Кремниевый металлявляется основным сырьем для двух основных отраслей промышленности: производства алюминиевых сплавов и кремнийорганического синтеза. Три наиболее часто продаваемых коммерческих сорта:Кремний металлический 553, Кремний металлический 441иКремний металлический 3303. Многие покупатели просто выбирают марки, основываясь на цене, не до конца понимая устойчивость собственного производственного процесса к примесям.
При выплавке алюминия избыток железа и кальция может ухудшить качество литья и увеличить процент брака. При производстве кремнийорганического мономера следовые примеси тяжелых металлов будут отравлять катализаторы на основе меди, снижать выход мономера и генерировать больше нежелательных побочных продуктов. Использование неправильной марки металлического кремния приведет к скрытым производственным потерям, даже если стоимость закупки сырья выглядит конкурентоспособной.
Различия в успеваемости между тремя классами
553 — самая низкая степень чистоты среди трех. Он отличается повышенным содержанием железа, алюминия и кальция. Себестоимость продукции остается на относительно низком уровне. Его толерантность к примесям ограничена. Высокое содержание кальция и тяжелых металлов ограничивает его использование в чувствительном химическом синтезе.
441 является наиболее широко используемой маркой общего назначения. Он балансирует чистоту и стоимость производства. Содержание железа и алюминия ограничивается максимум 0,40%, а содержание кальция ограничено 0,10%. Он подходит для большинства стандартных производственных сценариев и подходит как для алюминиевой, так и для кремнийорганической промышленности. Это «рабочая лошадка» для массового производства.
3303 представляет собой металлический кремний высокой чистоты. Содержание железа и алюминия ограничено 0,30%, а содержание кальция строго контролируется ниже 0,03%. Бор, фосфор и следы тяжелых металлов также сохраняются на гораздо более низких уровнях. Материал обеспечивает стабильную производительность для производственных линий с высокими требованиями, но стоимость сырья превышает 553 и 441.
Определение основного сорта и химические характеристики
Четырехзначное правило наименования металлического кремния представляет собой максимальное последовательное содержание железа, алюминия и кальция. Например, Si 553 означает Fe меньше или равно 0,50%, Al меньше или равно 0,50%, Ca меньше или равно 0,30%. Эти три элемента являются основными элементами контроля. Для высокотехнологичных приложений покупателям также необходимо контролировать бор, фосфор и следы тяжелых металлов, включая никель, медь и титан.
| Параметр | Кремний Металл 553 | Кремний Металл 441 | Кремний Металл 3303 |
|---|---|---|---|
| Кремний (Si) мин. | 98.5% | 99.0% | 99.3% |
| Железо (Fe) макс. | 0.50% | 0.40% | 0.30% |
| Алюминий (Al) макс. | 0.50% | 0.40% | 0.30% |
| Кальций (Ca) макс. | 0.30% | 0.10% | 0.03% |
| Типичный бор | 80‑150 частей на миллион | 40‑80 частей на миллион | 15‑40 частей на миллион |
| Типичный фосфор | 60‑120 частей на миллион | 30‑70 частей на миллион | 10‑35 частей на миллион |
| Общий уровень примесей | Высокий | Середина | Низкий |
Используется для алюминия и силикона
Заявка на производство алюминиевых сплавов
Производство алюминиевых сплавов требует большого количества металлического кремния в качестве легирующей добавки. Различные линейки алюминиевой продукции имеют разные пределы содержания примесей.
Кремний Металл 553
553 может использоваться для литья алюминиевых сплавов низкого качества с низкими требованиями к содержанию примесей. Он не подходит для высокопрочного алюминия, автомобильных алюминиевых деталей или экструзионных профилей. Высокое содержание железа и кальция образует хрупкие интерметаллические фазы внутри алюминиевой матрицы. Эти фазы снижают пластичность, вызывают дефекты поверхности и повышают процент брака готовой продукции.
Кремний Металл 441
Сплав 441 является основным выбором для производства большинства алюминиевых сплавов. Он хорошо работает с обычными сплавами для литья под давлением и обычными экструзионными материалами. Он обеспечивает стабильный легирующий эффект и хорошие экономические показатели. Для автомобильного и высокопрочного алюминия производителям необходимо добавить дополнительные ограничения на бор и фосфор в контракты на закупку.
