硅產(chǎn)業(yè)是硅時代最重要的產(chǎn)業(yè)之一,石英是硅時代最重要的礦物資源之一。石英的應(yīng)用十分廣泛,潛力無限。石英砂作為新能源、新材料、新一代信息技術(shù)等多個新興產(chǎn)業(yè)的主要基礎(chǔ)原料,發(fā)揮著不可替代的作用。
工業(yè)硅
工業(yè)硅是以石英砂為原料,以碳質(zhì)材料為還原劑,通過在電弧爐中熔煉獲得。常用的還原劑主要有木炭、石油焦、煤等,它們可以將金屬硅從硅石中還原出來。
在光伏行業(yè)中,工業(yè)硅是制造多晶硅等材料的主要原料;工業(yè)硅還是有機硅的最主要原料,用于生產(chǎn)硅烷、硅酮、硅油等產(chǎn)品;在合金行業(yè)中,工業(yè)硅主要是作為非鐵基合金的添加劑,將硅加入到某些有色金屬中時,能提高基體金屬的強度、硬度和耐磨性,有時還能增強基體的鑄造性能和焊接性能。工業(yè)硅已然成為硅基新材料產(chǎn)業(yè)鏈的主要上游產(chǎn)品,是很多國民經(jīng)濟重要部門的核心原料。
碳化硅
碳化硅是近年來發(fā)展十分迅速的一種無機非金屬材料,碳化硅陶瓷因具有硬度高、高溫承載能力強、抗氧化、耐磨損、熱導率大、熱膨脹系數(shù)小以及耐酸堿化學腐蝕等優(yōu)異特性,在半導體、電子、汽車、原子能、環(huán)保節(jié)能等高科技領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
碳化硅粉體的制備方法之一碳熱還原法,是在高溫電爐中利用焦炭或煤油將石英砂中的二氧化硅還原制得碳化硅陶瓷塊體材料,再經(jīng)過機械破碎、分級等過程得到不同粒度的碳化硅粉體。
石英坩堝
石英坩堝屬于石英玻璃制品中的細分產(chǎn)品,具有潔凈、同質(zhì)、耐高溫等性能。目前廣泛應(yīng)用于太陽能和半導體領(lǐng)域提煉晶體硅的生產(chǎn)工藝中,是晶體硅生產(chǎn)過程中的消耗品。受益于硅片產(chǎn)能加速擴張、N型硅片滲透率提高,高純石英砂和石英砂坩堝需求有望快速增長。
石英坩堝的生產(chǎn)是將高純石英砂裝入可任意傾動角度的旋轉(zhuǎn)成型模內(nèi),利用離心力作用和成型棒手工成型,將已成坩堝形的旋轉(zhuǎn)裝置移動至電極棒處,然后將電極送電啟弧并插入已成型的粉料腔內(nèi),同時啟動真空系統(tǒng),使其快速熔化成坩堝形狀的熔融石英,經(jīng)冷卻后取出,即完成一個石英坩堝的毛坯生產(chǎn)。
光伏超白玻璃
超白玻璃作為一種新材料,以其高透光率、晶瑩剔透的特性,在太陽能光伏產(chǎn)業(yè)、高檔轎車、高級建筑、高檔園藝建筑和高檔家具等方面應(yīng)用前景廣闊。“十四五”期間,根據(jù)國家“碳達峰、碳中和”的戰(zhàn)略規(guī)劃,光伏行業(yè)或?qū)⒂瓉肀l(fā)式的發(fā)展,其基礎(chǔ)材料光伏超白玻璃所用的低鐵石英砂需求量樂觀預(yù)計將以每年30%以上的速度飛速增長。
光伏玻璃生產(chǎn)流程:石英砂、純堿等原料熔化成玻璃液,通過壓延、退火、裁切等過程得到超白壓延玻璃原片。原片再經(jīng)過鍍膜、鋼化處理,透光率和強度進一步提高,成為光伏玻璃成品。
玻璃纖維
玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無機非金屬材料,種類繁多,優(yōu)點是絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好,機械強度高。玻璃纖維是以石英砂、葉臘石、高嶺土、石灰石等礦石為原料經(jīng)高溫熔制、拉絲、烘干、絡(luò)紗等工藝制造而成,其單絲直徑為幾微米到二十幾微米,相當于一根頭發(fā)絲的1/20-1/5,每束纖維原絲都由數(shù)百根甚至上千根單絲組成。