Кремний

Кремний (Силициум, Silicium, Si) – химический элемент, который входит в таблицу Менделеева под атомным номером 14. По внешним признакам (цвет, блеск, твердость) он похож на металл, но относится к металлоидам (полуметаллам). Для данного вещества характерны два состояния – аморфное и кристаллическое.

Для производственных задач используется технический кремний ГОСТ 2169-69. Он поставляется в виде бурого порошка или серых кристаллов с небольшим блеском.

Физические характеристики

Минерал Silicium редко встречается в чистом виде, поскольку быстро вступает в реакцию с кислородом и образует диоксид (SiO2) или входит в состав силикатов (SiO44-, SiO32-). В промышленности используют все модификации.

Основные свойства вещества:

• является элементарным полупроводником;
• проявляет активность с газообразным фтором;
• плотность при нормальных условиях – 2,33 г/см³.

Главная особенность и преимущество Si – жаростойкость, огнеупорность:

• температура плавления +1414 °C;
• кипения +2350 °C;
• при влиянии температуры от +400 до +500 °C Si вступает в реакцию с кислородом и образует диоксид;
• при воздействии температуры более +1000 °C образует материал с высокой твердостью – карборунд.

Силициум хрупкий полуметалл, но при нагревании до температуры +800 °C становится пластичным. ГОСТ 2169-69 регламентирует условия производства, маркировку, контроль.

Марки кремния по ГОСТу

В зависимости от химического состава (процента содержания базового элемента с присадками – железом, алюминием, кальцием) технический Si делится на пять марок, согласно ГОСТ 2169-69:

КР00 добывается из кварцевого песка и поставляется в виде сыпучих кристаллов неправильной формы с острыми гранями. КР0 получают в результате восстановительной плавки кварцита в электрических печах дугового типа.

Фракционный состав

Можно купить технический кремний не только в форме порошка, но и прутков, чушек (кусков).

Какие бывают фракции (размеры гранул) у силициума:

• до 2 мм – аспирационный. Его получают в результате сбора пыли из оборудования, где перерабатывалось сырье;
• от 5 мм до 10 мм. Мелкодисперсная смесь востребована в цветной металлургии;
• от 10 мм до 100 мм. Кристаллический силициум (песок) общего назначения.

Материал всех типов преимущественно применяется в качестве легирующего элемента при производстве бронз, силуминов, других сплавов. Цена кремния за 1 кг зависит от марки, объема партии, формы поставки – порошок или кристаллический тип. Наибольший спрос на материал КР0 или КР1.

Сфера применения

Сырье силициума используется в порошковой металлургической отрасли, электронной промышленности для изготовления полупроводников, получения металлокерамики, силикона, а также в качестве добавки в цементную смесь в строительной сфере.

Порошок применяется как:

• легирующий компонент для улучшения физических свойств сплавов;
• раскислитель при выплавки стальных сплавов, чугуна;

Также кремний необходим при производстве солнечных батарей и специализированного оборудования. Из него делают электроды для сварочных работ, он применяется для изготовления пиротехники, боеприпасов или огнеупорных материалов.