Szilícium fém alumíniumötvözetek és öntés

Az egyik legmegbízhatóbbszilícium fém felhasználásokalumíniumötvözetek gyártása. A szilíciumot azért adják az alumíniumhoz, mert megváltoztatja az ötvözet megszilárdulási viselkedését, javítja az öntési folyékonyságot, és hozzájárulhat a kívánt mechanikai és kopási tulajdonságokhoz, ha az ötvözet teljes összetételét és hőkezelését megfelelően szabályozzák.

Az alumínium-szilícium öntőötvözetek esetében a szilícium megváltoztatja a mikroszerkezetet azáltal, hogy szilícium{1}}tartalmú fázisokat hoz létre az alumíniummátrixon belül. A pontos morfológia a szilícium koncentrációjától, a hűtési sebességtől, az ötvözőelemektől és az azt követő módosítástól vagy hőkezeléstől függ. Egy finom és jól-szabályozott mikrostruktúra más egyensúlyt biztosíthat a folyékonyság, szilárdság, hajlékonyság és kopásállóság között, mint egy durva szilícium szerkezet.

Ezek a tartományok gyakorlati mérnöki tartományok, nem pedig univerzális specifikációk. A gyártás előtt mindig ellenőrizni kell az egyes ötvözet szabványokat.

Miért javítja a szilícium az önthetőséget?

A szilícium mennyiségének növelése egy megfelelő ötvözetrendszerben javíthatja az olvadt alumínium azon képességét, hogy bonyolult formageometriákat töltsön ki. Ez az egyik oka annak, hogy az Al-Si-ötvözeteket széles körben használják vékony keresztmetszetű vagy bonyolult formájú öntött alkatrészekhez.

A magasabb szilícium azonban nem automatikusan jobb. A túlzott vagy rosszul szabályozott szilíciumfázisok csökkenthetik a hajlékonyságot és befolyásolhatják a fáradási viselkedést. A szilícium részecskék morfológiája, mérete és eloszlása ​​ugyanolyan fontos lehet, mint a teljes szilícium százalék.

Kölcsönhatás magnéziummal és rézzel

Magnéziumésrézjelentősen megváltoztathatja az Al-Si-ötvözetek viselkedését. A magnézium lehetővé teheti a csapadékos keményedést megfelelő rendszerekben, míg a réz növelheti a szilárdságot, de befolyásolhatja a korróziós viselkedést és a rugalmasságot is.

A szilíciumfémet vásárló mérnökök számára ez azt jelenti, hogy a szükséges alapanyagot a végső ötvözetrecept szerint kell értékelni, nem pedig izolált nyersanyagként kezelni.

Szilícium fém alapanyagként szilikonokhoz, szilánokhoz és szoláris prekurzorokhoz

A második nagy csoportszilícium fém alkalmazásokvegyipari gyártás. A szilícium fém alapanyagként szolgálhat szilícium{1}}tartalmú vegyszerek, köztük a szilikoniparban használt köztes termékek előállításához.

A szilikon fémtől a szilikon vegyi anyagokig

Az ipari szilikonkémia általában azzal kezdődik, hogy a fém szilícium megfelelő szerves vagy halogén{0}}tartalmú vegyületekkel reagál szabályozott katalitikus körülmények között. A metil-klór-szilánok előállítása során például a szilícium metil-kloriddal reagál a közvetlen folyamatban, így klórszilán köztitermékek keletkeznek, amelyeket ezt követően hidrolizálni lehet, és szilikon polimerekké és egyéb termékekké lehet feldolgozni.

Ezek a későbbi anyagok közé tartoznakszilikonolajok, szilikon gumik, tömítőanyagok, bevonatok és elasztomer termékek. A szükséges szilícium-fém specifikáció a gyártó eljárásától, a katalizátorrendszertől és a szennyeződéstűréstől függ.

A vegyszervásárlók számára ezért nem egyszerűen az a kulcskérdés, hogy "99%-os a szilícium?" hanem inkább "Mely szennyező elemek zavarják reakciónkat vagy katalizátorrendszerünket, és milyen koncentrációban?"

