Klassifizierung von metallischem Silizium

Nov 13, 2024Eine Nachricht hinterlassen

Bei der industriellen Produktion von Siliciummetall erfolgt typischerweise die Reduktion von Siliciumdioxid mit Kohlenstoff in einem Elektroofen. Die chemische Reaktionsgleichung lautet wie folgt: Die chemische Reaktionsgleichung für diesen Prozess lautet wie folgt:

 

SiO₂ + 2C → Si + 2CO. Das resultierende Silizium hat eine Reinheit von 97–98 % und wird daher als metallisches Silizium klassifiziert. Das Material wird dann geschmolzen und rekristallisiert und Verunreinigungen werden mit Säure entfernt, um Siliziummetall mit einer Reinheit von 99,7–99,8 % herzustellen.

 

Siliziummetall besteht hauptsächlich aus Silizium und weist daher ähnliche Eigenschaften wie Silizium auf. Silizium kommt in zwei allotropen Formen vor: amorphes Silizium und kristallines Silizium. Amorphes Silizium ist ein grau-schwarzes Pulver, das im Wesentlichen eine Art Mikrokristall ist. Die kristalline Struktur von Silizium ähnelt Diamant und weist Eigenschaften auf, die für Halbleiter charakteristisch sind. Der Schmelzpunkt von Silizium liegt bei 1410 Grad und der Siedepunkt bei - 2355 Grad. Es hat eine Mohs-Härte von 7 und ist spröde. Amorphes Silizium ist chemisch reaktiv und kann in Gegenwart von Sauerstoff heftig brennen. Bei erhöhten Temperaturen reagiert es mit Nichtmetallen wie Halogenen, Stickstoff und Kohlenstoff sowie Metallen wie Magnesium, Kalzium und Eisen unter Bildung von Siliziden. Amorphes Silizium ist in allen anorganischen und organischen Säuren, einschließlich Flusssäure, praktisch unlöslich. Es ist jedoch in einer Mischung aus Salpeter- und Flusssäure löslich. Amorphes Silizium kann mit einer konzentrierten Natriumhydroxidlösung gelöst werden, um Wasserstoffgas freizusetzen. Kristallines Silizium hingegen ist relativ inaktiv und reagiert auch bei hohen Temperaturen nicht mit Sauerstoff. Es ist in allen anorganischen und organischen Säuren unlöslich, jedoch in einer Mischung aus Salpeter- und Flusssäure sowie in konzentrierter Natronlauge löslich.