उत्पाद विवरण
सिलिकॉन धातु एक हैसिलिकॉन का परिष्कृत रूप-एक मेटालोइड तत्व जो स्वाभाविक रूप से पृथ्वी की पपड़ी में सिलिका (Sio₂) के रूप में होता है, आमतौर पर रेत, क्वार्ट्ज और चट्टानों में पाया जाता है। हालांकि, सिलिकॉन धातु हैसीधे खनन नहीं किया गया। इसके माध्यम से उत्पादित किया जाता हैइलेक्ट्रिक आर्क भट्टियों में क्वार्ट्ज की उच्च तापमान में कमीकोक, लकड़ी के चिप्स या कोयले जैसे कार्बनस को कम करने वाले एजेंटों का उपयोग करना।
परिणामी उत्पाद आमतौर पर है98.5% से 99.99% शुद्ध सिलिकॉन, आयरन (FE), एल्यूमीनियम (AL), कैल्शियम (CA), और कार्बन (C) जैसी अशुद्धियों के अलग -अलग स्तरों के साथ। अशुद्धता के स्तर के आधार पर, सिलिकॉन धातु को अलग -अलग ग्रेड में वर्गीकृत किया गया हैधातु-ग्रेड सिलिकॉनसबसे आम होने के नाते, औरउच्च शुद्धता वाले सिलिकॉन(अक्सर कॉल किया गयासौर ग्रेडयाइलेक्ट्रॉनिक ग्रेड) फोटोवोल्टिक और सेमीकंडक्टर उद्योगों में इस्तेमाल किया जा रहा है।
सिलिकॉन धातु की उत्पादन प्रक्रिया
सिलिकॉन धातु का उत्पादन ऊर्जा-गहन है, ऊपर तापमान की आवश्यकता होती है2,000 डिग्री। यहाँ चरणों का एक सरलीकृत अवलोकन है:
कच्चा माल चयन
उच्च शुद्धता वाले क्वार्ट्ज या सिलिका को कार्बन स्रोत के साथ मिलाया जाता है, आमतौर पर चारकोल या कोक।
इलेक्ट्रिक आर्क भट्ठी में कमी (ईएएफ)
मिश्रण एक जलमग्न चाप भट्ठी में अत्यधिक उच्च तापमान के अधीन है। रासायनिक प्रतिक्रिया है:
Sio 2+2 c → si +2 co}
संग्रह और शीतलन
पिघला हुआ सिलिकॉन भट्ठी के तल पर बसता है, टैप किया जाता है, ठंडा किया जाता है, और सिल्लियों या कणिकाओं में जम जाता है।
कुचल और आकार देना
ठोस सिलिकॉन को कुचल दिया जाता है और ग्राहकों की आवश्यकताओं के अनुसार विभिन्न कण आकारों में वर्गीकृत किया जाता है।
शोधन (वैकल्पिक)
आगे की शोधन तकनीक की तरहएसिड लीचिंग, ज़ोन रिफाइनिंग, या गैस-चरण शोधनउपयोग किए जाते हैं जब इलेक्ट्रॉनिक-ग्रेड या सौर-ग्रेड शुद्धता की आवश्यकता होती है।
पूरी प्रक्रिया उपभोग करती है11-13 मेगावाट प्रति टन सिलिकॉन की बिजली, मेकिंगसस्ती, स्थिर शक्ति तक पहुंचउत्पादन स्थानों में एक महत्वपूर्ण कारक।
भौतिक और रासायनिक गुण
सिलिकॉन धातु का एक मिश्रण प्रदर्शित करता हैधातु और गैर-धातु विशेषताओं, इसे अविश्वसनीय रूप से बहुमुखी बनाना:
| संपत्ति | विवरण |
|---|---|
| उपस्थिति | मेटालिक लस्टर के साथ डार्क ग्रे |
| परमाणु संख्या | 14 |
| गलनांक | 1,410 डिग्री |
| क्वथनांक | 3,265 डिग्री |
| घनत्व | ~ 2.33 g/cm³ |
| इलेक्ट्रिकल कंडक्टीविटी | अर्द्ध प्रवाहकीय |
| कठोरता | 6.5-7 मोहस स्केल पर |
| जेट | उच्च तापमान पर ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है, सिलिका बनाता है |
ये गुण इसे एक के रूप में कार्य करने की अनुमति देते हैंमिश्र धातु एजेंट, अर्धचालक और कच्चे मालरासायनिक संश्लेषण के लिए।
सिलिकॉन धातु के अनुप्रयोग
सिलिकॉन मेटल की उपयोगिता कई उद्योगों को फैलाता है, प्रत्येक सामग्री के विभिन्न ग्रेड और रूपों की मांग करता है।
1. एल्यूमीनियम मिश्र धातु (प्राथमिक उपयोग, ~ 55% वैश्विक मांग)
सिलिकॉन एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में एक प्रमुख घटक है, विशेष रूप सेएल्यूमीनियम-सिलिकॉन (अल-सी) कास्ट मिश्र धातु। एल्यूमीनियम में सिलिकॉन जोड़ने से सुधार होता है:
- कास्टेबिलिटी
- ताकत और पहनने का प्रतिरोध
- तापीय स्थिरता
- संक्षारण प्रतिरोध
यह मोटर वाहन भागों में आवश्यक बनाता है जैसेइंजन ब्लॉक, व्हील्स, ट्रांसमिशन हाउसिंग, और एयरोस्पेस घटक।
2. रासायनिक उद्योग (~ 30% मांग)
सिलिकॉन धातु का उपयोग उत्पादन करने के लिए किया जाता हैअंग -संबंधी यौगिक, शामिल:
- सिलिकॉन(स्नेहक, चिपकने वाले, सीलेंट और चिकित्सा उपकरणों के लिए)
- सिलोक्सन
- सिलेनेस
ये यौगिकों के लिए महत्वपूर्ण हैंकॉस्मेटिक, स्वास्थ्य सेवा, निर्माण, औरइलेक्ट्रानिक्सक्षेत्र।
3. अर्धचालक और सौर उद्योग (~ 10-15% मांग)
उच्च शुद्धता वाले सिलिकॉन (99.9999% और ऊपर) हैअर्धचालक का बैकबोनउद्योग। सिलिकॉन वेफर्स का उपयोग निर्माण के लिए किया जाता है:
- एकीकृत सर्किट (ICS)
- ट्रांजिस्टर
- फोटोवोल्टिक (पीवी) कोशिकाएं
सौर-ग्रेड सिलिकॉन का उपयोग किया जाता हैसौर पैनल उत्पादन, वैश्विक स्वच्छ ऊर्जा संक्रमण द्वारा संचालित एक तेजी से बढ़ते अनुप्रयोग।
4. स्टील और फाउंड्री
सिलिकॉन एक के रूप में कार्य करता हैविद्रोह एजेंटऔरअलौकिक योज्यस्टील उत्पादन में। यह कठोरता और चुंबकीय गुणों को बढ़ाता है, विशेष रूप से विद्युत स्टील्स में।
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