กระบวนการผลิตของโลหะซิลิกอน 553 คืออะไร?

Silicon Metal 553 ซึ่งเป็นวัสดุอุตสาหกรรมที่สำคัญมีการใช้งานที่หลากหลายในภาคต่างๆเช่นอุตสาหกรรมอัลลอยอลูมิเนียมอุตสาหกรรมเคมีและอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ในฐานะซัพพลายเออร์ซิลิคอนโลหะ 553 ที่เชื่อถือได้ฉันดีใจที่ได้แบ่งปันกระบวนการผลิตโดยละเอียดของผลิตภัณฑ์ที่สำคัญนี้กับคุณ

การเตรียมวัตถุดิบ

การผลิตโลหะซิลิกอน 553 เริ่มต้นด้วยการเลือกอย่างระมัดระวังและการเตรียมวัตถุดิบ วัตถุดิบหลัก ได้แก่ ควอตซ์ (SIO₂) และสารลด ควอตซ์คุณภาพสูงเป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากเป็นแหล่งหลักของซิลิคอน ควอตซ์ควรมีปริมาณซิลิกอนไดออกไซด์สูงโดยทั่วไปจะสูงกว่า 98% มันมักจะขุดจากเหมืองควอตซ์แล้วผ่านขั้นตอนการรักษาล่วงหน้า

ตัวแทนลดที่ใช้กันทั่วไปคือถ่านหินโค้กและชิปไม้ ถ่านหินและโค้กให้คาร์บอนที่จำเป็นสำหรับการลดปฏิกิริยาในขณะที่ชิปไม้ช่วยปรับปรุงการซึมผ่านของประจุในเตา วัตถุดิบถูกบดขยี้และคัดกรองเป็นขนาดอนุภาคที่เหมาะสม สำหรับควอตซ์ขนาดอนุภาคโดยทั่วไปจะถูกควบคุมภายในช่วงที่กำหนดเพื่อให้แน่ใจว่าปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพในกระบวนการหลอมที่ตามมา การควบคุมขนาดนี้ยังส่งผลต่อการถ่ายเทความร้อนและการถ่ายโอนมวลระหว่างปฏิกิริยาซึ่งมีความสำคัญต่อคุณภาพและผลผลิตของโลหะซิลิกอน 553

ถลุงในเตาอาร์คไฟฟ้า

เมื่อเตรียมวัตถุดิบแล้วพวกเขาจะถูกป้อนเข้าสู่เตาอาร์คไฟฟ้า เตาอาร์คไฟฟ้าเป็นหัวใจของกระบวนการผลิตโลหะซิลิคอน 553 ในเตาเผานี้ส่วนโค้งไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นระหว่างขั้วไฟฟ้าซึ่งให้สภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงที่จำเป็นสำหรับปฏิกิริยาการลดลง

สมการปฏิกิริยาสำหรับการผลิตซิลิกอนจากควอตซ์โดยใช้คาร์บอนเป็นสารลดคือ:
Sio₂ + 2C → SI + 2C

อุณหภูมิในเตาอาร์คไฟฟ้าสามารถสูงถึง 1800 - 2000 ° C ที่อุณหภูมิสูงเช่นนี้ควอตซ์จะทำปฏิกิริยากับคาร์บอนในสารลดและซิลิคอน ซิลิกอนหลอมเหลวพร้อมกับสิ่งสกปรกบางอย่างสะสมที่ด้านล่างของเตาเผา

ในระหว่างกระบวนการถลุงจะต้องมีการควบคุมปัจจัยหลายอย่างอย่างระมัดระวัง อินพุตพลังงานไปยังเตามีผลต่ออุณหภูมิและอัตราการเกิดปฏิกิริยา แหล่งจ่ายไฟที่เสถียรเป็นสิ่งจำเป็นในการรักษาสภาพแวดล้อมที่สอดคล้องกัน อัตราส่วนของควอตซ์ต่อการลดสารต้องมีการปรับอย่างแม่นยำ อัตราส่วนที่ไม่เหมาะสมสามารถนำไปสู่ปฏิกิริยาที่ไม่สมบูรณ์ผลผลิตซิลิกอนต่ำหรือการเพิ่มขึ้นของระดับความบริสุทธิ์

