金屬硅又稱結(jié)晶硅或工業(yè)硅，其主要用途是作為非鐵基合金的添加劑。硅是非金屬元素，呈現(xiàn)灰色，有金屬色澤，性硬且脆。硅的含量約占地殼質(zhì)量的26%;相對原子質(zhì)量為28.8，密度為2.33g/cm3，熔點(diǎn)為1410℃，沸點(diǎn)為2355℃，電阻率為2140Ω·m。

按照金屬硅中鐵、鋁、鈣的含量，可把金屬硅分為553、441、411、421、3303、3305、2202、2502、1501、1101等不同的牌號。

金屬硅的附加產(chǎn)品包括硅微粉、邊皮硅、黑皮硅、金屬硅渣等。其中硅微粉也稱硅粉、微硅粉或硅灰，被廣泛應(yīng)用于耐火材料和混凝土行業(yè)。

工業(yè)上，金屬硅通常是在電爐中由碳還原二氧化硅而制得。 化學(xué)反應(yīng)方程式： SiO2 + 2C → Si + 2CO 這樣制得的硅純度為97~98%，叫做金屬硅。再將它融化后重結(jié)晶，用酸除去雜質(zhì)，得到純度為99.7~99.8%的金屬硅。金屬硅成分主要是硅，因此和硅具有相類似的性質(zhì)。硅有無定形硅和晶形硅兩種同素異形體。無定形硅是灰黑色粉末，實(shí)際上也是一種微晶體。晶形硅具有金剛石的晶體結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體性質(zhì) ， 熔點(diǎn) 1410℃ ， 沸點(diǎn) 2355℃ ，莫氏硬度 7，性脆 。無定形硅化學(xué)性質(zhì)活潑，在氧氣中能劇烈燃燒。它在高溫下與鹵素、氮、碳等非金屬發(fā)生反應(yīng)，也能與鎂、鈣、鐵等金屬作用，生成硅化物。無定形硅幾乎不溶于包括氫氟酸在內(nèi)的所有無機(jī)酸和有機(jī)酸，但能溶于硝酸與氫氟酸的混合酸。濃氫氧化鈉溶液能溶解無定形硅，放出氫氣。晶形硅比較不活潑，即使在高溫下也不與氧氣化合，它也不溶于任何一種無機(jī)酸和有機(jī)酸，但可溶于硝酸和氫氟酸的混合酸以及濃氫氧化鈉溶液。

金屬硅是工業(yè)提純的單質(zhì)硅，主要用于生產(chǎn)有機(jī)硅、制取高純度的半導(dǎo)體材料以及配制有特殊用途的合金等。在耐火材料工業(yè)中，主要用作抗氧化劑。金屬硅在工業(yè)上的主要應(yīng)用如下：

(1)生產(chǎn)硅橡膠、硅樹脂、硅油等有機(jī)硅


硅橡膠彈性好,耐高溫,用于制作醫(yī)療用品、耐高溫墊圈等.


硅樹脂用于生產(chǎn)絕緣漆、高溫涂料等.


硅油是一種油狀物,其粘度受溫度的影響很小,用于生產(chǎn)高級潤滑劑、上光劑、流體彈簧、介電液體等,還可加工成無色透明的液體,作為高級防水劑噴涂在建筑物表面.


(2)制造高純半導(dǎo)體


現(xiàn)代化大型集成電路幾乎都是用高純度金屬硅制成的,而且高純度金屬硅還是生產(chǎn)光纖的主要原料,可以說金屬硅已成為信息時(shí)代的基礎(chǔ)支柱產(chǎn)業(yè).


(3)配制合金


硅鋁合金是用量最大的硅合金.硅鋁合金是一種強(qiáng)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.硅鋁合金密度小,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,可大大提高使用壽命,常用其生產(chǎn)航天飛行器和汽車零部件.


硅銅合金具有良好的焊接性能,且在受到?jīng)_擊時(shí)不易產(chǎn)生火花,具有防爆功能,可用于制作儲罐.


鋼中加入硅制成硅鋼片,能大大改善鋼的導(dǎo)磁性,降低磁滯和渦流損失,可用其制造變壓器和電機(jī)的鐵芯,提高變壓器和電機(jī)的性能。


金屬硅的主要產(chǎn)區(qū)：西南地區(qū)的云南、四川、貴州、廣西，華中的湖南、湖北，華東的福建地區(qū)，東北地區(qū)主要 是黑龍江的黑河、臨江地帶以及吉林和遼寧，另外還有內(nèi)蒙古。