مقدمة .
السيليكون هو واحد من أكثر العناصر الموزعة على نطاق واسع في الطبيعة ، مع محتوى قشرة الأرض من حوالي 26 . 3 ٪ ، والثاني فقط إلى الأكسجين ، وهو شبه معادن بين المعادن و non-metal إلى الماس ، وترتبط ذرات السيليكون بواسطة الروابط التساهمية ، لذلك يحتوي السيليكون على خصائص مثل الصلابة العالية ونقاط الانصهار والغليان العالية.
في صناعة الكهروضوئية ، يعد السيليكون الصناعي المادة الخام الرئيسية للمواد التصنيع مثل polysilicon ؛ يعد السيليكون الصناعي أيضًا أهم مادة خام لـ Organsilicon ، ويستخدم لإنتاج منتجات مثل Silane و Silicone و Oil Silicone ؛ في صناعة السبائك ، يتم استخدام السيليكون الصناعي بشكل أساسي كمضاف للسبائك غير الحديدية . عندما تتم إضافة السيليكون إلى بعض المعادن غير الحديدية ، يمكن أن يحسن من القوة والصلابة ومقاومة التآكل للمعادن الأساسية ، وأحيانًا يمكن أن تعزز خصائص الصب واللحام للمعادن الأساسية ؛ يمكن للسيليكون الصناعي إزالة الأكسجين الذائبة في المعادن المنصهرة كأوكسدة. يمكن للسيليكون وحده أن يحسن من قوة ومقاومة التآكل للصلب وسبائك معينة كعامل لسبائك . إضافة كمية مناسبة من السيليكون إلى الحديد الزهر لجعل الفريخ في الخليط العالي يمكن أن يعزز بشكل كبير من مقاومة التآكل للحديد الزهر إلى مجموعة متنوعة من الكوارث الكيميائية .
السيليكون الصناعي ، المعروف أيضًا باسم السيليكون المعدني أو السيليكون البلوري ، هو مادة صناعية مهمة وتستخدم على نطاق واسع في المعادن ، الصناعة الكيميائية ، الآلات ، الأجهزة الكهربائية ، الطيران ، بناء السفن ، والكربون في الحقول . السيليكون المعدني من المنتجات من السيليكا والكربون في { يبلغ محتوى عنصر السيليكون المكون الرئيسي حوالي 98 ٪ (في السنوات الأخيرة ، يتم سرد السيليكون مع محتوى Si من 99 . 99 ٪ أيضًا في السيليكون المعدني) ، وينقسم ما تبقى من الحديد ، {}} {}}} الألومنيوم والكالسيوم في السيليكون المعدني ، يمكن تقسيم السيليكون المعدني إلى درجات مختلفة مثل 553 و 441. يستخدم السيليكون الصناعي بشكل أساسي كعامل من سبائك ، و deoxidizer ، وقلل من العامل والمواد الخام الكيميائية للمنتجات المعدنية .. Organosilicon ، يمثل 30.28 ٪ ، 26.82 ٪ و 38.03 ٪ على التوالي.
اثنين . المواد الخام للإنتاج
يتم الحصول على السيليكون الصناعي عن طريق الصهر في فرن قوس كهربائي باستخدام السيليكا (رمل الكوارتز) كمواد خام ومواد كربونية كعوامل تقليل . تشمل عوامل التخفيض الشائعة الاستخدام من السيليكا {2} التفاعل الكيميائي تحت درجة حرارة عالية في الفرن .
1. متطلبات السيليكا
يتطلب إنتاج السيليكون الصناعي وضع مواد مكررة في الفرن . متطلبات المكون للسيليكا هي: SiO2 أكبر من أو يساوي 99 ٪ ، Fe2O3 أقل من أو يساوي 0 . 15 ٪ ، AL2O3 <0.2 ٪ ، CAO <0.1 ٪ ، والطير الكلي هو <0.6 ٪.
بالإضافة إلى ذلك ، عادة ما تكون السيليكا في شكل الكوارتز أو الحصى ، وينبغي أن يكون لها مقاومة عالية للحرارة . عند إضافتها إلى الفرن ، نادراً ما تتساقط بعد تغيير الطور الناتج عن الحرارة ، وينبغي أن تكون درجة حرارة البدء في الضرر القوي قدر الإمكان. هي أهم السمة السيليكا هي قابلية SIO2.}}
2. متطلبات وأنواع العوامل الخفيفة لصهر السيليكون الصناعي
من الناحية النظرية ، تشمل العوامل المخفضة التي يمكن استخدامها لصهر السيليكون الصناعي الفحم ، وفحم الكوك البترول ، وشبه الكوك ، وفحم الكوك والفحم البيتوميني . ، ومع ذلك ، بالنظر إلى العلاقة المتزايدة ، فإن هناك حاجة إلى الحد الأدنى من الشوائب المتزايدة ، هناك متطلبات صارمة لخفض العوامل. بشكل عام. المسألة ، محتوى رطوبة منخفض ، مقاومة عالية ، نشاط رد فعل قوي وقوة ميكانيكية معينة .
