Klassificering af metallisk silicium

Nov 13, 2024 Læg en besked

Industriel produktion af siliciummetal involverer typisk reduktion af silica med kulstof i en elektrisk ovn. Den kemiske reaktionsligning er som følger: Den kemiske reaktionsligning for denne proces er som følger:

 

SiO₂ + 2C → Si + 2CO. Det resulterende silicium er 97-98% rent og er derfor klassificeret som metallisk silicium. Materialet smeltes derefter og omkrystalliseres, og urenheder fjernes med syre til fremstilling af siliciummetal med en renhed på 99,7-99,8%.

 

Siliciummetal består primært af silicium og har derfor egenskaber svarende til silicium. Silicium findes i to allotrope former: amorft silicium og krystallinsk silicium. Amorft silicium er et gråt-sort pulver, der i det væsentlige er en type mikrokrystal. Siliciums krystallinske struktur ligner diamant, og den udviser egenskaber, der er karakteristiske for halvledere. Smeltepunktet for silicium er 1410 grader, og kogepunktet er - 2355 grader. Den har en Mohs hårdhed på 7 og er skør. Amorft silicium er kemisk reaktivt og kan brænde voldsomt i nærvær af ilt. Ved forhøjede temperaturer reagerer det med ikke-metaller såsom halogener, nitrogen og kulstof, samt metaller, herunder magnesium, calcium og jern, for at danne silicider. Amorft silicium er praktisk talt uopløseligt i alle uorganiske og organiske syrer, inklusive flussyre. Det er dog opløseligt i en blanding af salpetersyre og flussyre. Amorft silicium kan opløses med en koncentreret opløsning af natriumhydroxid for at frigive brintgas. Krystallinsk silicium er på den anden side relativt inaktivt og reagerer ikke med ilt selv ved høje temperaturer. Det er uopløseligt i alle uorganiske og organiske syrer, men opløseligt i en blanding af salpetersyre og flussyre og i koncentreret natriumhydroxidopløsning.