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二氧化硅的光明1
二氧化硅的光明1
二氧化硅的光明
太阳能电池的需求提升了熔融石英坩埚市场,而电子、精密铸造、耐火材料市场保持趋向增长。
Si02是地球表面蕴涵最丰富的氧化物之一,大概它以广泛的矿物种类来证明自己的存在。市场对Si02矿石的需求,主要是高纯度的Si02需求,通常天然Si02砂的不同等级和石英。然而,更多的热处理和多种合成物工艺已经发展为在Si02产品范围内的生产加工,通过提高其存在性而应用于高科技领域中。
在这篇文章中,我们主要讨论经过融合的天然Si02砂通常在炭电极炉中,并被称熔化硅(熔融石英)。熔融石英和颗粒等级中Si02纯度范围在99.4%-99.9%,并提供-4目到<5μ的粒度范围。它具有耐高温,耐高压,耐腐蚀的特性,用于电子工业中环氧树脂材料(EMC )、耐火材料、精密铸造。在现阶段,太阳能电池市场正处于成长中,或者光电池的市场需求量增加,都提高了专门陶瓷生产者对熔融石英的需求量。
熔融石英不能与高纯度石英玻璃(99.999% Si02)相混淆,熔融石英玻璃,特别纯净的天然石英,Si02使或人造Si02混合而成,并被用于加热,照明,光学仪器,半导体,纤维组织等方面。没有必要将熔融石英与人造熔融石英区分开,用综合技术从高纯度化合物中提取的,应用高级别的光学产业中。
在熔融石英产生中有两个主要的生产商:美国的C-E Minerals和 Minco INC。然而随着该市场在东亚的发展,和中国生产者的扩张,正呈现出新的市场和竞争者。据统计,这两家公司的容量是全世界200,000 tpa的一半还要多。
从世界范围来看,只有很少的生产商提供熔融石英,并且虽然市场在扩大,但生产供应还是可以满足需求的,Bernd Durs,COO of C-E Minerals,对IM 说:供应/需求在世界范围内还是平衡的。C-E Minerals 没有生产压力,紧接着在1997年,我们综合性厂房的大量扩充,我们没有发现原材料短缺或能源利用率问题。
关于来自替代和竞争材料的预兆,熔融石英相对来说并没有受什么影响,Durst berger说:“我们所生产的熔融石英的市场被替代的
可能性很小,因为我们的产品是独一无二的”。
我们通过最近的矿山工业可以看见,不断上涨的能源价格继续冲击产品价格。矿山熔融产品的供应企业要依靠充足的电力供应(因此矿山设备应位于有充足水力的发电中心,尼亚加拉瀑布,田纳西洲,和Puerto Ordaz),但这些地方特别难以遭受打击。Durste berger说:在美国电力价格的提高,直接与全球范围能源价格的提高有关,它影响工业产品的价格“。
C-E 矿产(C-E Minerals)
C-E 矿产的田纳西洲电气矿产厂,叫做TECO ,位于Gren ville(田纳西洲),是世界上高纯度熔融石英的领先生产商和最大销售商,注册商标为TEC0-SiL 和TECO-Sphere 。C-E 拒绝透漏它的生产能力和最近的产量。
根据美国特种光学玻璃制造商BES 光学公司,“熔融石英玻璃“是地球上天然石英或石英砂矿石的开采中提取来的。产品制造商用氢-氧火焰喷射设备来对粉末结晶石英来进行提纯,最终选择不同纯度规格的产品。IM 称这个级别为:”高纯度熔石英“,并在文本里几行中描述,不是这篇要评述的主题。
然而,关于“熔融石英玻璃”,BES 认为这是一种人造无定形的二氧化硅,是将卤化硅通过火焰蒸汽下的水解作用生产出来的。这是极高纯度无定形材料,是一种最透明的光学材料制造,这种材料是产生远紫外线的最佳选择”。
光和通用熔融石英棒和管可从化合物的溶解制造中被拉长。纤维光导由高纯度气态硅中所含化合物的热分解制成。IM 称上述的生产为“以人造熔融石英”(比“熔融石英“更标准)同样不在本文中进行讨论。
这里提及的“熔融石英”来自天然、高纯度石英砂,从Si02比例为99.4%-99.9%的颗粒和粉碎提取。它主要用于耐火材料、精密铸造、电子(EMC )和环氧树脂中的成型,既然熔融石英生产过程中没有除杂质过程,这就要求原材料中的Si02含量必须极高。四种方法可用于熔融石英:碳弧、等离子弧、燃气火焰持续加热,还有最普通的碳电极电熔法。在碳电极熔融过程中,原材料二氧化硅矿石装入炉中,炉中有两根碳棒用来产生电流。加热到2300℃,融合过程
需要4-5个小时,主要视硅矿石而定。
一旦全部融合,将熔融二氧化硅浇铸成块,有一个熔融石英芯和一个方石英外层。将熔融石英在球磨机中粉碎,通常粉碎尺寸在-4号筛到<5μ范围内。
熔融石英的生产是同融融过程一起开始的。炉的高速旋转引起熔砂在金属壳内壳摊开。当进行加热时,
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