金屬硅在硅鋁合金冶煉中起到的作用

    金屬硅又稱結(jié)晶硅或工業(yè)硅，其主要用途是作為非鐵基合金的添加劑，是二十世紀(jì)六十年代中期出現(xiàn)的一個(gè)商品名稱。它的出現(xiàn)與半導(dǎo)體行業(yè)的興起有關(guān)。目前，全部用作法是把商品硅分成金屬硅和半導(dǎo)體硅。金屬硅是由石英和焦炭在電熱爐內(nèi)冶煉成的產(chǎn)品，主成分硅元素的含量在98%左右，其余雜質(zhì)為鐵、鋁、鈣等。金屬硅價(jià)格昂貴。 工業(yè)上，金屬硅通常是在電爐中由碳還原二氧化硅而制得。 化學(xué)反應(yīng)方程式： SiO2 + 2C → Si + 2CO 這樣制得的金屬硅純度為97~98%。再將它融化后重結(jié)晶，用酸除去雜質(zhì)，得到純度為99.7~99.8%的金屬硅。

     硅是半金屬之一,舊稱“矽”。熔點(diǎn)為1420℃，密度為2.34克/厘米3。質(zhì)硬而脆。在常溫下不溶于酸，易溶于堿。金屬硅成分主要是硅，因此和硅具有相類似的性質(zhì)。金屬硅的性質(zhì)與鍺、鉛、錫相近，具有半導(dǎo)體性質(zhì)。^[3] 硅在地殼中資源較為豐富，僅次于氧，占地殼總重的四分之一還強(qiáng)，以二氧化硅或硅酸鹽形式存在。較純的硅礦物是石英或硅石。硅有兩種同素異形體：一種為暗棕色無定形粉末，性質(zhì)活潑，在空氣中能燃燒；另一種為性質(zhì)穩(wěn)定的晶體（晶態(tài)硅）。一般硅石和石英用于玻璃和其它建材，優(yōu)質(zhì)的石英用于制作合金、金屬和單晶。

     工業(yè)上，金屬硅通常是在電爐中由碳還原二氧化硅而制得。 化學(xué)反應(yīng)方程式： SiO2 + 2C → Si + 2CO 這樣制得的硅純度為97~98%，叫做金屬硅。再將它融化后重結(jié)晶，用酸除去雜質(zhì)，得到純度為99.7~99.8%的金屬硅。
金屬硅成分主要是硅，因此和硅具有相類似的性質(zhì)。硅有無定形硅和晶形硅兩種同素異形體。無定形硅是灰黑色粉末，實(shí)際上也是一種微晶體。晶形硅具有金剛石的晶體結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體性質(zhì) ， 熔點(diǎn) 1410℃ ， 沸點(diǎn) 2355℃ ，密度2.32～2.34克/厘米3，莫氏硬度 7，性脆 。無定形硅化學(xué)性質(zhì)活潑，在氧氣中能劇烈燃燒。它在高溫下與鹵素、氮、碳等非金屬發(fā)生反應(yīng)，也能與鎂、鈣、鐵等金屬作用，生成硅化物。無定形硅幾乎不溶于包括氫氟酸在內(nèi)的所有無機(jī)酸和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系酸，但能溶于xiao 、suan、與氫氟酸的混合酸。濃氫氧化鈉溶液能溶解無定形硅，放出氫氣。晶形硅比較不活潑，即使在高溫下也不與氧氣化合，它也不溶于任何一種無機(jī)酸和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系酸，但可溶于xiao、suan、和氫氟酸的混合酸以及濃氫氧化鈉溶液。

      硅鋁合金是用量非常大的硅合金。硅鋁合金是一種強(qiáng)復(fù)合脫氧劑，在煉鋼過程中代替純鋁可提高脫氧劑利用率，并可凈化鋼液，提高鋼材質(zhì)量。硅鋁合金密度小，熱膨脹系數(shù)低，鑄造性能和抗磨性能好，用其鑄造的合金鑄件具有很高的抗擊沖擊能力和很好的高壓致密性，可大大提高使用壽命，常用其生產(chǎn)航天飛行器和汽車零部件。
硅銅合金具有良好的焊接性能，且在受到?jīng)_擊時(shí)不易產(chǎn)生火花，具有防爆功能，可用于制作儲(chǔ)罐。
鋼中加入硅制成硅鋼片，能大大改善鋼的導(dǎo)磁性，降低磁滯和渦流損失，可用其制造變壓器和電機(jī)的鐵芯，提高變壓器和電機(jī)的性能。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，金屬硅的應(yīng)用領(lǐng)域還將進(jìn)一步擴(kuò)大。