Siliciumproduktionsmetode

Jul 19, 2022

I laboratoriet kan magnesiumpulver bruges til at reducere pulverformig siliciumdioxid under rød varme, og det dannede magnesiumoxid og magnesiumpulver vaskes med fortyndet syre, og derefter vaskes det ubrugte siliciumdioxid med flussyre for at opnå elementært silicium. Alt amorft silicium opnået ved denne metode er ikke rent nok, hvilket er brun-sort pulver. Industriel produktion af silicium er reduktion af silica (SiO2-indhold større end 99 procent) i en lysbueovn. De anvendte reduktionsmidler er petroleumskoks og trækul. Ved brug af en DC-lysbueovn kan kullet fuldstændigt erstattes af petroleumskoks. Askeindholdet i petroleumskoks er lavt (0,3 procent til 0,8 procent), og silica af høj kvalitet (SiO2 større end 99 procent) kan bruges til direkte at smelte silicium af høj kvalitet til fremstilling af siliciumstålplader. Halvledersilicium med høj renhed kan fremstilles ved at reducere højrent trichlorsilan SiHCl3 eller SiCl4 med hydrogen på en varm siliciumstang ved 1200 grader. Ultrarent monokrystallinsk silicium kan fremstilles ved Czochralski eller zonesmeltning.

Amorft silicium kan opnås ved at reducere silica med magnesium. Krystallinsk silicium kan opnås ved at reducere siliciumdioxid med kul i en elektrisk ovn. Højrent silicium, der anvendes i elektronikindustrien, fremstilles ved at reducere trichlorsilan eller siliciumtetrachlorid med brint.