Siliciummetal, også kendt som industrielt silicium eller metallurgisk silicium, er den kommercielt fremstillede, relativt rene form af elementært silicium. Det har typisk en renhed på98 % til 99,5 %, hvor den resterende procentdel består af urenheder såsom jern, aluminium og calcium. Det fremstilles ved at reducere kvarts (SiO₂) med kulstofmaterialer som kul, trækul eller petroleumskoks i en nedsænket lysbueovn. Denne proces forbruger en enorm mængde elektricitet-ca. 12.000 til 14.000 kWh pr. ton siliciummetal.
Produktet leveres som grå, metallisk-lignende klumper, typisk mellem 10 mm og 100 mm. Dens primære anvendelser er industrielle:
Som legeringsmiddel i aluminiumstøbning (forbedrer styrke og støbeevne)
Som råmateriale til fremstilling af silikoner, silaner og andre kemiske forbindelser
Som basismateriale til raffinering til silicium med højere-renhed til elektronik og solceller
Krystallinsk silicium
Krystallinsk silicium er enforskellig kvalitet af det samme element. Det refererer til silicium, der er blevet raffineret til ekstremt høje renhedsniveauer-typisk99,9999 % (6N) til 99,9999999 % (9N)eller endnu højere. Denne forfining opnås gennem komplekse kemiske processer såsom Siemens-processen eller fluid bed-reaktorteknologi, startende fra siliciummetal.
Når det er renset, smeltes krystallinsk silicium og dyrkes til store, enkelt--krystallingots (ved hjælp af Czochralski-metoden) eller multi-krystallinske blokke. Disse skæres derefter i tynde skiver. Krystallinsk silicium er det grundlæggende materiale, der bruges i:
Halvlederenheder (chips, CPU'er, hukommelse)
Solcelleceller
Nøgleforskelle opsummeret
| Aspekt | Siliciummetal / Industrielt silicium | Krystallinsk silicium |
|---|---|---|
| Renhed | 98% – 99.5% | 99,9999 % – 99,9999999 % (6N til 9N) |
| Produktion | Carbotermisk reduktion af kvarts i lysbueovn | Kemisk raffinering af siliciummetal (Siemens proces osv.) |
| Udseende | Grå klumper, metallisk glans | Skinnende, spejlvendt-som ingots eller tynde wafers |
| Koste | Lav (ca. $2.000-$3.000 pr. ton) | Meget høj (tusindvis af dollars pr. kilogram) |
| Primær brug | Legering, silikoner, base til raffinering | Halvledere, solceller |
Siliciummetal og industriel silicium er det samme produkt-det rå, 98-99,5 % rent materiale, der bruges til industrielle bulkformål. Krystallinsk silicium er en meget højere renhed, meget dyrere derivat af siliciummetal, specielt fremstillet til elektronik og fotovoltaiske applikationer.
