硅单质本身不是金属,属于非金属。平时说的金属硅,是由石英和焦炭在电热炉内冶炼成的产品,主成分硅元素的含量在98%左右(近年来,含Si量99.99%的也包含在金属硅内),其余杂质为铁、铝、钙等。
金属硅的性质与锗、铅、锡相近,所以叫做金属硅。1、硅元素硅,原子序数14,原子量28.0855, 硅有晶态和无定形两种形式。晶态硅具有金刚石晶格,硬而脆,熔点1410°C,沸点2355°C,密度2.32~2.34克/厘米³,硬度为7。等级稍差但储量较大,开采条件稍好,周围电力较为便宜的则适合生产金属硅。无定形硅是一种灰黑色粉末,实际是微晶体。晶态硅的电导率不及金属,且随温度升高而增加,具有明显的半导体性质。
硅在常温下不活泼,与空气、水和酸等没有明显作用;在加热下,能与卤素反应生成四卤化硅;化学反应方程式:SiO2+2C→Si+2CO这样制得的金属硅纯度为97~98%。650°C,时硅开始与氧完全反应;硅单质在高温下还能与碳、氮、硫等非金属单质反应;硅可间接生成一系列硅的氢化物;硅还能与钙、镁、铁等化合,生成金属硅化物。
超纯的单晶硅可作半导体材料。粗的单晶硅及其金属互化物组成的合金,常被用来增强铝、镁、铜等金属的强度。
金属硅成分主要是硅,因此和硅具有相类似的性质。硅有无定形硅和晶形硅两种同素异形体。无定形硅是灰黑色粉末,实际上也是一种微晶体。天然形态的氧化硅或者是以独立的石英矿物存在,或者是以几乎全是由氧化硅积成的岩石—硅石,或硅石形态的砂岩存在。晶形硅具有金刚石的晶体结构和半导体性质 , 熔点 1410℃ , 沸点 2355℃ ,密度2.32。金属硅出来是高温的,冷水地膜或者其他手段迅速降温,温度的变化会让金属硅变脆。
当然主要的是金属硅的莫氏硬度的只有7 是比较脆的,人工用锤子破碎就行了。
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我国生产的金属硅(硅含量主要是98.5%),原来主要是冶金用硅,化学用金属硅(硅含量主要是99.85%)的生产主要是从90年代中期以来有所发展,我国化学用硅的产量和出口量增长较快。多年的生产实践证明,木炭是满足冶炼化学用硅需要的重要碳质原料,但炭的来源受到限制,无法再使用木炭还原剂。1999年-2001年我国对日本出口的化学用硅已分别达到2.2万吨、3万吨、4万吨,2001年我国对日本出口的化学用硅已占日本化学用硅进口量的40%以上。
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