金屬硅的性能及在特種耐火材料中的轉(zhuǎn)化機理

1、金屬硅的性能及在特種耐火材料中的轉(zhuǎn)化機理文檔編制序號：KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08金屬硅的性能及耐火材料在使用中的轉(zhuǎn)化機理一、簡介又稱或，其主要用途是作為非鐵基合金的添加劑。金屬硅是由石英和焦炭在電熱爐內(nèi)冶煉成的產(chǎn)品，主成分硅元素的含量在 98% 左右(近年來，含 Si 量%的也包含在金屬硅內(nèi))，其余雜質(zhì)為鐵、 鋁、鈣等。分子式：Si， 分子量：。熔 點：1410。沸 點： 2355，密 度：。電阻率為 2140.m金屬硅的牌號：按照金屬硅中鐵、鋁、鈣的含量，可把金屬硅 分為 553、441、411、421、3303、3305、2202、2502、1501、1101

2、 等不同的牌號金屬硅的附加產(chǎn)品:包括硅微粉,邊皮硅，黑皮硅，金屬硅渣等。其中硅微粉也稱硅粉、微硅粉或硅灰，它廣泛應(yīng)用于耐火材 料和混凝土行業(yè)硅的性質(zhì)硅是半金屬之一,舊稱矽。熔點為 1420，密度為 cm3。質(zhì)硬而脆。在常溫下不溶于酸，易溶于堿。金屬硅的性質(zhì)與鍺、鉛、錫相近，具有半導(dǎo)體性質(zhì)。硅在地殼中資源極為豐富，僅次 于氧，占地殼總重的四分之一還強，以二氧化硅或硅酸鹽形式存在。最純的硅礦物是石英或硅石。硅有兩種同素異形體:一種為暗 棕色無定形粉末，性質(zhì)活潑，在空氣中能燃燒;另一種為性質(zhì)穩(wěn)定的晶體(晶態(tài)硅)。一般硅石和石英用于玻璃和其它建材，優(yōu)質(zhì)的 石英用于制作合金、金屬和單晶。硅的用途金屬硅（

3、Si）是工業(yè)提純的單質(zhì)硅,大量用于冶煉成硅鐵合金作鋼鐵工業(yè)中合金元素，在很多種金屬冶煉中作還原劑。硅還是鋁合金中的良好組元，絕大多數(shù)鑄造鋁合金都含有硅。硅是電子工業(yè)超純硅的原料，超純半導(dǎo)體單晶硅做的電子器件具有體積小、重量輕、可靠性好和壽命長等優(yōu)點。摻有特定微量雜質(zhì)的硅單晶制成的大功率晶體管、整流器及太陽能電池，比用鍺單晶制成的好。非晶硅太陽能電池研究進展很快，轉(zhuǎn)換率達到了 8%以上。硅鉬棒電熱元件最高使用溫度可達 1700，具有電阻不易老化和良好的抗氧化性能。用硅生產(chǎn)的三氯氫硅，可配制幾百種硅樹脂潤滑劑和防水化合物等。此外，碳化硅可作磨料，高純氧化硅制作的石英管是高純金屬冶煉及照明燈具的重要

4、材料。 八十年代的紙張-硅 人們稱硅為八十年代的紙張。這是因為紙張只能記錄信息，而硅不僅能記載信息，還能對信息進行處理加工以獲得新的信息。1945 年制造的世界上第一臺電子計算機，裝有 18000 個電子管、70000 只電阻、10000 只電容，整個機器重 30 噸，占地170 平方米，相當于 10 間房子大小。而今天的電子計算機，由于技術(shù)的進步和材質(zhì)的改善，在一個指甲蓋大小的硅片上，可以容納上萬個晶體管;并且有輸入、輸出、運算、存儲和控制信息等一系列功能。 微孔硅鈣保溫材料微孔硅鈣保溫材料是一種優(yōu)良的保溫材料。它具有熱容量小、機械強度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、不燃燒、無毒無味、可切割、運輸方便等特點

5、，可廣泛用于冶金、電力、化工、船舶等各種熱力設(shè)備及管道上。經(jīng)測試，節(jié)能效益優(yōu)于石棉、水泥、蛭石和水泥珍珠巖等保溫材料。特種硅鈣材料可用作催化劑載體，在石油煉制、汽車尾氣凈化等多方面廣泛應(yīng)用。金屬硅作為添加劑的機理：添加劑能不同程度地提高試樣常溫耐壓強度，降低顯氣孔率，其中舔加s粉效果最為明顯分析認為，熱處理過程中Si可以 與C反應(yīng)生成SiC顆粒或晶須使骨料與基質(zhì)“橋接”起來或充填氣孔提高制品強度，降低氣孔室?？寡趸囼灪笤嚇拥拿撎紝?、過菠層以及原磚層XRD分析結(jié)果顯示添加s粉試樣的XP,D圖譜由XRD分析結(jié)果，可以推斷舔加Si 粉的試樣在熱處理以廈抗氧化試驗過程中所進行的相關(guān)反應(yīng)在埋碳處理過程

6、中，Si可與C或CO反應(yīng)生成SiC；而在氧化氣氛下， C，Si以及生成的SiC都可能與氧反應(yīng)，它們與氧反應(yīng)的優(yōu)先次序主要取決于它們與氧親和力的大小在本試驗條件下，經(jīng)熱力學(xué)計算，Si優(yōu)先于C與氧反應(yīng)，可起到保護C不被氧化的作用；而SiC 與氧親和力則小于C這就是在過渡層中沒有發(fā)現(xiàn)Si，而有SiC存在的原因過渡層與脫碳層物相的差異還體現(xiàn)在脫碳層有A1203SiO2新的物相生成分析認為，Si與氧反應(yīng)所生成氣相SiO(以及SiC與氧反應(yīng)的產(chǎn)物)沿氣孔通道向外擴散，進一步被氧化成SiO2，進而與A12O3反應(yīng)生成A1203SiO2，這些產(chǎn)物的形成一方面在一定程度上提高了試樣的耐壓強度，另一方面堵塞了氣孔， 延緩了試樣的氧化速度。Si在材料中首先發(fā)生反應(yīng):Si (s) +C (