Per què és important la pols de silici metàl·lic
La pols de silici metàl·lic, de vegades descrita com a silici industrial en forma finament dividida, és un dels fonaments tranquils de la fabricació moderna. Té una brillantor metàl·lica diferent, apareix de gris platejat a gris fosc depenent de la mida de les partícules i l'estat d'oxidació, resisteix l'oxidació comparativament bé a temperatura ambient, manté un punt de fusió elevat d'uns 1.414 ºC i té una densitat d'uns 2,33 g/cm3. Per aquestes propietats apareix en revestiments refractaris, aliatges d'alumini, química de silicona, desoxidació de l'acer, ceràmica, abrasius i la cadena de subministrament fotovoltaica.
El valor d'enginyeria de la forma en pols és la superfície. La mòlta de silici metàl·lic fins a una malla fina augmenta la reactivitat i permet una dispersió uniforme de les barreges refractàries, els sistemes d'unió de resina-i la fosa d'alumini d'una manera que els grumolls no poden aconseguir.
Graus i composició química per banda de mida
La pols de silici químic es classifica per la mida de la malla i la composició s'estreny a mesura que l'aplicació objectiu es fa més exigent. La taula següent mostra les bandes de composició utilitzades per als graus estàndard.
| Tipus | Mida (malla) | Si min (%) | Fe max (%) | Al max (%) | Ca max (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| Pols de silici químic | 20-100 | 99.6 | 0.2 | 0.15 | 0.05 |
| Pols de silici químic | 30-120 | 99.2 | 0.4 | 0.2 | 0.1 |
| Pols de silici químic | 40-160 | 99.0 | 0.4 | 0.4 | 0.2 |
| Pols de silici químic | 100-200 | 98.5 | 0.5 | 0.5 | 0.3 |
| Pols de silici químic | 45-325 | 98.0 | 0.6 | 0.5 | 0.3 |
| Pols de silici refractari | de menys 150 a menys 600 | 99.6 fins a 98.0 | 0.2-0.6 | 0.15-0.5 | 0.05-0.3 |
| Pols de baixa qualitat | menys 200, menys 325 | 95-97 | impureses totals 3,0% màxim | ||
Els graus refractaris s'especifiquen per la mateixa lògica de composició, però s'ordenen en rangs de cribratge com menys 150, menys 200, menys 325, menys 400 i menys 600 malla, perquè la densitat d'empaquetament de la mescla refractària depèn de la distribució completa de la mida de les partícules en lloc d'una mida nominal única.
Com es fa la pols
La producció comença a partir de silici metàl·lic, que es fon en un forn d'arc submergit a partir de quars i reductor de carboni i es classifica per grau químic. A continuació, el metall es tritura, es fresa i es classifica. La trituració gruixuda produeix peces, mentre que la mòlta fina en molins de boles, molins de vibració o molins de raig produeix pols en el rang de malla requerit. Segueix la classificació, normalment per separació d'aire, i el material de grans dimensions es retorna al molí. Per als millors graus, la mòlta en atmosfera inert i la manipulació de bucle tancat-limiten l'oxidació i la recollida de ferro de les peces de desgast. La pols destinada a refractaris també es pot tractar superficialment o barrejar amb additius per controlar la hidratació i el flux.
Principals usos industrials
En els refractaris, la pols de silici fina s'utilitza com a anti-oxidant en maons de carboni- i carbur de silici, on reacciona preferentment amb l'oxigen i protegeix l'enllaç de carboni. En alumini, admet la producció d'aliatges d'alumini-silici per a peces de fosa i per a components d'automoció. En la indústria química, la pols de silici és una matèria primera per als clorosilans, els intermedis dels polímers de silicona i, al nivell de puresa més alt, del silici semiconductor i fotovoltaic. Les siderúrgiques utilitzen pols per retallar addicions i per a la desoxidació en graus especials. Les aplicacions ceràmiques i abrasives exploten la seva duresa i estabilitat tèrmica, mentre que l'electrònica utilitza fraccions fines i ultra-en recobriments i, en alguns processos, com a ajuda de sinterització.
Control de qualitat i controls d'ingesta
Tres propietats decideixen si un enviament funciona: química, distribució de la mida de partícules i estat d'oxidació. La química està coberta pels límits de silici, ferro, alumini i calci que es mostren anteriorment, i els graus de metalls base es descriuen en especificacions com GB/T 2881 per al silici metall al mercat xinès. La mida de les partícules s'ha de verificar mitjançant anàlisi de tamís, no mitjançant inspecció visual, i el certificat ha d'indicar el percentatge retingut a les pantalles de control. L'oxidació es mostra com un contingut d'oxigen superior al esperat, un color més fosc i una reactivitat reduïda en servei refractari. La humitat i la contaminació d'oli dels equips de manipulació també són errors comuns. Una rutina d'ingesta raonable és fer mostres de cada lot, analitzar la química, tamisar la mostra i verificar el pes de la bossa, i després conservar una mostra de referència segellada per al registre del lot.
Embalatge, emmagatzematge i manipulació
Els millors graus solen envasar-se en bosses teixides de 25 kg amb un revestiment interior dins d'una bossa gran d'una tona, i algunes es subministren en tambors per a ús electrònic. Emmagatzemeu sota coberta en un sòl sec, mantingueu les bosses segellades i apileu-les a una alçada que no aixafi el folre. La pols de silici no es classifica com a pols combustible en el rang de pantalla gruixuda, però les fraccions fines encara s'han de manejar amb extracció i bona neteja perquè són fàcilment transportades a l'aire. El personal ha d'usar màscares antipols i protecció ocular quan obre bosses o carregui els mescladors.
Preguntes freqüents
Q:Per a què serveix la pols de silici metàl·lic?
R: S'utilitza com a anti-oxidant i component en refractaris, com a base d'aliatges d'alumini-silici, com a matèria primera per a la química de silicona i clorosilà, en el tractament de l'acer, en ceràmica i abrasius, i en processos electrònics i fotovoltaics.
Q:Quina mida de malla he de demanar?
A: Ordre per aplicació. Les mescles refractàries normalment utilitzen menys 150 a menys 600 malles, mentre que els usos de fosa, aliatges i químics solen especificar intervals de malla de 20-100, 30-120 o 45-325.
Q:Una pols més fina sempre conté més silici?
R: No. El contingut de silici disminueix a mesura que el rang de malla nominal es fa més fi a la taula de grau estàndard, del 99,6% a la banda de malla 20-100 al 98,0% a la malla 45-325, perquè la mòlta i la classificació més fines acumulen més contaminació per ferro i alumini.
Q:Com es verifica la mida d'un enviament de pols de silici?
R: Mitjançant anàlisi de tamís sobre una mostra extreta del lot, amb el percentatge retingut a les pantalles de control en comparació amb l'especificació acordada, recolzada per un certificat d'anàlisi per a química.
Q:Què causa una baixa reactivitat en l'ús de refractaris?
R: Oxidació durant l'emmagatzematge o mòlta, recollida d'humitat i contaminació amb oli o pols. Un contingut d'oxigen més alt i un color més fosc són els senyals d'alerta habituals.
Q:Com s'ha d'emmagatzemar la pols?
R: Sota coberta en un sòl sec en bosses segellades i folrades, sense aixafar els revestiments, i amb extracció de pols i protecció personal durant l'obertura i la barreja de la bossa.