Кремний Кр1: технический кремний марки Кр1
Кремний Кр1 — технический кристаллический кремний, получаемый карботермическим восстановлением кварцита в рудно-термических печах с последующей направленной кристаллизацией. Марка Кр1 относится к первому сорту по содержанию основного элемента: массовая доля Si — не менее 98,8 %. Материал сохраняет полупроводниковые свойства, обладает температурой плавления 1414 C, плотностью 2,33 г/см и удельным электрическим сопротивлением 0,001–100 Омсм в зависимости от легирования. При нагреве выше 800 C на воздухе образует плотную плёнку SiO, обеспечивающую стойкость к дальнейшему окислению.
Технические характеристики
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Si | 98,8 % | ГОСТ 2169-69 | выход целевого продукта | основной показатель сортности |
| Fe | 0,5 % | спектральный анализ | загрязнение расплава | лимитируется для Al-сплавов |
| Al | 0,3 % | спектральный анализ | шлакообразование | контроль по партии |
| Ca | 0,15 % | спектральный анализ | вязкость шлака | — |
| Класс крупности | 20–100 мм | ситовой рассев | загрузка печи | по согласованию — 10–50 мм |
Применение кремния Кр1
- Раскисление и легирование стали в дуговых сталеплавильных печах и агрегатах ковш-печь.
- Шихта для выплавки алюминиево-кремниевых сплавов силуминов в индукционных тигельных печах.
- Производство кремнийорганических мономеров и полимеров в реакторах синтеза.
- Полупроводниковая промышленность: получение моно- и поликристаллического кремния методом Чохральского и зонной плавки.
- Сырьё для синтеза трихлорсилана и тетрахлорида кремния в колоннах ректификации.
- Ферросплавное производство: выплавка ферросилиция в рудно-термических печах.
Технологические особенности
Кремний Кр1 поставляется в кусках размером 20–100 мм, реже — в гранулированном виде после дробления и классификации. При хранении на открытых площадках допускается поверхностное окисление с образованием тонкой плёнки SiO, не влияющей на металлургический передел. В печах синтеза кремнийорганических соединений Кр1 взаимодействует с метилхлоридом при 280–320 C в присутствии медного катализатора, образуя метилхлорсиланы. Для полупроводникового передела материал подвергают кислотному травлению и зонной очистке до содержания примесей 10–10 %.
Вопросы и ответы
Чем кремний Кр1 отличается от Кр0 и Кр2?
Кр0 содержит не менее 99,0 % Si, Кр1 — не менее 98,8 %, Кр2 — не менее 98,0 %. Разница определяется допустимым содержанием Fe, Al и Ca, что влияет на выбор марки для конкретного металлургического или химического передела.
Какой стандарт регламентирует поставку кремния Кр1?
Качество кремния Кр1 устанавливается ГОСТ 2169-69, который нормирует массовые доли основного элемента и примесей, а также класс крупности кускового материала.
Применяется ли Кр1 в производстве солнечных элементов?
Кр1 служит исходным сырьём для получения кремния солнечного качества через синтез трихлорсилана и последующее осаждение поликремния. Напрямую для фотопреобразователей материал не используется из-за недостаточной чистоты.
Какие условия хранения необходимы для кремния Кр1?
Материал хранят в закрытых сухих складах или под навесом, исключая контакт с влагой и агрессивными средами. Допускается хранение в контейнерах и биг-бэгах при температуре окружающей среды.
