एल्यूमीनियम मिश्र धातु और कास्टिंग में सिलिकॉन धातु

सबसे स्थापित में से एकसिलिकॉन धातु का उपयोगएल्यूमीनियम मिश्र धातुओं का उत्पादन है। एल्यूमीनियम में सिलिकॉन मिलाया जाता है क्योंकि यह मिश्र धातु के जमने के व्यवहार को बदल देता है, कास्टिंग तरलता में सुधार करता है और जब संपूर्ण मिश्र धातु संरचना और गर्मी उपचार को ठीक से नियंत्रित किया जाता है तो यह वांछनीय यांत्रिक और पहनने की विशेषताओं में योगदान कर सकता है।

एल्यूमीनियम {{0}सिलिकॉन कास्टिंग मिश्रधातु में, सिलिकॉन एल्यूमीनियम मैट्रिक्स के भीतर सिलिकॉन युक्त चरण बनाकर माइक्रोस्ट्रक्चर को बदलता है। सटीक आकृति विज्ञान सिलिकॉन एकाग्रता, शीतलन दर, मिश्र धातु तत्वों और बाद के संशोधन या गर्मी उपचार पर निर्भर करता है। एक बारीक और अच्छी तरह से नियंत्रित माइक्रोस्ट्रक्चर मोटे सिलिकॉन संरचना की तुलना में तरलता, ताकत, लचीलापन और पहनने के प्रतिरोध का एक अलग संतुलन प्रदान कर सकता है।

ये श्रेणियाँ सार्वभौमिक विशिष्टताओं के बजाय व्यावहारिक इंजीनियरिंग श्रेणियाँ हैं। उत्पादन से पहले हमेशा व्यक्तिगत मिश्र धातु मानकों की जाँच की जानी चाहिए।

सिलिकॉन कास्टेबिलिटी में सुधार क्यों करता है?

एक उपयुक्त मिश्र धातु प्रणाली के भीतर सिलिकॉन बढ़ाने से जटिल मोल्ड ज्यामिति को भरने के लिए पिघले हुए एल्यूमीनियम की क्षमता में सुधार हो सकता है। यह एक कारण है कि अल - सी मिश्रधातुओं का व्यापक रूप से पतले खंडों या जटिल आकृतियों वाले कास्ट घटकों के लिए उपयोग किया जाता है।

हालाँकि, उच्च सिलिकॉन स्वचालित रूप से बेहतर नहीं है। अत्यधिक या खराब नियंत्रित सिलिकॉन चरण लचीलापन को कम कर सकते हैं और थकान व्यवहार को प्रभावित कर सकते हैं। सिलिकॉन कणों की आकृति विज्ञान, आकार और वितरण कुल सिलिकॉन प्रतिशत जितना ही महत्वपूर्ण हो सकता है।

मैग्नीशियम और कॉपर के साथ परस्पर क्रिया

मैगनीशियमऔरताँबाअल -Si मिश्रधातु के व्यवहार को काफी हद तक बदल सकता है। मैग्नीशियम उपयुक्त प्रणालियों में वर्षा को सख्त करने में सक्षम हो सकता है, जबकि तांबा ताकत बढ़ा सकता है लेकिन संक्षारण व्यवहार और लचीलापन को भी प्रभावित कर सकता है।

सिलिकॉन धातु खरीदने वाले इंजीनियरों के लिए, इसका मतलब है कि आवश्यक फीडस्टॉक का मूल्यांकन एक अलग कच्चे माल के रूप में करने के बजाय अंतिम मिश्र धातु नुस्खा के आधार पर किया जाना चाहिए।

सिलिकॉन, सिलेन और सोलर प्रीकर्सर के लिए फीडस्टॉक के रूप में सिलिकॉन धातु

का दूसरा प्रमुख समूहसिलिकॉन धातु अनुप्रयोगरासायनिक विनिर्माण है. सिलिकॉन धातु सिलिकॉन उद्योग में उपयोग किए जाने वाले मध्यवर्ती सहित सिलिकॉन युक्त रसायनों के उत्पादन के लिए फीडस्टॉक के रूप में काम कर सकता है।

