Klassifizierung von metallischem Silizium
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Die Klassifizierung von metallischem Silizium erfolgt üblicherweise nach dem Gehalt der drei Hauptverunreinigungen Eisen, Aluminium und Kalzium, die in der metallischen Siliziumkomponente enthalten sind. Entsprechend dem Gehalt an Eisen, Aluminium und Kalzium im metallischen Silizium kann metallisches Silizium in 553, 441, 411, 421, 3303, 3305, 2202, 2502, 1501, 1101 und andere verschiedene Qualitäten unterteilt werden.
Metallisches Silicium wird industriell üblicherweise durch Reduktion von Siliciumdioxid mit Kohlenstoff in einem Elektroofen hergestellt. Chemische Reaktionsgleichung: SiO2 + 2C → Si + 2CO. Die Reinheit des auf diese Weise erhaltenen Siliziums beträgt 97–98 %, was als metallisches Silizium bezeichnet wird. Anschließend wird es geschmolzen und umkristallisiert und Verunreinigungen werden mit Säure entfernt, um metallisches Silizium mit einer Reinheit von 99,7–99,8 % zu erhalten.
Metallisches Silizium besteht hauptsächlich aus Silizium und weist daher ähnliche Eigenschaften wie Silizium auf. 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 Halbleitereigenschaften von Diamant, der Schmelzpunkt liegt bei 1410 Grad, der Siedepunkt bei 2355 Grad, die Mohs-Härte beträgt 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, Kalzium und Eisen unter Bildung von Siliziden interagieren. Amorphes Silizium ist in allen anorganischen und organischen Säuren, einschließlich Flusssäure, nahezu unlöslich, ist jedoch in gemischten Säuren aus Salpetersäure und Flusssäure löslich. Konzentrierte Natronlauge kann amorphes Silizium auflösen und Wasserstoff freisetzen. Kristallines Silizium ist relativ inaktiv, es verbindet sich auch bei hohen Temperaturen nicht mit Sauerstoff, es ist in keiner anorganischen Säure und organischen Säure löslich, aber es ist in gemischten Säuren aus Salpetersäure und Flusssäure sowie konzentrierter Natronlauge löslich.
