Logam Silikon dalam Paduan dan Pengecoran Aluminium

Salah satu yang paling mapanpenggunaan logam silikonadalah produksi paduan aluminium. Silikon ditambahkan ke aluminium karena mengubah perilaku pemadatan paduan, meningkatkan fluiditas pengecoran dan dapat berkontribusi terhadap karakteristik mekanik dan keausan yang diinginkan ketika komposisi paduan lengkap dan perlakuan panas dikontrol dengan benar.

Dalam paduan pengecoran aluminium-silikon, silikon mengubah struktur mikro dengan membentuk silikon-yang mengandung fase dalam matriks aluminium. Morfologi pastinya bergantung pada konsentrasi silikon, laju pendinginan, elemen paduan, dan modifikasi selanjutnya atau perlakuan panas. Struktur mikro yang halus dan terkontrol dengan baik dapat memberikan keseimbangan fluiditas, kekuatan, keuletan, dan ketahanan aus yang berbeda dibandingkan struktur silikon kasar.

Rentang ini merupakan rentang rekayasa praktis dan bukan spesifikasi universal. Standar paduan individu harus selalu diperiksa sebelum produksi.

Mengapa Silikon Meningkatkan Castability

Meningkatkan silikon dalam sistem paduan yang sesuai dapat meningkatkan kemampuan aluminium cair untuk mengisi geometri cetakan yang kompleks. Inilah salah satu alasan paduan Al-Si banyak digunakan untuk komponen cor dengan bagian tipis atau bentuk rumit.

Namun, silikon yang lebih tinggi tidak secara otomatis menjadi lebih baik. Fase silikon yang berlebihan atau tidak terkontrol dengan baik dapat mengurangi keuletan dan mempengaruhi perilaku kelelahan. Morfologi, ukuran dan distribusi partikel silikon sama pentingnya dengan persentase total silikon.

Interaksi dengan Magnesium dan Tembaga

MagnesiumDantembagadapat mengubah perilaku paduan Al-Si secara substansial. Magnesium memungkinkan terjadinya pengerasan presipitasi pada sistem yang sesuai, sedangkan tembaga dapat meningkatkan kekuatan namun juga dapat mempengaruhi perilaku korosi dan keuletan.

Bagi insinyur yang membeli logam silikon, ini berarti bahan baku yang dibutuhkan harus dievaluasi berdasarkan resep paduan akhir daripada diperlakukan sebagai bahan mentah yang terisolasi.

Logam Silikon sebagai Bahan Baku Silikon, Silan dan Prekursor Surya

Kelompok besar keduaaplikasi logam silikonadalah manufaktur kimia. Logam silikon dapat berfungsi sebagai bahan baku untuk produksi silikon-yang mengandung bahan kimia, termasuk zat antara yang digunakan dalam industri silikon.

Dari Logam Silikon hingga Bahan Kimia Silikon

Kimia silikon industri biasanya dimulai dengan reaksi logam silikon dengan senyawa organik atau yang mengandung halogen-yang sesuai dalam kondisi katalitik yang terkontrol. Dalam produksi metilklorosilan, misalnya, silikon bereaksi dengan metil klorida dalam proses langsung untuk menghasilkan zat antara klorosilan yang selanjutnya dapat dihidrolisis dan diproses menjadi polimer silikon dan produk lainnya.

Materi hilir tersebut antara lainminyak silikon, karet silikon, sealant, pelapis dan produk elastomer. Spesifikasi logam-silikon yang diperlukan bergantung pada proses produsen, sistem katalis, dan toleransi pengotor.

Oleh karena itu, bagi pembeli bahan kimia, pertanyaan kuncinya bukan sekadar "Apakah silikonnya 99%?" melainkan "Unsur pengotor manakah yang mengganggu reaksi atau sistem katalis kita, dan pada konsentrasi berapa?"

Logam Silikon vs Polisilikon

Oleh karena itu, logam silikon tidak boleh dipasarkan sebagai pengganti langsung polisilikon. Mereka menempati titik berbeda dalam rantai nilai silikon dan memerlukan tingkat pemurnian yang berbeda.

