Metal krzemowy, znany również jako krzem przemysłowy lub krzem metalurgiczny, jest produkowaną na rynku, stosunkowo czystą formą krzemu elementarnego. Zwykle ma czystość98% do 99,5%, a pozostałą część stanowią zanieczyszczenia, takie jak żelazo, aluminium i wapń. Jest wytwarzany przez redukcję kwarcu (SiO₂) materiałami węglowymi, takimi jak węgiel, węgiel drzewny lub koks naftowy, w zanurzonym piecu łukowym. Proces ten zużywa ogromną ilość energii elektrycznej-około 12 000 do 14 000 kWh na tonę krzemometalu.
Produkt jest dostarczany w postaci szarych, metalicznych-bryłek, zwykle o wielkości od 10 mm do 100 mm. Jego główne zastosowania są przemysłowe:
Jako środek stopowy w odlewach aluminiowych (poprawiający wytrzymałość i lejność)
Jako surowiec do produkcji silikonów, silanów i innych związków chemicznych
Jako materiał bazowy do rafinacji krzemu o wyższej-czystości do zastosowań elektronicznych i ogniw słonecznych
Krystaliczny krzem
Krystaliczny krzem to aróżne klasy tego samego elementu. Odnosi się do krzemu, który został rafinowany w celu uzyskania niezwykle wysokiego poziomu czystości-zazwyczaj99,9999% (6N) do 99,9999999% (9N)lub nawet wyżej. To udoskonalenie osiąga się poprzez złożone procesy chemiczne, takie jak proces Siemensa lub technologia reaktora ze złożem fluidalnym, zaczynając od metalicznego krzemu.
Po oczyszczeniu krystaliczny krzem jest topiony i hodowany w duże,-wlewki monokrystaliczne (metodą Czochralskiego) lub bloki multi-krystaliczne. Następnie kroi się je w cienkie wafle. Krzem krystaliczny jest podstawowym materiałem stosowanym w:
Urządzenia półprzewodnikowe (chipy, procesory, pamięć)
Ogniwa fotowoltaiczne
Podsumowanie kluczowych różnic
| Aspekt | Metal krzemowy / krzem przemysłowy | Krystaliczny krzem |
|---|---|---|
| Czystość | 98% – 99.5% | 99,9999% – 99,9999999% (6N do 9N) |
| Produkcja | Karbotermiczna redukcja kwarcu w piecu łukowym | Rafinacja chemiczna krzemometalu (proces Siemensa itp.) |
| Wygląd | Szare grudki, metaliczny połysk | Błyszczące, lustrzane-jak sztabki lub cienkie wafle |
| Koszt | Niska (około 2000–3000 USD za tonę) | Bardzo wysoka (tysiące dolarów za kilogram) |
| Podstawowe zastosowanie | Stopy, silikony, baza do rafinacji | Półprzewodniki, ogniwa słoneczne |
Krzem metaliczny i krzem przemysłowy to ten sam produkt-surowy materiał o czystości 98-99,5% używany do celów przemysłowych masowo. Krzem krystaliczny jest znacznie wyższą czystością i droższą pochodną metalicznego krzemu, wytwarzaną specjalnie do zastosowań elektronicznych i fotowoltaicznych.
