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鋁硅合金是用量較大的硅合金。鋁硅合金是一種強復(fù)合脫氧劑,在煉鋼過程中代替純鋁可提高脫氧劑利用率,并可凈化鋼液,提高鋼材質(zhì)量。晶態(tài)硅的電導(dǎo)率不及金屬,且隨溫度升高而增加,具有明顯的半導(dǎo)體性質(zhì)。鋁硅合金密度小,熱膨脹系數(shù)低,鑄造性能和抗磨性能好,用其鑄造的合金鑄件具有很高的抗擊沖擊能力和很好的高壓致密性,可提高使用壽命,常用其生產(chǎn)汽車零部件。
鋼中加入硅制成硅鋼片,能改善鋼的導(dǎo)磁性,降低磁滯和渦流損失,可用其制造變壓器和電機的鐵芯,提高變壓器和電機的性能。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,金屬硅的應(yīng)用領(lǐng)域還將進一步擴大。
硅是半金屬,舊稱“矽”。熔點為1420℃,密度為2.34克/厘米3。質(zhì)硬而脆。作為檢波裝置,用硅材料做的齊納二極管、變?nèi)荻O管、隧道二極管,可以作為穩(wěn)壓器開關(guān)器件、負阻振蕩器、放大器等等特殊的用途。在常溫下不溶于酸,易溶于堿。金屬硅的性質(zhì)與鍺、鉛、錫相近,具有半導(dǎo)體性質(zhì)。硅在地殼中資源非常的豐富,只是次于氧,占地殼總重的四分還強,以二氧化硅或硅酸鹽形式存在。純的硅礦物是石英或硅石。硅有兩種同素異形體:一種為暗棕色無定形粉末,性質(zhì)活潑,在空氣中能燃燒;另一種為性質(zhì)穩(wěn)定的晶體(晶態(tài)硅)。一般硅石和石英用于玻璃和其它建材,的石英用于制作合金、金屬和單晶。
錳的氧化物不穩(wěn)定,受熱后容易分解和被CO還原成低價的氧化物MnO,在1373K-1473K的溫度區(qū)間,錳的氧化物已經(jīng)分解或還原成MnO。
MnO較穩(wěn)定,只能用碳直接還原,由于爐料中SiO2較高,MnO在沒開始還原時就與它反應(yīng)成硅酸鹽,富錳渣中的硅錳也是硅酸鹽的形式存在,因此從MnO中還原錳的反應(yīng),實際上是液態(tài)爐渣的硅酸鹽中進行還原的。
爐料中的氧化鐵比氧化錳容易還原,還原出來的鐵與錳組成共熔體,改善了MnO的還原條件。
氧化硅礦物冶煉金屬硅的過程是無渣過程,化學(xué)硅冶煉對硅石的選用較嚴(yán)格,不光雜質(zhì)含量要少,還要求有高的機械強度、足夠的熱穩(wěn)定性,適宜的粒度組成。
化學(xué)用硅熔煉盡量采用硅石。8%的SiMn或SiMnB鋼廣泛用于高載荷彈簧材料,同時加入鎢、釩、鉬、鈮、鉻等強碳化物形成元素。天然形態(tài)的氧化硅或者是以獨立的石英礦物存在,或者是以幾乎全是由氧化硅積成的巖石—硅石,或硅石形態(tài)的砂巖存在。生產(chǎn)化學(xué)用硅的含有氧化硅礦物中的雜質(zhì)和粘著物,在熔煉過程中有的完全被還原,有的部分被還原,有的以化合物形態(tài)進入產(chǎn)品硅中或生成熔渣。