Základný výkon a hranice aplikáciíkremíkový kov(Si Väčšie alebo rovné 98 %) sú určené jeho čistotou. Železo (Fe), hliník (Al) a vápnik (Ca) sú hlavnými nečistotami a ich obsah priamo ovplyvňuje deoxidačnú účinnosť, legovací efekt a kvalitu produktu kovového kremíka. Presná kontrola obsahu nečistôt je kľúčová pre zaistenie vhodnosti pre-náročné aplikácie.
Základné charakteristiky a štandardné limity nečistôt Fe, Al a Ca v kremíku
| stupňa | Limit obsahu Fe | Limit obsahu Al | Limit obsahu Ca | Celkový obsah nečistôt | Scenáre základných aplikácií |
| 553# | Menšie alebo rovné 0,5 % | Menej ako alebo rovné 0,4 % | Menej ako alebo rovné 0,3 % | Menej ako alebo rovné 1,3 % | Bežné zliatiny hliníka, dezoxidácia pri výrobe ocele |
| 441# | Menej ako alebo rovné 0,4 % | Menej ako alebo rovné 0,4 % | Menej ako alebo rovné 0,1 % | Menej ako alebo rovné 0,9 % | Špičkové-zliatiny hliníka, presné liatie |
| 3303# | Menej ako alebo rovné 0,3 % | Menej ako alebo rovné 0,3 % | Menšie alebo rovné 0,03 % | Menšie alebo rovné 0,63 % | Fotovoltaický polykremík, polovodiče |
| 2202# (prémiová trieda) | Menej ako alebo rovné 0,2 % | Menej ako alebo rovné 0,2 % | Menšie alebo rovné 0,02 % | Menšie alebo rovné 0,42 % | Elektronické-kremíkové materiály, špeciálne zliatiny |
Poznámka:Fe a Al ľahko tvoria tvrdé a krehké zlúčeniny (ako sú AlSi₃ a FeSi₂), zatiaľ čo Ca ľahko reaguje s kyslíkom a sírou za vzniku inklúzií s nízkym -bodom topenia-. Všetky tri nečistoty znižujú čistotu a stabilitu výkonu kovového kremíka so zvyšujúcim sa obsahom.
Kvantitatívny vplyv na výkon a aplikácie
Vplyv železa
Mechanické vlastnosti:
Vysoký obsah železa môže znížiť mechanickú pevnosť a tvrdosť kremíkového kovu a uľahčiť jeho deformáciu.
Oxidačná reakcia:
Železo sa v kremíku ľahko oxiduje za vzniku oxidu železa, ktorý ovplyvňuje redukciu kremíka a znižuje deoxidačný efekt.
Účinok bodu topenia:
Prítomnosť železa môže znížiť teplotu topenia kremíkového kovu a ovplyvniť jeho správanie počas procesu tavenia.
Vplyv hliníka
Výkon tavenia:
Hliník bude reagovať s kremíkom za vzniku silicidu hliníka, ktorý ovplyvňuje redukčnú schopnosť a chemickú stabilitu kremíkového kovu.
Oxidačná reakcia:
Hliník sa tiež ľahko oxiduje a pri vysokej teplote môže vytvárať oxid hlinitý, čo ovplyvňuje čistotu a redukčný výkon kremíkového kovu.
Vplyv vápnika
Zníženie aktivity činidla:
Vápnik môže zlepšiť redukčný výkon kremíkového kovu a zlepšiť jeho schopnosť znižovať oxidy.
Pevná rozpustnosť:
Pevná rozpustnosť vápnika v kremíku je obmedzená. Ak prekročí určitú hranicu, môže tvoriť pevnú fázu, čo ovplyvňuje čistotu a mriežkovú štruktúru kremíka.
Limity obsahu nečistôt pre scenáre základných aplikácií
| Aplikačný scenár | Fe Menšie alebo rovné | Al Menšie alebo rovné | Ca Menšie alebo rovné | Odporúčaná značka |
| Bežné zliatiny hliníka, dezoxidácia pri výrobe ocele | 0.5% | 0.5% | 0.3% | 553# |
| Špičkové-zliatiny hliníka, presné liatie | 0.4% | 0.4% | 0.1% | 441# |
| Fotovoltaický polykremík, polovodiče | 0.3% | 0.3% | 0.03% | 3303# |
| Organokremičitá{0}}trieda v elektronickej kvalite, špeciálne zliatiny | 0.2% | 0.2% | 0.02% | 2202# |
Celkovo vplyv týchto nečistôt na kremíkový kov závisí od ich obsahu a konkrétnych aplikačných scenárov. V priemyselnej výrobe sa zloženie kremíkového kovu zvyčajne prísne kontroluje a upravuje, aby sa zabezpečilo, že spĺňa špecifické technické požiadavky a potreby aplikácie.