सिलिकॉन धातु से लेकर सिलिकॉन रसायन तक

औद्योगिक सिलिकॉन रसायन आमतौर पर नियंत्रित उत्प्रेरक स्थितियों के तहत उपयुक्त कार्बनिक या हैलोजन युक्त यौगिकों के साथ सिलिकॉन धातु की प्रतिक्रिया से शुरू होता है। उदाहरण के लिए, मिथाइलक्लोरोसिलेन के उत्पादन में, सिलिकॉन सीधे मिथाइल क्लोराइड के साथ प्रतिक्रिया करके क्लोरोसिलेन मध्यवर्ती का उत्पादन करता है जिसे बाद में हाइड्रोलाइज्ड किया जा सकता है और सिलिकॉन पॉलिमर और अन्य उत्पादों में संसाधित किया जा सकता है।

इन डाउनस्ट्रीम सामग्रियों में शामिल हैंसिलिकॉन तेल, सिलिकॉन रबर, सीलेंट, कोटिंग्स और इलास्टोमेरिक उत्पाद. आवश्यक सिलिकॉन -धातु विशिष्टता निर्माता की प्रक्रिया, उत्प्रेरक प्रणाली और अशुद्धता सहनशीलता पर निर्भर करती है।

रासायनिक खरीदारों के लिए, मुख्य प्रश्न केवल यह नहीं है कि "क्या सिलिकॉन 99% है?" बल्कि "कौन से अशुद्ध तत्व हमारी प्रतिक्रिया या उत्प्रेरक प्रणाली में हस्तक्षेप करते हैं, और किस सांद्रता पर?"

सिलिकॉन धातु बनाम पॉलीसिलिकॉन

इसलिए सिलिकॉन धातु को पॉलीसिलिकॉन के सीधे विकल्प के रूप में विपणन नहीं किया जाना चाहिए। वे सिलिकॉन मूल्य श्रृंखला में विभिन्न बिंदुओं पर कब्जा करते हैं और शुद्धिकरण के विभिन्न स्तरों की आवश्यकता होती है।

सौर ऊर्जा से संबंधित आपूर्ति शृंखलाओं के लिए सिलिकॉन धातु

फोटोवोल्टिक विनिर्माण में, सिलिकॉन धातु प्रक्रियाओं के लिए एक अपस्ट्रीम कच्चे माल के रूप में काम कर सकती है जो अंततः बहुत अधिक शुद्धता वाले सिलिकॉन का उत्पादन करती है। सामग्री को बाद में अतिरिक्त रासायनिक या धातुकर्म शुद्धिकरण चरणों के माध्यम से परिष्कृत किया जाता है।

यह अंतर खरीद टीमों के लिए महत्वपूर्ण है। एक सौर सामग्री उत्पादक को विशिष्ट धात्विक या अस्थिर अशुद्धियों के सख्त नियंत्रण के साथ सिलिकॉन धातु की आवश्यकता हो सकती है, भले ही अंतिम उत्पाद मूल फीडस्टॉक से कई शुद्धिकरण कदम दूर हो।

इस्पात निर्माण, कच्चा लोहा नियंत्रण और रासायनिक कटौती में सिलिकॉन धातु

यद्यपि सिलिकॉन धातु एल्यूमीनियम और रासायनिक उद्योगों से अधिक निकटता से जुड़ा हुआ है, इसमें महत्वपूर्ण धातुकर्म अनुप्रयोग भी हैं। सिलिकॉन एक के रूप में कार्य कर सकता हैडीऑक्सीडाइजिंग और मिश्रधातु -समायोजन तत्वइस्पात निर्माण में और कच्चा लोहा की संरचना को प्रभावित कर सकता है।

इस्पात निर्माण में सिलिकॉन

सिलिकॉन घुलित ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है और इसलिए स्टील डीऑक्सीडेशन में भाग ले सकता है। हालाँकि, वाणिज्यिक इस्पात उत्पादन में, सिलिकॉन धातु हर ऑपरेशन के लिए सबसे किफायती सिलिकॉन वाहक नहीं है।फेरोसिलिकॉनइसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है क्योंकि यह सिलिकॉन को लोहे के साथ जोड़ता है और विशेष रूप से इस्पात निर्माण के लिए डिज़ाइन किए गए कई ग्रेडों में उपलब्ध है।

