Základní výkon a hranice aplikacíkřemíkový kov(Si Větší nebo rovno 98 %) jsou určeny jeho čistotou. Železo (Fe), hliník (Al) a vápník (Ca) jsou hlavními nečistotami a jejich obsah přímo ovlivňuje účinnost dezoxidace, legovací efekt a kvalitu následného produktu kovového křemíku. Přesná kontrola obsahu nečistot je zásadní pro zajištění vhodnosti pro aplikace vyšší třídy.
Základní charakteristiky a standardní limity Fe, Al a Ca nečistot v křemíku
| Stupeň | Limit obsahu Fe | Limit obsahu Al | Limit obsahu Ca | Celkový obsah nečistot | Scénáře hlavních aplikací |
| 553# | Menší nebo rovno 0,5 % | Menší nebo rovno 0,4 % | Menší nebo rovno 0,3 % | Menší nebo rovno 1,3 % | Běžné slitiny hliníku, dezoxidace oceli |
| 441# | Menší nebo rovno 0,4 % | Menší nebo rovno 0,4 % | Menší nebo rovno 0,1 % | Menší nebo rovno 0,9 % | Špičkové-litiny hliníku, přesné lití |
| 3303# | Menší nebo rovno 0,3 % | Menší nebo rovno 0,3 % | Menší nebo rovno 0,03 % | Menší nebo rovno 0,63 % | Fotovoltaický polysilikon, polovodiče |
| 2202# (prémiová třída) | Menší nebo rovno 0,2 % | Menší nebo rovno 0,2 % | Menší nebo rovno 0,02 % | Menší nebo rovno 0,42 % | Elektronické-silikonové materiály, speciální slitiny |
Poznámka:Fe a Al snadno tvoří tvrdé a křehké sloučeniny (jako jsou AlSi₃ a FeSi₂), zatímco Ca snadno reaguje s kyslíkem a sírou za vzniku inkluzí s nízkým -bodem tání-. Všechny tři nečistoty snižují čistotu a výkonnostní stabilitu kovového křemíku se zvyšujícím se obsahem.
Kvantitativní dopad na výkon a aplikace
Vliv železa
Mechanické vlastnosti:
Vysoký obsah železa může snížit mechanickou pevnost a tvrdost křemíkového kovu a usnadnit jeho deformaci.
Oxidační reakce:
Železo se v křemíkovém kovu snadno oxiduje za vzniku oxidu železa, který ovlivňuje redukci křemíku a snižuje deoxidační účinek.
Účinek bodu tání:
Přítomnost železa může snížit bod tání křemíkového kovu a ovlivnit jeho chování během procesu tavení.
Vliv hliníku
Výkon tavení:
Hliník bude reagovat s křemíkem za vzniku silicidu hliníku, který ovlivňuje redukční schopnost a chemickou stabilitu křemíkového kovu.
Oxidační reakce:
Hliník se také snadno oxiduje a při vysoké teplotě může tvořit oxid hlinitý, což ovlivňuje čistotu a redukční výkon křemíkového kovu.
Vliv vápníku
Snižující aktivitu činidla:
Vápník může zlepšit redukční výkon křemíkového kovu a zlepšit jeho redukční schopnost vůči oxidům.
Rozpustnost v pevném stavu:
Pevná rozpustnost vápníku v křemíkovém kovu je omezená. Pokud překročí určitou mez, může tvořit pevnou fázi, což ovlivňuje čistotu a mřížkovou strukturu křemíku.
Limity obsahu nečistot pro scénáře základních aplikací
| Aplikační scénář | Fe Menší nebo rovno | Al Menší nebo rovno | Ca Menší nebo rovno | Doporučená značka |
| Běžné slitiny hliníku, dezoxidace oceli | 0.5% | 0.5% | 0.3% | 553# |
| Špičkové-litiny hliníku, přesné lití | 0.4% | 0.4% | 0.1% | 441# |
| Fotovoltaický polysilikon, polovodiče | 0.3% | 0.3% | 0.03% | 3303# |
| Organokřemičitá -třída elektronické, speciální slitiny | 0.2% | 0.2% | 0.02% | 2202# |
Celkově dopad těchto nečistot na křemíkový kov závisí na jejich obsahu a konkrétních aplikačních scénářích. V průmyslové výrobě je složení křemíkového kovu obvykle přísně kontrolováno a upravováno tak, aby bylo zajištěno, že splňuje specifické technické požadavky a potřeby aplikace.
