Come viene classificato il silicio metallico
"Silicon metal" (noto anche come silicio industriale in Cina) è un nome commerciale emerso a metà-1960s. La sua comparsa è stata associata all'ascesa dell'industria dei semiconduttori. La pratica internazionale comune è quella di dividere il silicio commerciale in silicio metallico e silicio per semiconduttori. Il silicio metallico è un prodotto a base di quarzo e coke fusi in una fornace riscaldata elettricamente, con il contenuto del componente principale di silicio a circa il 98 percento (il silicio metallico comprende anche il 99,99 percento) e le impurità rimanenti sono ferro, alluminio, calcio, ecc. Il silicio semiconduttore viene utilizzato per produrre silicio metallico ad alta purezza per dispositivi a semiconduttore. Viene venduto in forme policristalline e monocristalline, la prima è economica e la seconda costosa. È suddiviso in varie specifiche a seconda del suo utilizzo. Secondo le statistiche, nel 1985 il mondo ha consumato circa 500,{5}} tonnellate di silicio metallico, di cui circa il 60% è stato utilizzato per le leghe di alluminio, meno del 30% è stato utilizzato per il silicio organico, circa il 3% è stato utilizzato per i semiconduttori , e il resto è stato utilizzato per la fusione dell'acciaio e la ceramica di precisione, ecc.
La classificazione del silicio metallico si basa solitamente sul contenuto delle tre principali impurità di ferro, alluminio e calcio contenute nella composizione del silicio metallico. In base al contenuto di ferro, alluminio e calcio nel silicio metallico, il silicio metallico può essere classificato in diversi gradi come 553, 441, 411, 421, 3303, 3305, 2202, 2502, 1501 e 1101.
A livello industriale, il silicio metallico viene solitamente prodotto riducendo il biossido di silicio dal carbonio in un forno elettrico. L'equazione della reazione chimica: SiO2 più 2C → Si più 2CO Il silicio così prodotto è puro 97-98 percento ed è chiamato silicio metallico. Viene quindi fuso e ricristallizzato e le impurità vengono rimosse con acido per ottenere silicio metallico con una purezza del 99,7~99,8 percento.
Il silicio metallico è composto principalmente da silicio, quindi ha proprietà simili al silicio. Esistono due isomeri di silicio, silicio amorfo e silicio cristallino. Il silicio amorfo è una polvere nero-grigiastra ed è in realtà un microcristallo. Il silicio cristallino ha la struttura cristallina e le proprietà di semiconduttore del diamante, con un punto di fusione di 1410 gradi, un punto di ebollizione di 2355 gradi, una durezza Mohs di 7 e una natura fragile. Il silicio amorfo è chimicamente attivo e può bruciare violentemente in ossigeno. Reagisce con alogeni, azoto, carbonio e altri non metalli ad alte temperature e può anche interagire con magnesio, calcio, ferro e altri metalli per produrre siliciuri. Il silicio amorfo è insolubile in quasi tutti gli acidi inorganici e organici, compreso l'acido fluoridrico, ma può dissolversi in una miscela di acido nitrico e acido fluoridrico. La soluzione concentrata di idrossido di sodio può dissolvere il silicio amorfo e rilasciare idrogeno gassoso. Il silicio cristallino è relativamente inattivo e non si combina chimicamente con l'ossigeno anche ad alte temperature. Inoltre è insolubile in qualsiasi tipo di acido inorganico e organico, ma è solubile in una miscela di acido nitrico e acido fluoridrico nonché in soluzioni concentrate di idrossido di sodio.