सिलिकॉन धातु तब अधिक प्रासंगिक हो जाती है जब निर्माता को अधिक मात्रा में अतिरिक्त लोहा शामिल किए बिना उच्च सिलिकॉन जोड़ की आवश्यकता होती है, या जब एक विशिष्ट रासायनिक संतुलन प्रत्यक्ष सिलिकॉन जोड़ को लाभप्रद बनाता है।

सिलिकॉन और कच्चा लोहा संरचना

कच्चा लोहा में, सिलिकॉन ग्रैफ़िटाइजेशन को प्रभावित करने वाला एक प्रमुख तत्व है। एक उपयुक्त रसायन विज्ञान के भीतर सिलिकॉन बढ़ाने से ग्रेफाइट निर्माण को बढ़ावा मिल सकता है और कार्बाइड निर्माण की प्रवृत्ति कम हो सकती है, हालांकि अंतिम संरचना कार्बन समकक्ष, शीतलन दर, टीकाकरण, मिश्र धातु परिवर्धन और अनुभाग मोटाई पर निर्भर करती है।

इस कारण से, फाउंड्री को कार्बन से स्वतंत्र रूप से सिलिकॉन की खुराक निर्धारित नहीं करनी चाहिए। एक व्यावहारिक प्रक्रिया-नियंत्रण प्रणाली के बीच संबंध पर विचार करती हैकार्बन, सिलिकॉन, मैंगनीज, सल्फर, मैग्नीशियम और टीकाकरण उपचार.

तापमान और जोड़ अनुक्रम

उचित जोड़ बिंदु भट्टी और ढलाई प्रक्रिया पर निर्भर करता है। लक्ष्य संरचना के आधार पर भट्ठी चार्जिंग के दौरान, स्थानांतरण के दौरान या अंतिम उपचार के दौरान सिलिकॉन युक्त सामग्री को जोड़ा जा सकता है।

उत्पादन नियंत्रण के लिए, इंजीनियरिंग टीम को प्रत्येक ताप के लिए एक निश्चित किलोग्राम {{0}प्रति -टन नियम का उपयोग करने के बजाय आवश्यक अंतिम सी को परिभाषित करना चाहिए। आवश्यक जोड़ का अनुमान सिलिकॉन सांद्रता में वांछित परिवर्तन और चयनित अतिरिक्त सामग्री की अपेक्षित पुनर्प्राप्ति से लगाया जा सकता है।

एक रासायनिक रिडक्टेंट के रूप में सिलिकॉन

सिलिकॉन उच्च तापमान धातुकर्म प्रतिक्रियाओं में कम करने वाले एजेंट के रूप में भी भाग ले सकता है। ऑक्सीजन के लिए इसकी मजबूत आत्मीयता सिलिकॉन को उपयुक्त थर्मोडायनामिक स्थितियों के तहत चयनित धातु ऑक्साइड को कम करने की अनुमति देती है, जिससे सिलिकॉन ऑक्साइड और कम धातु या मध्यवर्ती का उत्पादन होता है।

ऐसी प्रतिक्रियाओं का उपयोग कुछ सिलिकॉन के उत्पादन में किया जाता है जिसमें मध्यवर्ती, सिलिसाइड और विशेष सामग्री होती है। उपयुक्त स्टोइकोमेट्री ऑक्साइड प्रणाली, तापमान, वातावरण और वांछित उत्पाद चरण पर निर्भर करती है।

विशिष्टताएँ, भौतिक गुण, परीक्षण और ग्रेड

सबसे उपयोगीसिलिकॉन धातु विशिष्टतारासायनिक संरचना को भौतिक विशेषताओं के साथ जोड़ता है। 99% सिलिकॉन युक्त सामग्री अभी भी अन्य 99% उत्पाद से भिन्न प्रदर्शन कर सकती है यदि कण आकार, सतह ऑक्सीकरण, नमी, Fe, Al, Ca या ट्रेस तत्व का स्तर भिन्न हो।

कण आकार मायने रखता है

अनुशंसित परीक्षण विधियाँ

• एक्सआरएफ:नियमित मौलिक जांच के लिए उपयोगी।
• आईसीपी-ओईएस:उचित रूप से मान्य होने पर बहु-तत्व रासायनिक विश्लेषण के लिए उपयोगी।
• चलनी विश्लेषण:पारंपरिक कुचले हुए -आकार के उत्पादों के लिए उपयुक्त।
• लेजर विवर्तन:जहां लागू हो बारीक पाउडर के लिए उपयोगी।
• ऑक्सीजन विश्लेषण:प्रासंगिक जहां सतह ऑक्सीकरण या ऑक्सीजन संदूषण अनुप्रयोग को प्रभावित करता है।
• नमी परीक्षण:शिपमेंट और भंडारण स्थितियों की पुष्टि के लिए उपयोगी।