3. عملية الإنتاج
بعد الغسيل والفحص والتجفيف ، يتم خلط السيليكا الخام بنسب مختلفة وفقًا لنوع عامل التخفيض المستخدم . يتم التحكم في نسبة كل مادة بواسطة برنامج كمبيوتر ، مختلط ووضعه في الفرن الكهربائي ؛ يتم تنفيذ عملية التغذية ذات الأوتاد الأوتوماتيكي والقياس العالي على نطاق واسع بشكل مستمر . يتم تمرير التيار الكهربائي عبر القطب لتسخين المادة في الدماغ . خط السائل أعلى من 1410 درجة .. يتم إصدار الحالة . من خلال منفذ السيليكون ويلقي في سباقات السيليكون . بعد سحقها وتعبئتها ، يتم بيعها كمسحوق سيليكون صناعي .
يتم غبار الغاز الذي يفيض من الفرن الكهربائي ويتم استرداد مسحوق السيليكون للحصول على منتجات مسحوق microsilica ؛ يتم خلط microsilica مع الخرسانة لتحسين خصائص الخرسانة المختلفة ؛ يمكن أيضًا استخدامه كمواد خام للعودة إلى الفرن الكهربائي ، حشو للمطاط ، وكيل مضاد للتصنيع للأسمدة ، ومواد خام لطوب السيليكات والمواد الحرارية ، ومحفز للإنتاج وغيرها من الاستخدامات.
في إنتاج السيليكون الصناعي ، فإن صيغة الحد من السيليكون هي:
Sio 2+2 C═si +2 Co (t =2073 k)
Sio 2+ c═sio+co (رد فعل جانبي)
تتراوح نقاء السيليكون الصناعي المنتجة بين 98 ٪ و 99 ٪ ، وتأتي الشوائب من السيليكا والمواد الكربونية (بما في ذلك فحم الكوك البترول ، أقطاب الكربون النظيف ، إلخ .) .. الفرن ، ولكن لديه أيضًا درجات مختلفة من الأضرار التي لحقت بمعدات فرن القوس ، مثل استئصال القطب وتلف بطانة الفرن . معظم السيليكون المعدني الناتج عن ما ورد أعلاه في شكل كتلة . إذا تم استخدام كتل السيليكون كمواد خام ، طحن الكرات ، طحن الدرجات ، والطحن الأطراف ، و Whirling بشكل عام تستخدم لاستخدام الإنتاج لصالح الإنتاج لاستخدامها في الإنتاج. مسحوق . يمكن التحكم في حجم جسيم المنتج النهائي في نطاق شبكة 30-425 من خلال ضبط العملية .
تحضير polysilicon الشمسية
تتضمن تقنيات التحضير الخاصة بـ Polysilicon الشمسي بشكل أساسي الطريقة الكيميائية والطريقة الفيزيائية . في الوقت الحاضر ، فإن العملية السائدة لإعداد polysilicon من الدرجة الشمسية هي الطريقة الكيميائية ، والتي تمثل حوالي 80 ٪ من الإنتاج العالمي .. إن السيليكون الصناعي المطهر بواسطة الطريقة الكيميائية أعلى ، ولكن الطريقة المعدنية لها عملية قصيرة ، صديقة للبيئة وتكلفة منخفضة ولديها المزيد من آفاق التطوير . الطريقة المعدنية تشير إلى طريقة تحضير بوليسيليكون من الدرجة الشمسية ، أو التوجيه ، أو التوجيه ، والسيليكون التابع للسيليكون. التقنيات . سمة الطريقة المعدنية هي أن السيليكون لا يشارك في أي تفاعل كيميائي أثناء عملية التنقية . بالاعتماد على الفرق في الخصائص الفيزيائية بين الخلايا السيليكون والشوائب الشفقة {9} التكلفة والسلامة وحماية البيئة ، وأصبحت نقطة اتصال بحثية في هذا الحقل .