Szilícium fém kontra poliszilícium

A szilíciumfémet ezért nem szabad a poliszilícium közvetlen helyettesítőjeként forgalmazni. Különböző pontokat foglalnak el a szilícium értékláncban, és különböző szintű tisztítást igényelnek.

Szilícium fém napenergiával kapcsolatos{0}}ellátó láncokhoz

A fotovoltaikus gyártás során a szilícium fém nyersanyagként szolgálhat olyan folyamatokhoz, amelyek végső soron sokkal nagyobb-tisztaságú szilíciumot állítanak elő. Az anyagot ezt követően további kémiai vagy kohászati ​​tisztítási lépésekkel finomítják.

Ez a megkülönböztetés fontos a beszerzési csapatok számára. Egy szolár-anyag-gyártónak szüksége lehet szilícium fémre, amely szigorúbb ellenőrzést biztosít bizonyos fémes vagy illékony szennyeződések ellen, még akkor is, ha a végtermék több tisztítási lépésre van az eredeti alapanyagtól.

Szilíciumfém az acélgyártásban, az öntöttvas ellenőrzésében és a kémiai redukcióban

Bár a szilícium fém szorosabban kapcsolódik az alumínium- és vegyiparhoz, fontos kohászati ​​alkalmazásai is vannak. A szilícium működhet adeoxidáló és ötvöző{0}}beállító elemaz acélgyártásban, és befolyásolhatja az öntöttvas szerkezetét.

Szilícium az acélgyártásban

A szilícium reakcióba lép az oldott oxigénnel, ezért részt vehet az acél deoxidációjában. A kereskedelmi acélgyártásban azonban a szilíciumfém nem feltétlenül a leggazdaságosabb szilíciumhordozó minden művelethez.Ferroszilíciumszéles körben használják, mert egyesíti a szilíciumot a vassal, és többféle, kifejezetten acélgyártáshoz tervezett minőségben kapható.

A szilícium fém akkor válik relevánsabbá, ha a gyártónak nagy mennyiségű -szilícium hozzáadására van szüksége anélkül, hogy annyi további vasat kellene bevinni, vagy ha egy adott kémiai egyensúly előnyössé teszi a közvetlen szilícium hozzáadását.

Szilícium és öntöttvas szerkezet

Az öntöttvasban a szilícium a grafitosítást befolyásoló fő elem. A szilícium megfelelő kémián belüli növelése elősegítheti a grafitképződést és csökkentheti a karbidképződésre való hajlamot, bár a végső szerkezet függ a szénegyenértéktől, a hűtési sebességtől, az oltástól, az ötvözőadagoktól és a metszet vastagságától.

Emiatt egy öntöde nem határozhatja meg a szilícium adagját a széntől függetlenül. Egy gyakorlati folyamat-ellenőrző rendszer figyelembe veszi a közötti kapcsolatotszén, szilícium, mangán, kén, magnézium és oltási kezelés.

Hőmérséklet és adagolási sorrend

A megfelelő adagolási pont a kemencétől és az öntési folyamattól függ. A kívánt összetételtől függően szilícium-tartalmú anyagok adhatók hozzá a kemence töltése során, az átvitel során vagy a végső kezelés során.

A gyártásellenőrzés érdekében a mérnöki csapatnak meg kell határoznia a szükséges végső Si-t, ahelyett, hogy rögzített kilogramm--per--szabályt alkalmazna minden egyes futásra. A szükséges adagolás a szilíciumkoncentráció kívánt változásából és a kiválasztott addíciós anyag várható kinyeréséből becsülhető meg.

A szilícium mint kémiai redukálószer

A szilícium redukálószerként is részt vehet magas{0}}hőmérsékletű kohászati ​​reakciókban. Erős oxigénaffinitása lehetővé teszi a szilíciumnak, hogy megfelelő termodinamikai körülmények között redukálja a kiválasztott fém-oxidokat, így szilícium-oxidokat és redukált fémet vagy intermediert termel.

Az ilyen reakciókat bizonyos szilícium{0}}tartalmú intermedierek, szilicidek és speciális anyagok előállítása során alkalmazzák. A megfelelő sztöchiometria az oxidrendszertől, a hőmérséklettől, a légkörtől és a kívánt termékfázistól függ.

