1. Composición y pureza
Silicio metálico (silicio de grado metalúrgico, MG-Si):
Composición: Principalmente silicio elemental (Si) con~ 98–99% de pureza.
Impurezas: Contiene pequeñas cantidades de hierro (Fe), aluminio (Al), calcio (CA) y otros elementos de materias primas.
Nota: A veces llamado "silicio a granel" o "ferrosilicón" (si está aleado con hierro), pero estrictamente hablando, Mg-Si no es una aleación a menos que se especifique (por ejemplo, FESI).
Polisilicio (silicio policristalino):
Composición: Silicón Ultra-High-Purity (99.9999%+, A menudo 9n a 11n pureza).
Impurezas: Impurezas insignificantes (eliminación de metales, oxígeno y carbono es crítica).
Estructura: Policristalino (muchos cristales de silicio pequeños), a diferencia del silicio monocristalino utilizado en algunos productos electrónicos.
2. Proceso de producción
Silicón metálico (MG-Si):
Producido a través deReducción carbotérmicaDe sílice (cuarzo) en hornos de arco eléctrico.
Materias primas: sílice (sio₂) + carbono (coque/carbón).
Resulta en un bulto de silicio sólido y frágil con ~ 98–99% de pureza.
Polisítico:
Derivado deRefinamiento de mg-siA través de procesos avanzados como elProceso de SiemensO reactor de lecho fluidizado (FBR).
Mg-Si se purifica mediante la descomposición de los compuestos de silicio volátiles (p. Ej., Trichlorosilano) y redepositando el silicio policristalino ultra pure.
3. Propiedades físicas
| Propiedad | Silicón metálico (MG-Si) | Polisítico |
|---|---|---|
| Pureza | 98-99% SI (grado industrial) | 99.9999%+ SI (Ultra High Purity) |
| Estructura | Bultos o lingotes (puede ser policristalino) | Gránulos o trozos policristalinos |
| Área de superficie | Bajo | Alto (debido a la forma granular) |
4. Aplicaciones
Silicón metálico (MG-Si):
Creación de acero: Utilizado como unDesoxidizadorPara eliminar el oxígeno del acero fundido.
Aleaciones: Componente en aleaciones de aluminio (por ejemplo, al-Si para piezas automotrices) y aleaciones de magnesio.
Fuseles: Mejora la fluidez de fundición y previene la formación de escoria.
Precursor de Polysilicon: Mg-Si se refina en polisilicio para usos de alta tecnología.
Polisítico:
Paneles solares: Carolina primaria paraCélulas fotovoltaicas(Energía solar).
Semiconductores: Se utiliza para fabricar ICS, microchips y silicio de grado solar.
Electrónica avanzada: Grados de alta pureza para aplicaciones avanzadas como células solares de grado espacial.
5. Costo y mercado
Silicón metálico (MG-Si):
Más barato para producir debido a los requisitos de pureza más bajos.
Precios influenciados por el mineral de hierro y la disponibilidad de cuarzo.
Polisítico:
Más costoso debido a la purificación intensiva en energía (por ejemplo, proceso Siemens).
Mercado impulsado por la demanda de energía solar y la fabricación de semiconductores.
6. Resumen de diferencias
| Aspecto | Silicón metálico (MG-Si) | Polisítico |
|---|---|---|
| Pureza | Grado industrial (~ 98–99% SI) | Ultra-high purity (>99.9999% SI) |
| Estructura | Grumos/lingotes a granel | Granular, policristalino |
| Uso final | Acero, aleaciones, fundición | Paneles solares, semiconductores |
| Producción | Reducción carbotérmica simple | Purificación avanzada de MG-Si |
