1. Compoziție și puritate
Silicon metalic (siliciu de calitate metalurgică, MG-Si):
Compoziție: În primul rând siliciu elementar (SI) cu~ 98–99% puritate.
Impurități: Conține urme de fier (Fe), aluminiu (AL), calciu (CA) și alte elemente din materii prime.
Notă: Uneori numit „siliciu în vrac” sau „Ferrosilicon” (dacă este aliat cu fier), dar strict vorbind, MG-Si nu este un aliaj decât dacă este specificat (de exemplu, Fesi).
Polisilicon (siliciu policristalin):
Compoziție: Siliciu ultra-high-puritate (99.9999%+, Adesea puritatea de la 9 la 11n).
Impurități: Impurități neglijabile (îndepărtarea metalelor, oxigenului și carbonului este critică).
Structură: Policristalină (multe cristale mici de siliciu), spre deosebire de siliciu monocristalin utilizat în unele electronice.
2. Proces de producție
Silicon metalic (MG-Si):
Produs prinReducerea carbotermicăDe silice (cuarț) în cuptoarele cu arc electric.
Materii prime: silice (sio₂) + carbon (cocs/cărbune).
Rezultă într -o siliciu fragil, solid, cu ~ 98–99% puritate.
Polisilicon:
Derivat dinRafinarea MG-SiPrin procese avansate precumProcesul SiemensSau reactor de pat fluidizat (FBR).
MG-Si este purificat prin descompunerea compușilor de siliciu volatil (de exemplu, triclorosilan) și re-depunerea siliconului policristalin ultra-pure.
3. Proprietăți fizice
| Proprietate | Silicon metalic (MG-Si) | Polisilicon |
|---|---|---|
| Puritate | 98–99% SI (de calitate industrială) | 99.9999%+ SI (puritate ultra-înaltă) |
| Structură | Lumpuri sau lingouri (pot fi policristaline) | Granule sau bucăți policristaline |
| Suprafață | Scăzut | Ridicat (datorită formei granulare) |
4. Aplicații
Silicon metalic (MG-Si):
Oțel: Folosit ca unDeoxidizatorPentru a îndepărta oxigenul din oțelul topit.
Aliaje: Componentă în aliaje de aluminiu (de exemplu, al-Si pentru piese auto) și aliaje de magneziu.
Turnaje: Îmbunătățește fluiditatea de turnare și previne formarea zgurii.
Precursor pentru polisilicon: MG-SI este rafinat în polisilicon pentru utilizări de înaltă tehnologie.
Polisilicon:
Panouri solare: Materii prime primare pentruCelule fotovoltaice(Energie solară).
Semiconductori: Folosit pentru fabricarea ICS, microcipuri și siliciu de calitate solară.
Electronică avansată: Grade de înaltă puritate pentru aplicații avansate, cum ar fi celulele solare de calitate spațială.
5. Costuri și piață
Silicon metalic (MG-Si):
Mai ieftin de produs din cauza cerințelor de puritate mai mici.
Prețurile influențate de disponibilitatea minereului de fier și a cuarțului.
Polisilicon:
Mai costisitor din cauza purificării intensive din punct de vedere energetic (de exemplu, procesul Siemens).
Piață determinată de cererea de energie solară și fabricarea semiconductorilor.
6. Rezumatul diferențelor
| Aspect | Silicon metalic (MG-Si) | Polisilicon |
|---|---|---|
| Puritate | Grad industrial (~ 98–99% SI) | Ultra-high purity (>99.9999% SI) |
| Structură | Lumpuri/lingouri în vrac | Granular, policristalin |
| Utilizare finală | Oțel, aliaje, turnare | Panouri solare, semiconductori |
| Producție | Reducere simplă carbotermică | Purificarea avansată a MG-SI |