Logam Silikon untuk Tenaga Surya-Rantai Pasokan Terkait

Dalam manufaktur fotovoltaik, logam silikon dapat berfungsi sebagai bahan mentah hulu untuk proses yang pada akhirnya menghasilkan silikon dengan kemurnian{0}}yang jauh lebih tinggi. Bahan tersebut kemudian dimurnikan melalui langkah pemurnian kimia atau metalurgi tambahan.

Pembedaan ini penting bagi tim pengadaan. Produsen bahan-tenaga surya mungkin memerlukan logam silikon dengan kontrol yang lebih ketat terhadap pengotor logam tertentu atau pengotor yang mudah menguap meskipun produk akhirnya memerlukan beberapa langkah pemurnian dari bahan baku aslinya.

Logam Silikon dalam Pembuatan Baja, Kontrol Besi Cor dan Reduksi Kimia

Meskipun logam silikon lebih erat kaitannya dengan aluminium dan industri kimia, logam silikon juga memiliki aplikasi metalurgi yang penting. Silikon dapat bertindak sebagai adeoksidasi dan paduan-elemen penyesuaiandalam pembuatan baja dan dapat mempengaruhi struktur besi cor.

Silikon dalam Pembuatan Baja

Silikon bereaksi dengan oksigen terlarut dan karenanya dapat berpartisipasi dalam deoksidasi baja. Namun, dalam produksi baja komersial, logam silikon belum tentu merupakan pembawa silikon yang paling ekonomis untuk setiap operasi.Ferrosilikonbanyak digunakan karena menggabungkan silikon dengan besi dan tersedia dalam berbagai tingkatan yang dirancang khusus untuk pembuatan baja.

Logam silikon menjadi lebih relevan ketika produsen membutuhkan-penambahan silikon dalam jumlah tinggi tanpa memasukkan besi tambahan dalam jumlah yang banyak, atau ketika keseimbangan kimia tertentu membuat penambahan silikon langsung menguntungkan.

Struktur Silikon dan Besi Cor

Pada besi cor, silikon merupakan elemen utama yang mempengaruhi grafitisasi. Peningkatan silikon dalam bahan kimia yang sesuai dapat mendorong pembentukan grafit dan mengurangi kecenderungan pembentukan karbida, meskipun struktur akhir bergantung pada ekuivalen karbon, laju pendinginan, inokulasi, penambahan paduan, dan ketebalan bagian.

Karena alasan ini, pabrik pengecoran tidak boleh menentukan dosis silikon secara terpisah dari karbon. Sistem kontrol-proses yang praktis mempertimbangkan hubungan antara keduanyakarbon, silikon, mangan, sulfur, magnesium dan perawatan inokulasi.

Suhu dan Urutan Penambahan

Titik penambahan yang tepat tergantung pada tungku dan proses pengecoran. Bahan bantalan-silikon dapat ditambahkan selama pengisian tungku, selama transfer, atau selama pengolahan akhir bergantung pada komposisi target.

Untuk pengendalian produksi, tim teknik harus menentukan Si akhir yang diperlukan daripada menggunakan aturan kilogram-per-ton yang tetap untuk setiap panas. Penambahan yang diperlukan dapat diperkirakan dari perubahan konsentrasi silikon yang diinginkan dan perolehan kembali yang diharapkan dari bahan tambahan yang dipilih.

Silikon sebagai Reduktor Kimia

Silikon juga dapat berpartisipasi sebagai zat pereduksi dalam-reaksi metalurgi suhu tinggi. Afinitasnya yang kuat terhadap oksigen memungkinkan silikon mereduksi oksida logam tertentu di bawah kondisi termodinamika yang sesuai, menghasilkan oksida silikon dan logam tereduksi atau zat antara.

Reaksi seperti ini digunakan dalam produksi silikon tertentu-yang mengandung zat antara, silisida, dan bahan khusus. Stoikiometri yang tepat bergantung pada sistem oksida, suhu, atmosfer, dan fase produk yang diinginkan.

