1. Složení a čistota
Kovový křemík (metalurgický křemík, mg-si):
Složení: Primárně elementární křemík (SI) s~ 98–99% čistoty.
Nečistoty: Obsahuje stopová množství železa (Fe), hliníku (AL), vápníku (CA) a dalších prvků ze surovin.
Poznámka: Někdy se nazývá „hromadný křemík“ nebo „ferrosilicon“ (pokud je při lezení železem), ale přísně řečeno, Mg-si není slitina, pokud není uvedena (např. Fesi).
Polysilicon (polykrystalický křemík):
Složení: Ultra-vysokopádcky křemík (99.9999%+, Často 9n až 11n čistota).
Nečistoty: Zanedbatelné nečistoty (odstranění kovů, kyslíku a uhlíku je kritické).
Struktura: Polykrystalin (mnoho malých křemíkových krystalů), na rozdíl od monokrystalického křemíku používaného v nějaké elektronice.
2. Proces výroby
Kovový křemík (MG-SI):
Vyrobeno prostřednictvímKarbotermická redukceOxidu křemičitého (křemene) v elektrických obloukových pecích.
Suroviny: oxid křemičitý (SIO₂) + uhlík (koks/uhlí).
Výsledkem je křehká, pevná křemíková kus s ~ 98–99% čistotou.
Polysilicon:
Odvozený zRafinace mg-siProstřednictvím pokročilých procesů, jako jeSiemens procesNebo reaktor fluidního lože (FBR).
MG-SI je purifikován rozkládajícími se těkavými křemíkovými sloučeninami (např. Trichlorosilan) a opětovným usazováním ultraparetního polykrystalického křemíku.
3. Fyzikální vlastnosti
| Majetek | Kovový křemík (MG-SI) | Polysilicon |
|---|---|---|
| Čistota | 98–99% SI (průmyslová třída) | 99,9999%+ SI (ultra vysoká čistota) |
| Struktura | Hrudky nebo ingoty (může být polykrystalická) | Polykrystalické granule nebo kousky |
| Plocha povrchu | Nízký | Vysoká (kvůli granulární formě) |
4. Aplikace
Kovový křemík (MG-SI):
Ocelář: Používá se jako aDeoxidizerOdstranit kyslík z roztavené oceli.
Slitiny: Složka slitin hliníku (např. Al-Si pro automobilové díly) a slitiny hořčíku.
Foundries: Zvyšuje tekutost lití a zabraňuje tvorbě strusky.
Prekurzor pro polysilicon: Mg-si je zdokonalen do polysiliconu pro high-tech použití.
Polysilicon:
Solární panely: Primární surovina proFotovoltaické buňky(Sluneční energie).
Polovodiče: Používá se k výrobě ICS, mikročipů a solárního křemíku.
Pokročilá elektronika: Stupně vysokých míst pro pokročilé aplikace, jako jsou solární články v kosmické úrovni.
5. Náklady a trh
Kovový křemík (MG-SI):
Levnější produkovat z důvodu nižších požadavků na čistotu.
Ceny ovlivněné dostupností železné rudy a křemene.
Polysilicon:
Nákladnější kvůli čištění energeticky náročné čištění (např. Proces Siemens).
Trh řízený poptávkou na sluneční energii a výrobou polovodičů.
6. Shrnutí rozdílů
| Aspekt | Kovový křemík (MG-SI) | Polysilicon |
|---|---|---|
| Čistota | Průmyslová třída (~ 98–99% SI) | Ultra-high purity (>99,9999% SI) |
| Struktura | Hromadné hrudky/ingoty | Granulární, polykrystalický |
| Koncové použití | Ocel, slitiny, lití | Solární panely, polovodiče |
| Výroba | Jednoduchá karbotermická redukce | Pokročilé čištění Mg-Si |
