumas ir kietumas
Be standartinio kietumo, aukštos{0}}kokybės silicio metalas taip pat turi turėti tam tikrą kietumą, nesunku deformuotis ar sulūžti. Geras kietumas ir kietumas, užtikrinantis silicio metalo stabilumą apdorojant ir naudojant procesą.
Pelenų, lakiųjų medžiagų ir drėgmės įtaka
Pelenai, lakiųjų medžiagų ir drėgmės kiekis taip pat turi didelę įtaką silicio metalo kokybei. Padidinus pelenų kiekį 1 %, aukštakrosnių lydymui naudojamo silicio metalo kiekis padidės 2-2,5 %; apie silicio metalo brandą galima spręsti pagal lakiųjų medžiagų kiekį; ir drėgmės svyravimai lems netikslius matavimus, o tai turės įtakos krosnies būklės stabilumui ir bandymo tikslumui.
Specialūs taikymo scenarijų kokybės reikalavimai
Metalurgijos pramonė
Metalurgijos pramonėje daugiausia dėmesio skiriamasilicio metalasdaugiausia priklauso nuo silicio kiekio ir geležies bei aliuminio priemaišų, o dalelių dydžio reikalavimai yra gana laisvi. Taip yra todėl, kad metalurgijos procese silicio metalas daugiausia atlieka deoksidavimo ir legiravimo vaidmenį, o skirtingas priemaišų kiekis tiesiogiai paveiks plieno veikimą.
Organinė silicio sintezė
Silikono sintezės procesas turi griežtai kontroliuoti kalcio, magnio ir kitų šarminių metalų priemaišas. Šios priemaišos gali sukelti apsinuodijimą katalizatoriumi, o tai gali rimtai paveikti sintezės reakciją ir, atitinkamai, silikono gaminio kokybę.
Puslaidininkinis / fotovoltinis
Puslaidininkiams ir fotovoltinėms reikmėms reikalingas didelis silicio metalo grynumas, paprastai didesnis nei 99,999 % (5N klasė). Be to, jį reikia toliau apdoroti gryninant lydymosi zonoje arba cheminiu garų nusodinimu (CVD), o mikroelementų aptikimo tikslumas taip pat griežtai reikalingas, kad būtų patenkinti specialūs elektroninio silicio medžiagų poreikiai.
Išvada
Nuolat tobulėjant pramonės technologijoms, reikalavimai silicio metalo kokybei taps vis aukštesni. Įmonės turėtų ir toliau optimizuoti gamybos procesą ir griežtai kontroliuoti kokybę; renkantis silicio metalo gaminius, vartotojai turi moksliškai įvertinti kokybės rodiklius pagal faktinius poreikius, kad būtų užtikrintas efektyvus pramonės grandinės veikimas.