Specifikációk, fizikai tulajdonságok, tesztelés és minőség

A leghasznosabbszilícium fém specifikációötvözi a kémiai összetételt a fizikai jellemzőkkel. Egy 99%-os szilíciumot tartalmazó anyag továbbra is eltérő teljesítményt nyújthat egy másik 99%-os terméktől, ha a részecskeméret, a felületi oxidáció, a nedvesség, a vas, az alumínium, a kalcium vagy a nyomelemek szintje eltérő.

A részecskeméret számít

Javasolt vizsgálati módszerek

• XRF:rutin elemi szűréshez hasznos.
• ICP-OES:megfelelő érvényesítés esetén hasznos a több{0}}elemes kémiai elemzéshez.
• Szitaelemzés:alkalmas hagyományos zúzott{0}}méretű termékekhez.
• Lézeres diffrakció:hasznos finom porokhoz, ahol alkalmazható.
• Oxigén elemzés:akkor releváns, ha felületi oxidáció vagy oxigénszennyeződés befolyásolja az alkalmazást.
• Nedvességvizsgálat:hasznos a szállítási és tárolási feltételek ellenőrzéséhez.

Piaci dinamika, kezelés és biztonság, környezetvédelmi és ellátási szempontok

A piac aszilícium fémbefolyásolja az alumíniumgyártás, a szilikon vegyszerek kereslete, a napenergiával{0}} kapcsolatos ellátási láncok, az energiaárak és a regionális termelési feltételek. Mivel a gyártási folyamat energiaigényes-, az energia rendelkezésre állásában és a villamosenergia-költségben bekövetkező változások közvetlen hatással lehetnek a termelés gazdaságosságára.

Kína továbbra is a globális szilícium{0}}fémellátás fő forrása, míg más gyártók a regionális és nemzetközi piacokon szállítanak anyagokat. Az egyesült államokbeli vásárlóknak nem csak a főárat, hanem a származási országot, a szállítási távolságot, a kereskedelmi intézkedéseket, a beszállítói kapacitást és az ellátás folytonosságát is figyelembe kell venniük.

Szilícium fém kezelése az Egyesült Államok létesítményeiben

A tárolási és kezelési követelmények nagymértékben függnek a fizikai formától. A nagy szilícium-fémdarabok a finom szilíciumportól eltérő portulajdonságokkal rendelkeznek. Miután az anyagot összezúzták, szitálják vagy finom részecskékre őrlik, a porképződés fontosabb munka- és folyamatbiztonsági szemponttá válik.

A létesítményeknek minimálisra kell csökkenteniük a szükségtelen porfelhalmozódást, be kell tartaniuk a megfelelő takarítási eljárásokat, és ellenőrizniük kell a gyújtóforrásokat, ha az éghető-por veszélyei relevánsak. Az OSHA éghető-porra vonatkozó útmutatásait figyelembe kell venni a kellően finom szemcsés anyagot érintő műveleteknél.

Javasolt tárolási gyakorlatok

• Tartsa az anyagot szárazon, esőtől és páralecsapódástól védve.
• Tárolja a zsákokat megfelelő raklapokon, ne közvetlenül nedves padlón.
• Védje a csomagolást a defekttől és a mechanikai sérülésektől.
• Használjon helyi elszívást, ahol finom por képződik.
• Tisztítsa meg a felgyülemlett port a létesítmény veszélyértékelésének megfelelő eljárásokkal.
• Az összeférhetetlen vegyszereket és gyújtóforrásokat megfelelően ellenőrizni kell.
• Tekintse át a jelenlegi szállítói SDS-t, mielőtt ismeretlen minőségeket kezelne.

Csomagolási lehetőségek

Környezetvédelmi beszerzési kérdések

A fenntarthatóságra{0}}fókuszált beszerzés érdekében kérdezze meg a szállítót, hogyan számítják ki a villamosenergia-fogyasztását, a szénlábnyomát és a környezetvédelmi szabályozást. Az értelmes összehasonlításnak meg kell határoznia, hogy a jelentett lábnyom csak a kemencében termelt villamos energiát tartalmazza-e, vagy a nyersanyagokat, a szállítást és más upstream folyamatokat is.