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金屬硅是陶瓷、宇宙航行的重要材料。將陶瓷和金屬混合燒結(jié),制成金屬陶瓷復(fù)合材料,它耐高溫,富韌性,可以切割,既繼承了金屬和陶瓷的各自的優(yōu)點(diǎn),又彌補(bǔ)了兩者的先天缺陷。光導(dǎo)纖維通信,新的現(xiàn)代通信手段。煉鋼是一種古老的技藝,隨著技藝的升級(jí)對(duì)冶金材料的要求也在不斷提高,在煉鋼中放入硅球可以起到脫氧劑的應(yīng)用,使鋼水中的氧氣快速脫氧,提高鋼材的硬度與質(zhì)量。用純二氧化硅拉制出高透明度的玻璃纖維,激光在玻璃纖維的通路里,無數(shù)次的全反射向前傳輸,代替了笨重的電纜。光纖通信容量高,一根頭發(fā)絲那么細(xì)的玻璃纖維,可以同時(shí)傳輸256路電話,它還不受電、磁干擾,具有高度的保密性。
金屬硅的性質(zhì)與鍺、鉛、錫相近,所以叫做金屬硅。
硅元素硅,原子序數(shù)14,原子量28.0855, 硅有晶態(tài)和無定形兩種形式。晶態(tài)硅具有金剛石晶格,硬而脆,熔點(diǎn)1410°C,沸點(diǎn)2355°C,密度2.32~2.34克/厘米3,硬度為7。1、工業(yè)硅粉廣泛的應(yīng)用于耐火材料、粉末冶金行業(yè)中,以提高產(chǎn)品的耐高溫,耐磨損性。無定形硅是一種灰黑色粉末,實(shí)際是微晶體。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)。
硅在常溫下不活潑,與空氣、水和酸等沒有明顯作用;在加熱下,能與鹵素反應(yīng)生成四鹵化硅;金屬硅“金屬硅”(我國(guó)也稱工業(yè)硅)是上世紀(jì)六十年代中期出現(xiàn)的一個(gè)商品名稱。650°C,時(shí)硅開始與氧完全反應(yīng);硅單質(zhì)在高溫下還能與碳、氮、硫等非金屬單質(zhì)反應(yīng);硅可間接生成一系列硅的氫化物;硅還能與鈣、鎂、鐵等化合,生成金屬硅化物。
超純的單晶硅可作半導(dǎo)體材料。粗的單晶硅及其金屬互化物組成的合金,常被用來增強(qiáng)鋁、鎂、銅等金屬的強(qiáng)度。
硅在鋼中的作用:
(1)提高鋼中固溶體的強(qiáng)度和冷加工硬化程度使鋼的韌性和塑性降低。
(2)硅能顯著地提高鋼的彈性極限、屈服極限和屈強(qiáng)比,這是一般彈簧鋼。
(3)耐腐蝕性。硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%一20%的高硅鑄鐵,是很好的耐酸材料。含有硅的鋼在氧化氣氛中加熱時(shí),表面也將形成一層SiO2薄膜,從而提高鋼在高溫時(shí)的性能。
硅在碳鋼的含量≤0.50%。硅也是鋼中的有益元素。在沸騰鋼中,含硅量很低,硅是作為脫氧元素加入到鋼中。隨著硅含量的提高,鋼的抗拉強(qiáng)度提高,屈服點(diǎn)提高,伸長(zhǎng)率下降,鋼的面縮率和沖擊韌性顯著降低。
生產(chǎn)中可根據(jù)渣量和渣的流動(dòng)性來判斷爐渣堿度,正常冶煉時(shí),每爐的渣量和鐵量在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。若出渣過多,出鐵較少,說明堿度高;若渣量少,流不出來,出鐵口掛渣,說明堿度低。
爐渣的流動(dòng)性和堿度直接相關(guān),渣稀,堿度就高、渣粘、堿度就低。二氧化硅是較難還原的氧化物,它的還原程度與還原劑的用量特別是與爐溫有關(guān)。因此,冶煉硅含量較高的硅錳合金除適當(dāng)增加還原劑的用量外,關(guān)鍵是怎樣提高爐內(nèi)的溫度。