बाज़ार की गतिशीलता, संचालन और सुरक्षा, पर्यावरण और आपूर्ति संबंधी विचार

के लिए बाज़ारसिलिकॉन धातुएल्यूमीनियम उत्पादन, सिलिकॉन रासायनिक मांग, सौर ऊर्जा संबंधित आपूर्ति श्रृंखला, ऊर्जा की कीमतें और क्षेत्रीय उत्पादन स्थितियों से प्रभावित है। चूंकि विनिर्माण प्रक्रिया बिजली-गहन है, इसलिए बिजली की उपलब्धता और बिजली की लागत में बदलाव का उत्पादन अर्थशास्त्र पर सीधा प्रभाव पड़ सकता है।

चीन वैश्विक सिलिकॉन धातु आपूर्ति का एक प्रमुख स्रोत बना हुआ है, जबकि अन्य उत्पादक क्षेत्रीय और अंतर्राष्ट्रीय बाजारों में सामग्री का योगदान करते हैं। अमेरिकी खरीदारों को न केवल मुख्य कीमत बल्कि मूल देश, शिपिंग दूरी, व्यापार उपाय, आपूर्तिकर्ता क्षमता और आपूर्ति की निरंतरता पर भी विचार करना चाहिए।

अमेरिकी सुविधाओं में सिलिकॉन धातु का प्रबंधन

भंडारण और रख-रखाव की आवश्यकताएँ भौतिक स्वरूप पर बहुत अधिक निर्भर करती हैं। बड़े सिलिकॉन धातु के टुकड़ों में महीन सिलिकॉन पाउडर से अलग धूल की विशेषताएं होती हैं। एक बार जब सामग्री को कुचल दिया जाता है, छान लिया जाता है या बारीक कणों में बदल दिया जाता है, तो धूल उत्पन्न करना एक अधिक महत्वपूर्ण व्यावसायिक और प्रक्रिया सुरक्षा विचार बन जाता है।

सुविधाओं को अनावश्यक धूल संचय को कम करना चाहिए, उपयुक्त हाउसकीपिंग प्रक्रियाओं को बनाए रखना चाहिए और जहां दहनशील धूल के खतरे प्रासंगिक हैं, वहां इग्निशन स्रोतों को नियंत्रित करना चाहिए। पर्याप्त रूप से महीन कण सामग्री वाले संचालन के लिए OSHA के दहनशील धूल संबंधी मार्गदर्शन पर विचार किया जाना चाहिए।

अनुशंसित भंडारण प्रथाएँ

• सामग्री को सूखा रखें और बारिश तथा संघनन से सुरक्षित रखें।
• बैगों को सीधे गीले फर्श पर रखने के बजाय उपयुक्त पट्टियों पर रखें।
• पैकेजिंग को पंक्चर और यांत्रिक क्षति से बचाएं।
• जहां महीन धूल उत्पन्न होती है वहां स्थानीय निकास वेंटिलेशन का उपयोग करें।
• सुविधा के खतरे के आकलन के लिए उपयुक्त प्रक्रियाओं का उपयोग करके जमा हुई धूल को साफ करें।
• असंगत रसायनों और ज्वलन स्रोतों को उचित रूप से नियंत्रित रखें।
• अपरिचित ग्रेड को संभालने से पहले वर्तमान आपूर्तिकर्ता एसडीएस की समीक्षा करें।

पैकेजिंग विकल्प

पर्यावरण खरीद प्रश्न

स्थिरता पर केंद्रित खरीद के लिए, आपूर्तिकर्ता से पूछें कि उसकी बिजली की खपत, कार्बन पदचिह्न और पर्यावरण नियंत्रण की गणना कैसे की जाती है। एक सार्थक तुलना में यह निर्दिष्ट होना चाहिए कि क्या रिपोर्ट किए गए पदचिह्न में केवल भट्टी बिजली या कच्चे माल, परिवहन और अन्य अपस्ट्रीम प्रक्रियाएं शामिल हैं।