Кремний Металл 3303
Сплав 3303 выбран для высококачественных изделий из алюминия. Подходит для высокопрочного алюминия, сплавов аэрокосмической отрасли и деталей точного литья. Низкое содержание примесей предотвращает образование вредных интерметаллидов. Помогает улучшить механические характеристики и качество поверхности алюминиевых изделий.
Заявка на производство кремнийорганического (силикона)
Синтез кремнийорганического мономера осуществляется в реакторах с псевдоожиженным слоем с катализаторами на основе меди. Следы тяжелых металлов вызывают дезактивацию катализатора и снижение селективности диметилдихлорсилана. Содержание кальция также напрямую влияет на стабильность реакции внутри псевдоожиженного слоя.
Кремний Металл 553
553 не рекомендуется использовать для производства кремнийорганических мономеров. Высокое содержание кальция и примесей тяжелых металлов будет нарушать реакцию в псевдоожиженном слое. Это приводит к нестабильной степени конверсии, увеличению выхода отработанного масла и частой регулировке реактора. Его можно использовать только для силиконовых изделий очень низкого качества с очень низкими стандартами качества.
Кремний Металл 441
441 является стандартной маркой для обычного кремнийорганического производства. Он широко применяется для производства обычного силиконового масла, обычной силиконовой резины и обычных герметиков. Покупатели должны подтвердить ограничения на никель, медь и титан в сертификате подлинности. Стабильный уровень кальция является ключом к поддержанию постоянства циклов реакций.
Кремний Металл 3303
3303 предназначен для производства высококачественного кремнийорганического соединения. Используется для силикона высокой прозрачности, специальных силанов и высокоэффективных герметиков. Сверхнизкое содержание кальция и тяжелых металлов замедляет отравление катализатора. Он улучшает селективность мономеров и уменьшает образование нежелательных побочных продуктов.
Справочная таблица соответствия
| Конечное использование | Рекомендуемая оценка | Ключевые контрольные точки | Примечания |
|---|---|---|---|
| Низкое алюминиевое литье | 553 | Содержание Fe, Al | Не для высокопрочного или автомобильного алюминия. |
| Общее литье под давлением и экструзия алюминия | 441 | Са, Б, П | Наиболее экономически выгоден для массового производства. |
| Высокопрочный прецизионный алюминиевый сплав | 3303 | Полный контроль примесей | Более высокая стоимость сырья |
| Обычное силиконовое масло и обычная резина | 441 | Са, Ni, Cu, Ti | Стандартный выбор для объемного производства кремнийорганических соединений |
| Силикон высокой прозрачности и специальный силан. | 3303 | Низкие пределы содержания кальция и тяжелых металлов | Уменьшает дезактивацию катализатора |
| Низкосортный силикон со свободными характеристиками. | 553 | Высокий риск примесей | Редко используется на современных заводах по производству силикона. |
Примечание:
Выбираю 553 только из-за низкой цены. Многие заводы по производству алюминия и силикона страдают от потери качества после перехода на 553. Более высокий уровень брака и простои производства нивелируют первоначальную экономию сырья.
Использование 441 для высококачественного кремнийорганического материала или алюминия премиум-класса. Даже небольшие колебания содержания микропримесей повлияют на характеристики конечного продукта.
Чрезмерное использование 3303 для обычного массового производства. Высокая степень чистоты не приносит дополнительных преимуществ для линий с низкими требованиями и увеличивает общую стоимость производства.
Качество оценивается только по четырехзначному номеру оценки. Четырехзначный код охватывает только железо, алюминий и кальций. Бор, фосфор и тяжелые металлы требуют отдельного контроля.
Металлический кремний 553, 441 и 3303 используется в различных сценариях производства алюминия и силикона.. 553 — это материал низкой чистоты, предназначенный только для применений с низкими требованиями.. 441 обеспечивает сбалансированную стоимость и производительность и выступает в качестве основного сорта для большинства общих производств алюминия и кремния.. 3303 обеспечивает низкий уровень примесей для высококачественных продуктов с соответствующей более высокой стоимостью материала.
Выбор не должен определяться только ценой покупки. Производственные линии должны соответствовать марке металлического кремния с собственным допуском на примеси, стандартом качества продукции и технологическим оборудованием. Правильный подбор марок помогает производителям стабилизировать производство, снизить процент брака и достичь разумных общих производственных затрат.
