Tööstuslik räni (mõnes piirkonnas nimetatakse ka "metallurgiliseks räniks") viitab sünteetilisele räni{0}}põhisele tootele, mida toodetakse ränidioksiidi (SiO₂) ja süsiniku sulatamisel elektrikaareahjus. See on üldmõiste, mis hõlmab kõiki tööstuslikes rakendustes kasutatavaid ränitooteid (v.a kõrge -puhtusastmega pooljuht-klassi räni). Selle peamine omadus on ränisisaldus vahemikus 98,0% kuni 99,5%, kusjuures selle klassi määravad erineva tasemega lisandid, nagu raud (Fe), alumiinium (Al) ja kaltsium (Ca).
Tööstuslik räni on ferrosulamite, kemikaalide ja madala{0}}–-keskmise puhtusastmega räni{2}}põhiste toodete aluseks. Seda klassifitseeritakse sageli selle lisandite sisalduse järgi (nt Fe-Al-Ca üldkogus Vähem või võrdne 0,5% või väiksem või võrdne 1,0%), mitte fikseeritud kõrge{10}}puhtuseläve järgi.
Silikoon metallon tööstusliku räni kõrge -puhtusastmega alamhulk, mille ränisisaldus on 99,5% või rohkem (tavaliselt 99,5–99,9%) ja äärmiselt madal lisandite tase. Peamised lisandid (Fe, Al, Ca) on rangelt kontrollitud-premium klasside puhul, nende kolme elemendi kogusisaldus on sageli väiksem kui 0,3% või sellega võrdne (nt Fe 0,2% või sellega võrdne, Al vähem kui 0,1%, Ca vähem kui 0,05%).
Selle nimes sisalduv "metall" rõhutab selle kõrget puhtust ja metallist läiget (võrreldes madalama puhtusastmega-tööstusliku räniga, millel on tuhmim välimus). See on kohandatud rakenduste jaoks, mis nõuavad suurepärast keemilist stabiilsust ja füüsikalisi omadusi, nagu kvaliteetsed-sulamid ja täiustatud keraamika.
Rakendused: kohandatud vastavalt puhtusnõuetele
Kõige olulisem erinevus ränimetalli ja tööstusliku räni vahel seisneb nende kasutusstsenaariumides -puhtus määrab otseselt, milliseid tööstusharusid nad teenindavad. Allpool on toodud nende peamised kasutusjuhud:
Tööstuslikud ränirakendused (puhtus 98,0–99,5%)
Tööstusliku räni kulu-tasuvus ja mõõdukas puhtus muudavad selle ideaalseks mahu-juhitavate, madala- kuni-keskmise täpsusega rakenduste jaoks:
Ferrosulami tootmine:
Suurim -tootmiseks kasutatud rakendusferrosilikoon (FeSi), peamine deoksüdeerija terasetööstuses. Tööstuslik räni reageerib rauaga, moodustades FeSi, mis eemaldab sulaterasest hapnikku ja parandab selle sitkust.
Alumiiniumi legeerimine:
Lisatakse alumiiniumile, et toota ülitugevaid alumiiniumisulameid autoosade (nt mootoriplokkide), ehitusmaterjalide (nt alumiiniumprofiilide) ja pakkekilede jaoks. See suurendab alumiiniumi kulumiskindlust ja soojusjuhtivust.
Keemilised vahesaadused:
Kasutatakse aluseliste räniühendite, nagu ränitetrakloriid (SiCl4) ja naatriumsilikaat (vesiklaas) tootmiseks pesuvahendite, liimide ja veepuhastuskemikaalide jaoks.
Madala kvaliteediga{0}}keraamika:
Tulekindlate telliste, keraamiliste plaatide ja abrasiivide (nt ränikarbiid) tootmine, mille puhul ei nõuta kõrget puhtust.
Silikoonmetalli rakendused (puhtus 99,5% või suurem)
Ränimetalli kõrge puhtusastme tõttu sobib see tipptasemel-täppis-tööstustele, kus lisandite tase mõjutab otseselt toote toimivust.
Kvaliteetsed{0}}sulamid:
Spetsiaalsete alumiiniumisulamite tootmine lennunduses (nt lennukikered), merenduses (nt laevakered) ja sõjalistes rakendustes. Madal Fe/Al/Ca sisaldus hoiab ära haprad faasid sulamis.
Räniorgaaniline tööstus:
Peamine tooraine silikoonide (polüsiloksaanide) tootmiseks, mida kasutatakse hermeetikutes, määrdeainetes, kosmeetikas (nt juuksepalsamites) ja meditsiiniseadmetes. Kõrge puhtusaste tagab silikooni keemilise stabiilsuse ja biosobivuse.
Täiustatud keraamika:
Tootmineräni nitriid (Si₃N4)jaränikarbiid (SiC)keraamika kõrgtemperatuursete{0}}komponentide (nt gaasiturbiini labad), lõiketööriistade ja pooljuhtplaatide jaoks. Puhtus hoiab ära defektide tekkimise keraamilistes struktuurides.
Päikeseenergia tööstus:
Madala kvaliteediga räni metall (99,5%–99,7%) on päikese-kvaliteediga eelkäijapolüräni, mida kasutatakse päikesepaneelide elementides. Lisandite kontroll tagab kõrge fotoelektrilise muundamise efektiivsuse.
KKK
- Q: Kas pooljuht{0}}klassi räni on sama mis räni metall?
V: Ei. Pooljuht{1}}klassi räni puhtus on 99,9999% (6N+) või suurem, mis on palju kõrgem kui ränimetalli 99,5–99,9%. See nõuab täiendavaid rafineerimisetappe (nt tsooni sulatamine) ja on eraldi kategooria.
- Q:Kas tööstuslikku räni saab muuta ränimetalliks?
V: Jah, kuid see on{0}}keelatud. Tööstusliku räni täiustamine nõuab ümber-sulatamist ja intensiivset puhastamist, mis on kallim kui ränimetalli tootmine otse kõrge-puhtusega toorainest.
- Q:Miks on räni metall kallim kui tööstuslik räni?
V: Kõrge -puhtusastmega tooraine (nt 99% ränidioksiidliiv) maksab 2–3 korda rohkem kui tavaline ränidioksiidliiv ja järeltöötlusetapid (happeleostumine, vaakumrafineerimine) lisavad tootmiskuludele 20–30%.
