सिलिकॉन धातु, जिसे औद्योगिक सिलिकॉन या धातुकर्म सिलिकॉन के रूप में भी जाना जाता है, मौलिक सिलिकॉन का व्यावसायिक रूप से उत्पादित, अपेक्षाकृत शुद्ध रूप है। इसमें आमतौर पर शुद्धता होती है98% से 99.5%, शेष प्रतिशत में लोहा, एल्यूमीनियम और कैल्शियम जैसी अशुद्धियाँ शामिल हैं। यह एक जलमग्न इलेक्ट्रिक आर्क भट्टी में कोयला, चारकोल या पेट्रोलियम कोक जैसी कार्बन सामग्री के साथ क्वार्ट्ज (SiO₂) को कम करके उत्पादित किया जाता है। इस प्रक्रिया में प्रति टन सिलिकॉन धातु में लगभग 12,000 से 14,000 kWh तक भारी मात्रा में बिजली की खपत होती है।
उत्पाद ग्रे, धात्विक दिखने वाली गांठों के रूप में वितरित किया जाता है, जिनका आकार आमतौर पर 10 मिमी और 100 मिमी के बीच होता है। इसके प्राथमिक अनुप्रयोग औद्योगिक हैं:
एल्यूमीनियम कास्टिंग में एक मिश्रधातु एजेंट के रूप में (ताकत और कास्टबिलिटी में सुधार)
सिलिकॉन, सिलेन और अन्य रासायनिक यौगिकों के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में
इलेक्ट्रॉनिक्स और सौर कोशिकाओं के लिए उच्च शुद्धता वाले सिलिकॉन को परिष्कृत करने के लिए आधार सामग्री के रूप में
क्रिस्टलीय सिलिकॉन
क्रिस्टलीय सिलिकॉन हैएक ही तत्व के विभिन्न ग्रेड. यह सिलिकॉन को संदर्भित करता है जिसे आम तौर पर अत्यधिक उच्च शुद्धता स्तर तक परिष्कृत किया गया है99.9999% (6N) से 99.9999999% (9N)या इससे भी अधिक. यह शोधन सिलिकॉन धातु से शुरू होने वाली जटिल रासायनिक प्रक्रियाओं जैसे सीमेंस प्रक्रिया या द्रवीकृत बिस्तर रिएक्टर तकनीक के माध्यम से प्राप्त किया जाता है।
एक बार शुद्ध होने के बाद, क्रिस्टलीय सिलिकॉन को पिघलाया जाता है और बड़े, एकल क्रिस्टल सिल्लियों (Czochralski विधि का उपयोग करके) या बहु क्रिस्टलीय ब्लॉकों में विकसित किया जाता है। फिर इन्हें पतले वेफर्स में काटा जाता है। क्रिस्टलीय सिलिकॉन निम्नलिखित में प्रयुक्त होने वाली मूलभूत सामग्री है:
सेमीकंडक्टर डिवाइस (चिप्स, सीपीयू, मेमोरी)
सौर फोटोवोल्टिक सेल
मुख्य अंतर संक्षेप में
| पहलू | सिलिकॉन धातु/औद्योगिक सिलिकॉन | क्रिस्टलीय सिलिकॉन |
|---|---|---|
| पवित्रता | 98% – 99.5% | 99.9999% - 99.9999999% (6N से 9N) |
| उत्पादन | आर्क फर्नेस में क्वार्ट्ज की कार्बोथर्मिक कमी | सिलिकॉन धातु का रासायनिक शोधन (सीमेंस प्रक्रिया, आदि) |
| उपस्थिति | धूसर गांठें, धात्विक चमक | चमकदार, दर्पण जैसी सिल्लियां या पतली वेफर्स |
| लागत | कम (लगभग $2,000-$3,000 प्रति टन) | बहुत अधिक (हजारों डॉलर प्रति किलोग्राम) |
| प्राथमिक उपयोग | मिश्र धातु, सिलिकॉन, शोधन के लिए आधार | अर्धचालक, सौर सेल |
सिलिकॉन धातु और औद्योगिक सिलिकॉन एक ही उत्पाद हैं {{0}कच्चा, 98{3}}99.5% शुद्ध सामग्री जिसका उपयोग थोक औद्योगिक उद्देश्यों के लिए किया जाता है। क्रिस्टलीय सिलिकॉन बहुत अधिक शुद्धता वाला, सिलिकॉन धातु का बहुत अधिक महंगा व्युत्पन्न है, जो विशेष रूप से इलेक्ट्रॉनिक्स और फोटोवोल्टिक अनुप्रयोगों के लिए निर्मित होता है।
