Klassifizierung von Metallsilizium
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Die Klassifizierung von metallischem Silizium erfolgt üblicherweise nach dem Gehalt der drei Hauptverunreinigungen Eisen, Aluminium und Calcium, die in der metallischen Siliziumkomponente enthalten sind. Entsprechend dem Gehalt an Eisen, Aluminium und Calcium in metallischem Silizium kann metallisches Silizium in 553, 441, 411, 421, 3303, 3305, 2202, 2502, 1501, 1101 und andere verschiedene Sorten unterteilt werden.
Industriell wird metallisches Silizium üblicherweise durch Reduktion von Siliziumdioxid mit Kohlenstoff in einem Elektroofen hergestellt. Chemische Reaktionsgleichung: SiO2 plus 2C → Si plus 2CO Die Reinheit des auf diese Weise gewonnenen Siliziums beträgt 97 bis 98 Prozent, was als metallisches Silizium bezeichnet wird. Es wird dann geschmolzen und umkristallisiert, und Verunreinigungen werden mit Säure entfernt, um metallisches Silizium mit einer Reinheit von 99,7 bis 99,8 Prozent zu erhalten.
Die Zusammensetzung von metallischem Silizium ist hauptsächlich Silizium, daher hat es ähnliche Eigenschaften wie Silizium. Silizium hat zwei Allotrope, amorphes Silizium und kristallines Silizium. Amorphes Silizium ist ein grau-schwarzes Pulver, das eigentlich ein Mikrokristall ist. Kristallines Silizium hat die Kristallstruktur und die Halbleitereigenschaften von Diamant, der Schmelzpunkt beträgt 1410 Grad, der Siedepunkt 2355 Grad, die Mohs-Härte 7 und es ist spröde. Amorphes Silizium ist chemisch aktiv und kann in Sauerstoff heftig brennen. Es reagiert bei hohen Temperaturen mit Nichtmetallen wie Halogen, Stickstoff und Kohlenstoff und kann auch mit Metallen wie Magnesium, Calcium und Eisen unter Bildung von Siliziden wechselwirken. Amorphes Silizium ist in allen anorganischen und organischen Säuren einschließlich Flusssäure nahezu unlöslich, ist jedoch in Mischsäuren aus Salpetersäure und Flusssäure löslich. Konzentrierte Natronlauge kann amorphes Silizium auflösen und Wasserstoff freisetzen. Kristallines Silizium ist relativ inaktiv, es verbindet sich auch bei hoher Temperatur nicht mit Sauerstoff, es ist in keiner anorganischen Säure und organischen Säure löslich, aber es ist löslich in Mischsäuren aus Salpetersäure und Flusssäure und konzentrierter Natronlauge.