Critères pour juger de la qualité du silicium métallique

En tant que matériau clé de l'industrie moderne,silicium métalest largement utilisé dans divers domaines, notamment la métallurgie, la chimie et l’électronique. Qu'il s'agisse d'améliorer les performances de l'acier dans la fabrication de l'acier ou de devenir une matière première clé dans la fabrication de puces semi-conductrices, la qualité du silicium métallique détermine directement la qualité des produits en aval. Par conséquent, l’établissement d’un ensemble de normes de jugement de qualité scientifique et parfaite est devenue la clé pour garantir le fonctionnement stable de la chaîne industrielle.

Normes de composition chimique

Dans le système de jugement de qualité du silicium métal, la composition chimique est l’indice le plus important. Selon la norme industrielle, la teneur en silicium du silicium métallique de haute-qualité doit généralement atteindre plus de 99 %. Dans le même temps, la teneur en impuretés telles que le fer, l'aluminium, le calcium, le magnésium et d'autres éléments nocifs est strictement limitée à une certaine plage.

Pureté

La pureté est une mesure importante de la qualité desilicium métal. La teneur en impuretés métalliques de silicium de haute pureté est faible, les indicateurs sont conformes à la norme et peuvent faire jouer pleinement ses propriétés physiques et chimiques ; tandis que la faible pureté du silicium métallique de faible-qualité entraînera une réduction considérable des performances du produit en aval, affectant l'utilisation finale de l'effet.

Impuretés

Différents éléments d'impuretés ont des effets différents sur le silicium métallique et ses produits en aval. Une teneur excessive en fer et en aluminium réduira la pureté du silicium, affectant la conductivité ou la résistance mécanique du silicium semi-conducteur et photovoltaïque ; le calcium peut déclencher des réactions secondaires dans les réactions chimiques, sa teneur doit donc être strictement contrôlée dans les applications associées. Dans les applications haut de gamme du silicium de qualité semi-conducteur-, le contrôle des oligo-éléments tels que le bore et le phosphore est encore plus exigeant, nécessitant une teneur en bore < 0,1 ppm et une teneur en phosphore < 0,5 ppm, car ces éléments peuvent affecter de manière significative les propriétés électriques du silicium.

Normes de propriété physique

Les propriétés physiques du silicium métallique, telles que la taille des particules, la dureté et la densité, constituent également une base importante pour l'évaluation de la qualité. Ces propriétés doivent être conformes aux normes nationales pour garantir leur applicabilité dans différents scénarios industriels.

Distribution granulométrique

La taille des particules du silicium métallique a un impact significatif sur ses performances d’application. En fonction de l'industrie et des besoins de l'utilisateur, des normes appropriées en matière de distribution granulométrique sont définies. Par exemple, l’industrie métallurgique utilise couramment du silicium métallique dont la taille des particules est comprise entre 10 et 100 nm ou moins pour répondre aux exigences de réaction du processus de fusion.

Tests de densité, de dureté et élimination des impuretés

Le silicium métallique a une densité d'environ 2,33 g/cm³ et une dureté Mohs d'environ 6,5. Ces propriétés physiques doivent être vérifiées par des tests spécialisés. De plus, une inspection visuelle ou des tests de séparation magnétique sont nécessaires pour garantir que le silicium métallique ne contient pas d'impuretés non métalliques visibles à l'œil nu (par exemple, de la saleté, des copeaux de bois) ou des corps étrangers métalliques (par exemple du fer).

Jugement d'apparence

L'apparence est une norme intuitive pour juger de la qualité du silicium métallique.Silicium métallique de haute-qualitéuniformité et douceur de la surface, couleur constante, pas de fissures, bulles et autres défauts. Ces caractéristiques d'apparence reflètent non seulement le niveau de technologie de production, mais affectent également indirectement les performances du produit.

Dureté et ténacité

En plus de la dureté standard, le silicium métallique de haute-qualité doit également avoir une certaine ténacité, difficile à déformer ou à casser. Bonne dureté et ténacité pour assurer la stabilité du silicium métallique lors du traitement et de l'utilisation du processus.

L'influence des cendres, des matières volatiles et de l'humidité

Les cendres, les matières volatiles et la teneur en humidité ont également un impact important sur la qualité du silicium métallique. Une augmentation de 1 % des cendres entraînera une augmentation de 2 à 2,5 % de la quantité de silicium métallique utilisée dans la fusion des hauts fourneaux ; la maturité du silicium métallique peut être jugée par la teneur en matières volatiles ; et les fluctuations de l'humidité entraîneront des mesures inexactes, affectant la stabilité de l'état du four et la précision du test.

Industrie métallurgique

Dans l'industrie métallurgique, l'accent est mis sursilicium métalconcerne principalement la teneur en silicium et les impuretés de fer et d'aluminium, et les exigences en matière de taille des particules sont relativement lâches. En effet, dans le processus métallurgique, le silicium métallique joue principalement le rôle de désoxydation et d'alliage, et différentes teneurs en impuretés affecteront directement les performances de l'acier.

Synthèse du silicium organique

Le processus de synthèse du silicone doit contrôler strictement le calcium, le magnésium et d’autres impuretés de métaux alcalins. Ces impuretés peuvent conduire à un empoisonnement du catalyseur, ce qui peut sérieusement affecter la réaction de synthèse et, par conséquent, la qualité du produit silicone.

Semi-conducteur / Photovoltaïque

Les applications de semi-conducteurs et photovoltaïques nécessitent une pureté élevée du silicium métallique, généralement supérieure à 99,999 % (qualité 5N). En outre, il doit être traité ultérieurement par purification par fusion de zone ou dépôt chimique en phase vapeur (CVD), et la précision de détection des éléments traces est également strictement requise pour répondre aux besoins particuliers des matériaux de silicium de qualité électronique.

Avec les progrès continus de la technologie industrielle, les exigences en matière de qualité du silicium métallique deviendront de plus en plus élevées. Les entreprises doivent continuer à optimiser le processus de production et à contrôler strictement la qualité ; lors du choix des produits en silicium-métal, les utilisateurs doivent évaluer scientifiquement les indicateurs de qualité en fonction des besoins réels afin de garantir le fonctionnement efficace de la chaîne industrielle.