Spesifikasi, Sifat Fisik, Pengujian dan Nilai

Yang paling bergunaspesifikasi logam silikonmenggabungkan komposisi kimia dengan sifat fisik. Bahan yang mengandung 99% silikon mungkin masih memiliki kinerja yang berbeda dari produk 99% lainnya jika ukuran partikel, oksidasi permukaan, kelembapan, Fe, Al, Ca, atau tingkat elemen -jejak berbeda.

Ukuran Partikel Penting

Metode Pengujian yang Direkomendasikan

• XRF:berguna untuk penyaringan unsur rutin.
• ICP-OES:berguna untuk-analisis kimia multielemen bila divalidasi dengan benar.
• Analisis saringan:cocok untuk produk-ukuran hancur konvensional.
• Difraksi laser:berguna untuk bubuk halus jika ada.
• Analisis oksigen:relevan jika oksidasi permukaan atau kontaminasi oksigen mempengaruhi aplikasi.
• Pengujian kelembaban:berguna untuk mengonfirmasi kondisi pengiriman dan penyimpanan.

Dinamika Pasar, Penanganan & Keselamatan, Pertimbangan Lingkungan dan Pasokan

Pasar untuklogam silikondipengaruhi oleh produksi aluminium, permintaan bahan kimia silikon,-rantai pasokan terkait tenaga surya, harga energi, dan kondisi produksi regional. Karena proses produksinya membutuhkan-penggunaan listrik yang intensif, perubahan ketersediaan daya dan biaya listrik dapat berdampak langsung pada keekonomian produksi.

Tiongkok tetap menjadi sumber utama pasokan logam-silikon global, sementara produsen lain menyumbangkan material ke pasar regional dan internasional. Pembeli AS harus mempertimbangkan tidak hanya harga utama tetapi juga negara asal, jarak pengiriman, ukuran perdagangan, kapasitas pemasok dan kontinuitas pasokan.

Menangani Logam Silikon di Fasilitas AS

Persyaratan penyimpanan dan penanganan sangat bergantung pada bentuk fisik. Potongan logam-silikon besar memiliki karakteristik debu yang berbeda dengan bubuk silikon halus. Setelah material dihancurkan, disaring, atau digiling menjadi partikel halus, timbulnya debu menjadi pertimbangan keselamatan-proses dan pekerjaan yang lebih penting.

Fasilitas harus meminimalkan akumulasi debu yang tidak perlu, menerapkan prosedur tata graha yang sesuai, dan mengontrol sumber penyulut api jika ada bahaya debu-yang mudah terbakar. Panduan debu-OSHA yang mudah terbakar harus dipertimbangkan untuk pengoperasian yang melibatkan bahan partikulat yang cukup halus.

Praktik Penyimpanan yang Direkomendasikan

• Jaga bahan tetap kering dan terlindung dari hujan dan kondensasi.
• Simpan tas di palet yang sesuai, bukan langsung di lantai basah.
• Lindungi kemasan dari tusukan dan kerusakan mekanis.
• Gunakan ventilasi pembuangan lokal di mana debu halus dihasilkan.
• Bersihkan akumulasi debu menggunakan prosedur yang sesuai dengan penilaian bahaya fasilitas.
• Jaga agar bahan kimia yang tidak kompatibel dan sumber api tetap terkontrol dengan baik.
• Tinjau SDS pemasok saat ini sebelum menangani nilai yang tidak dikenal.

Opsi Pengemasan

Pertanyaan Pengadaan Lingkungan

Untuk pengadaan{0}}yang berfokus pada keberlanjutan, tanyakan kepada pemasok bagaimana konsumsi listrik, jejak karbon, dan pengendalian lingkungan dihitung. Perbandingan yang berarti harus menentukan apakah jejak yang dilaporkan hanya mencakup listrik tungku atau juga bahan mentah, transportasi, dan proses hulu lainnya.