Silicon Metal 2202: Betydning, egenskaper og bruksområder

Silisiummetall 2202 er en middels-renhetsgrad av industrisilisium, navngitt etter stenografien som dominerer markedet: sifrene registrerer det maksimale jern-, aluminium- og kalsiuminnholdet, hver ganget med hundre. For 2202 betyr det jern opptil 0,2 %, aluminium opptil 0,2 % og kalsium opptil 0,02 %. Den ligger mellom den mye brukte 3303-kvaliteten og renere 1101-kvaliteten, og den er arbeidshestspesifikasjonen for aluminiumslegering og for mange silikon- og kjemiske råvarer.

Hva 2202-betegnelsen betyr

Navnekonvensjonen er et kompakt uttrykk for de tre elementene som betyr mest for kjøpere av metallurgisk silisium. Å lese sifrene i rekkefølge som Fe, Al og Ca gir maksgrensene, slik at karakteren kan sammenlignes med resten av familien på et øyeblikk.

Grensene ovenfor følger markedsstenografien som brukes for kvaliteter av industriell silisium av typen definert i den kinesiske nasjonale spesifikasjonen GB/T 2881. Kjøpere bør bekrefte de nøyaktige vinduene på partisertifikatet, fordi individuelle produsenter bruker sine egne internkontrollgrenser under de nominelle maksima.

Fysiske egenskaper som er relevante for behandling

Silisiummetall smelter ved omtrent 1414 C og har en tetthet nær 2,33 g/cm3, så det flyter på flytende aluminium og må dyppes eller røres inn i smelten i stedet for å slippes på overflaten. Det kommersielle produktet er en sølvgrå-, sprø klump som knuses og siktes til en rekke størrelsesfraksjoner for ulike forbrukere: 10-100 mm for omsmelting i legeringsanlegg, 2-25 mm for kontinuerlig tilsetningsutstyr, og fint pulver for kjemiske reaktorer. Brudd er conchoidal, som produserer en andel finstoff under håndtering, så en størrelsesanalyse ved ankomst er en nyttig kontroll på håndteringstap så vel som på karakter.

Aluminiumslegering

Det største utsalgsstedet er aluminiumsindustrien, hvor silisium er hovedlegeringselementet i støpte legeringsfamilien. Tilsetninger av silisium øker flytbarheten, reduserer varm riving og forbedrer støpeevnen, og de er ansvarlige for den lave termiske ekspansjonen til stempellegeringene. Legeringer som A356 støpelegering dekket av spesifikasjoner av ASTM B26/B26M-typen er laget med silisiumtilsetninger av denne karakteren, og jern-, aluminium- og kalsiumgrensene betyr noe fordi de direkte påvirker den endelige legeringskjemien og responsen på varmebehandling og modifikasjon. En 2202-grad holder jernbidraget lavt nok til at legeringsspesifikasjonen ikke trues av selve silisiumtilsetningen.

Silikoner og kjemisk råstoff

Det andre store utløpet er silikonproduksjon, hvor silisium reageres med metylklorid i nærvær av en kobberkatalysator for å lage metylklorsilaner, monomerene for silikonvæsker, gummier og harpikser. I denne reaksjonen påvirker sporstoffene i silisiumet både reaksjonshastigheten og fordelingen av produkter, og aluminium og kalsium er blant elementene som modifiserer katalysatorens oppførsel. Produsentene spesifiserer derfor stramme grenser og sjekker innkommende karakter nøye; 2202 og 1101 kvaliteter brukes begge, med valget drevet av reaktorteknologien og den nødvendige produktmiksen.

Halvleder og fotovoltaisk råmateriale

Metallurgisk silisium er også utgangsmaterialet for oppgradert metallurgisk kvalitet og for polysilisium, som produseres ved å rense silisium til elektronisk eller solenergi. 2202-kvaliteten er altfor uren til å brukes direkte i en wafer, men det er råstoffet som går inn i rensetrinnet, og bor-, fosfor- og karbonnivåene påvirker kostnadene ved denne rensingen. Kjøpere av metallurgisk materiale for denne ruten spesifiserer ytterligere sporelementgrenser utover Fe-, Al- og Ca-maksima.

Pakking, prøvetaking og karakterverifisering

Silisiummetall pakkes i 25 kg sekker, i 1000 kg bulkposer eller i stålfat, og hvert parti skal ha et analysesertifikat for jern, aluminium og kalsium, med oppgitt prøvetakingsmetode. Der en leverandør oppgir en betegnelse uten analysen, er den eneste pålitelige kontrollen å prøve partiet, knuse prøven og analysere den, siden overflateoksidasjon og finstoffdannelse kan gjøre en visuell inspeksjon misvisende. Å holde en beholdt prøve fra hvert parti til materialet er konsumert er standard praksis i legeringsfabrikker, fordi en kjemikonflikt er lett å avgjøre med den beholdte prøven og vanskelig uten en.

Ofte stilte spørsmål

Q:Hva betyr 2202 i navn på silisiummetallkvalitet?
A: Sifrene gir maksimalt innhold av jern, aluminium og kalsium i prosent multiplisert med hundre, så 2202 tillater opptil 0,2 % Fe, 0,2 % Al og 0,02 % Ca.

Q:Hva brukes silisiummetall 2202 til?
A: Den brukes hovedsakelig til legering i aluminiumsstøpelegeringer, som råmateriale for silikonproduksjon, og som matesilisium for rensing til solenergi eller elektronisk materiale.

Q:Er 2202 bedre enn 3303?
A: Det er renere i jern, aluminium og kalsium, så det foretrekkes der disse elementene må holdes lavt. Der legeringsspesifikasjonen kan absorbere de høyere rester, utfører 3303 samme funksjon til en lavere kostnad.

Q:Hvordan skal silisiummetall tilsettes en aluminiumssmelte?
A: Fordi silisium er lettere enn flytende aluminium, blir det stupt under overflaten eller tilsatt under omrøring i stedet for å flyte på toppen, og legeringen holdes lenge nok til fullstendig oppløsning.

Q:Hvordan bekreftes karakteren ved levering?
A: Ved å ta en representativ prøve fra partiet, knuse den til en homogen prøve, og analysere jern, aluminium og kalsium, og deretter sammenligne resultatet med sertifikatet og de nominelle maksima for betegnelsen.

Q:Hvilken størrelsesfraksjon bør bestilles?
A: Tilpass fraksjonen til matemetoden: 10-100 mm for omsmeltingsovner, 2-25 mm for kontinuerlig tilsetningsutstyr, og finere materiale der det kreves høy oppløsningshastighet i en kjemisk reaktor.