การกลั่นกรอง

หลังจากกระบวนการถลุงซิลิคอนดิบที่ได้จากเตาอาร์คไฟฟ้ามีสิ่งสกปรกต่าง ๆ เช่นเหล็กอลูมิเนียมแคลเซียมและองค์ประกอบการติดตามอื่น ๆ ในการผลิตซิลิคอนโลหะ 553 ซึ่งมีข้อกำหนดเนื้อหาของสิ่งเจือปนที่เฉพาะเจาะจง (ชื่อ "553" ระบุว่าปริมาณเหล็กน้อยกว่า 0.5%เนื้อหาอลูมิเนียมน้อยกว่า 0.5%และปริมาณแคลเซียมน้อยกว่า 0.3%) จำเป็นต้องมีการกลั่น

มีวิธีการกลั่นหลายวิธี วิธีการทั่วไปอย่างหนึ่งคือกระบวนการกลั่น ในกระบวนการนี้ตัวแทนการขึ้นรูปจะถูกเพิ่มเข้าไปในซิลิคอนหลอมเหลว ตัวแทนการขึ้นรูป - ทำปฏิกิริยากับสิ่งสกปรกในซิลิกอนก่อตัวเป็นชั้นตะกรันที่ด้านบนของซิลิกอนที่หลอมเหลว ตะกรันสามารถดูดซับและนำสิ่งสกปรกออกไปเช่นออกไซด์เหล็กอลูมิเนียมออกไซด์และแคลเซียมออกไซด์ ตะกรันจะถูกลบออกจากพื้นผิวของซิลิคอนที่หลอมเหลวทิ้งไว้ข้างหลังผลิตภัณฑ์ซิลิกอนที่บริสุทธิ์

วิธีการกลั่นอื่นคือก๊าซ - การกลั่น ในวิธีนี้ก๊าซบางชนิดเช่นออกซิเจนหรือคลอรีนถูกเป่าเข้าไปในซิลิคอนที่หลอมเหลว ก๊าซเหล่านี้ทำปฏิกิริยากับสิ่งสกปรกในการสร้างสารประกอบระเหยซึ่งจะถูกลบออกจากซิลิคอนที่หลอมเหลว ตัวอย่างเช่นออกซิเจนสามารถทำปฏิกิริยากับสิ่งสกปรกคาร์บอนเพื่อสร้างคาร์บอนมอนอกไซด์ซึ่งหนีออกมาจากซิลิกอนที่หลอมเหลว

การหล่อและการขึ้นรูป

เมื่อซิลิกอนได้รับการปรับปรุงเพื่อตอบสนองความต้องการด้านคุณภาพของโลหะซิลิกอน 553 มันก็พร้อมสำหรับการคัดเลือกและก่อตัว ซิลิคอนหลอมเหลวจะถูกเทลงในแม่พิมพ์เพื่อสร้างรูปร่างต่าง ๆ เช่นแท่งหรือบล็อก กระบวนการหล่อจะต้องดำเนินการอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงการก่อตัวของรอยแตกหรือข้อบกพร่องอื่น ๆ ในผลิตภัณฑ์ซิลิกอน

ในระหว่างการหล่ออัตราการระบายความร้อนเป็นปัจจัยสำคัญ อัตราการระบายความร้อนที่รวดเร็วเกินไปอาจทำให้เกิดความเครียดภายในในซิลิคอนแท่งซึ่งอาจนำไปสู่การแตกร้าว ในทางกลับกันอัตราการระบายความร้อนที่ช้าเกินไปอาจส่งผลให้โครงสร้างขนาดใหญ่ - ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติเชิงกลและสารเคมีของโลหะซิลิกอน 553

การควบคุมคุณภาพ

การควบคุมคุณภาพเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการผลิตทั้งหมดของโลหะซิลิกอน 553 ในทุกขั้นตอนตั้งแต่การตรวจสอบวัตถุดิบไปจนถึงการทดสอบผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายมีการใช้มาตรการควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวด

สำหรับวัตถุดิบการวิเคราะห์ทางเคมีจะดำเนินการเพื่อกำหนดองค์ประกอบทางเคมี ควอตซ์ได้รับการวิเคราะห์สำหรับปริมาณซิลิกอนไดออกไซด์และสารลดลงจะถูกทดสอบสำหรับปริมาณคาร์บอนและสิ่งสกปรกอื่น ๆ ในระหว่างกระบวนการหลอมและการกลั่นตัวอย่างจะถูกนำตัวอย่างเป็นประจำเพื่อตรวจสอบองค์ประกอบทางเคมีของซิลิคอนที่หลอมเหลว เทคนิคการวิเคราะห์ขั้นสูงเช่นสเปกโทรสโกปีใช้เพื่อวัดเนื้อหาขององค์ประกอบต่าง ๆ ในซิลิคอนอย่างแม่นยำ

ผลิตภัณฑ์ซิลิกอนเมทัล 553 สุดท้ายได้รับการทดสอบอย่างละเอียด มีการวัดคุณสมบัติเชิงกลเช่นความแข็งและความหนาแน่นและองค์ประกอบทางเคมีได้รับการตรวจสอบอีกครั้งเพื่อให้แน่ใจว่าเป็นไปตามมาตรฐานสากลและข้อกำหนดของลูกค้า

เปรียบเทียบกับผลิตภัณฑ์ซิลิกอนอื่น ๆ

Silicon Metal 553 เป็นเพียงหนึ่งในผลิตภัณฑ์ซิลิกอนจำนวนมากที่มีอยู่ในตลาด ตัวอย่างเช่น,โลหะซิลิกอน 441มีข้อกำหนดของเนื้อหาที่ไม่บริสุทธิ์ที่แตกต่างกันโดยมีข้อกำหนดด้านปริมาณเหล็กและอลูมิเนียมต่ำกว่าเมื่อเทียบกับโลหะซิลิกอน 553 สิ่งนี้ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความบริสุทธิ์ที่สูงขึ้นเช่นในการผลิตอิเล็กทรอนิกส์ระดับสูง

polysilicon polycrystalline siliconเป็นผลิตภัณฑ์ซิลิคอนที่สำคัญอีกอย่างหนึ่ง ส่วนใหญ่จะใช้ในอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์สำหรับการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ กระบวนการผลิต polysilicon มีความซับซ้อนมากขึ้นและต้องการระดับความบริสุทธิ์สูงกว่าเมื่อเทียบกับโลหะซิลิกอน 553

โลหะซิลิคอน 2202มีการควบคุมความไม่เจือปนที่เข้มงวดยิ่งขึ้นและมักจะใช้ในการใช้งานที่จำเป็นต้องใช้ซิลิกอนที่มีความบริสุทธิ์สูงเช่นในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์

สรุปและคำเชิญ

โดยสรุปการผลิตซิลิคอนโลหะ 553 เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและแม่นยำซึ่งเกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอนตั้งแต่การเตรียมวัตถุดิบไปจนถึงการควบคุมคุณภาพ ในฐานะซัพพลายเออร์ซิลิคอนเมทัล 553 ที่เชื่อถือได้เรามุ่งมั่นที่จะจัดหาผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพสูงซึ่งตอบสนองความต้องการที่หลากหลายของลูกค้าของเรา

ไม่ว่าคุณจะอยู่ในอุตสาหกรรมอลูมิเนียมอัลลอยด์อุตสาหกรรมเคมีหรืออุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ Silicon Metal 553 ของเราสามารถเป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการผลิตของคุณ หากคุณมีความสนใจในผลิตภัณฑ์ของเราหรือมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับ Silicon Metal 553 โปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเราสำหรับการอภิปรายการจัดซื้อจัดจ้าง เราหวังว่าจะได้จัดตั้งพันธมิตรที่เป็นประโยชน์ในระยะยาวและเป็นประโยชน์ร่วมกันกับคุณ

การอ้างอิง

• K. Schlesinger, "Metallurgy Extractive of Silicon", Wiley - VCH, 2010
• RG Reddy, "Silicon: เทคโนโลยีและแอพพลิเคชั่น", ASM International, 2015
• รายงานอุตสาหกรรมต่าง ๆ เกี่ยวกับการผลิตโลหะซิลิกอนและการวิเคราะห์ตลาด