第一節(jié) 金屬硅的性能與特點(diǎn) 分析
一、金屬硅的定義和性能
金屬硅（又稱工業(yè)硅或者結(jié)晶硅）是指通過(guò)礦熱爐還原硅石所提取出的硅單體。通常把硅視為一種有色金屬，具有半導(dǎo)體性質(zhì)，其性能與鍺、錫、鉛等元素相近。由石英和焦炭在電熱爐內(nèi)冶煉成的產(chǎn)品，主成分硅元素的含量在98%左右（近年來(lái)，含Si量99.99%的也名手在金屬硅內(nèi)），其余雜質(zhì)為鐵、鋁、鈣等?；瘜W(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定。在常溫下，除氟化氫以外，很難與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。
二、硅合金的定義及特性
一種以鋁、硅為主成分的鍛造和鑄造合金。一般含硅11％。同時(shí)加入少量銅、鐵、鎳以提高強(qiáng)度。密度2.6～2.7g/cm3。導(dǎo)熱系數(shù)101～126W/(m•℃)。楊氏模量71.0GPa。沖擊值7～8.5J。疲勞極限±45MPa。
用于制造低中強(qiáng)度的形狀復(fù)雜的鑄件，如蓋板、電機(jī)殼、托架等，也用作釬焊焊料。
三、金屬硅的作用 分析
1、用于鋁合金工業(yè)
在中國(guó)，每消費(fèi) 1t鋁（原鋁與再生鋁之和）約用14.7kg硅。此數(shù)可作為宏觀匡算用，雖不精確，但卻相當(dāng)準(zhǔn)確。一般，每生產(chǎn)1t鋁合金鑄件及壓鑄件約消費(fèi) 43 kg新硅。工業(yè)硅添加到鋁中，可改良或增強(qiáng)金屬的優(yōu)良性能。反映到現(xiàn)實(shí)生活中，如汽車（含摩托車）用鋁對(duì)工業(yè)硅的需求相當(dāng)大，所以一個(gè)地區(qū)、國(guó)家的汽車工業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r對(duì)工業(yè)硅的市場(chǎng)興衰有直接的影響。
2、作為非鐵基合金的添加劑
工業(yè)硅也用作要求嚴(yán)格的硅鋼的合金劑，冶煉特種鋼和非鐵基合金的脫氧劑。
3、用于化學(xué)工業(yè)，用于生產(chǎn)有機(jī)硅。如生產(chǎn)硅樹(shù)脂潤(rùn)滑劑和防水化合物等就需用相當(dāng)量的硅（純度為98％～99％）。
4、工業(yè)硅經(jīng)一系列工藝提純后生成單晶硅，供電子工業(yè)使用。工業(yè)硅進(jìn)一步提純至99.999%以上（4個(gè)九以上，9越多越值錢），制成多晶硅（圓柱體），再用機(jī)械切割成硅單晶片，大量應(yīng)用到電子信息工業(yè)中去。目前我國(guó)提純的技術(shù)不是十分成熟，基本上依賴日本進(jìn)口，即日本從我國(guó)進(jìn)口工業(yè)硅原材料（一噸8000元左右），進(jìn)一步提純?cè)俪隹冢繃?0萬(wàn)人民幣以上）到我國(guó)有關(guān) 行業(yè) （如單晶硅廠等）。
第二節(jié) 金屬硅資源儲(chǔ)量狀況
一、世界金屬硅資源儲(chǔ)量
硅（Si）是地球上含量很豐富的元素，在表層占第二位（25.8%）,僅次于占第一位（49.5%）氧（0）元素。硅資源是指水晶、脈石英、石英礫石（礫石型石英）、天然硅砂等，屬非金屬礦藏，主要化學(xué)成份為SiO2，在自然界蘊(yùn)藏豐富。但世界硅資源（水晶、石英、天然硅砂等）分布極不平衡。據(jù)資料記載，巴西較為豐富，次之為馬達(dá)加斯加和危地馬拉。
美國(guó)、加拿大、蘇聯(lián)、法國(guó)、意大利、印度、澳大利亞、土耳其、緬甸等30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)有少量資源。巴西資源總量以及近幾十年來(lái)的產(chǎn)量和出口量均占世界首位。由于水晶、石英的深加工產(chǎn)品自第二次世界大戰(zhàn)開(kāi)始被用在軍事設(shè)備上，1948年美國(guó)貝爾電話 研究 所三位學(xué)者發(fā)明半導(dǎo)體，制成半導(dǎo)體收音機(jī)以后，緊接著半導(dǎo)體電臺(tái)相繼問(wèn)世等等，水晶、石英已成為一種戰(zhàn)略性物資，因此它的世界各國(guó)產(chǎn)量就難以統(tǒng)計(jì)，所以，水晶、石英礦產(chǎn)的世界總儲(chǔ)量和年產(chǎn)量均是估算數(shù)或未知數(shù)。
二、中國(guó)金屬硅的儲(chǔ)量及分布
我國(guó)的水晶、石英、天然硅砂除上海、天津市以外，其它省、市、自治區(qū)均有產(chǎn)出。質(zhì)量較好的廣東、廣西、青海、福建、云南、四川、黑龍江等省區(qū)；質(zhì)量最好的有海南、江蘇。江蘇省水晶、脈石英的主要產(chǎn)地是東海縣。東海縣天然水晶和脈石英儲(chǔ)量豐富，據(jù)江蘇省地質(zhì)六隊(duì)預(yù)測(cè)：天然水晶儲(chǔ)量約為 略 ，SiO2含量高達(dá)99.9983%,質(zhì)量、儲(chǔ)量位居全國(guó)之首。
東?？h水晶、脈石英的開(kāi)采歷史悠久，1958 年房山鎮(zhèn)柘塘村，開(kāi)采單晶重3.5噸“水晶王”、1982年駝峰鄉(xiāng)南榴村開(kāi)采單晶重2.1噸（均存放在北京中國(guó)地質(zhì)博物館），引起國(guó)內(nèi)外普遍重視。據(jù)地質(zhì)部水晶管理處多年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)證實(shí)，東?？h水晶收購(gòu)量占全國(guó)水晶產(chǎn)量的50%以上（表1示出了東?？h105礦1973年至1988年水晶收購(gòu)量），毛澤東主席的水晶棺原料為東海提供，東?？h是著名的“水晶之鄉(xiāng)”。
由于水晶、脈石英、石英礫石、天然硅砂、石英巖和粉石英礦的儲(chǔ)藏量屬于我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的非支柱性的礦藏資源，也是我國(guó)多種未探明儲(chǔ)藏量的非金屬礦藏，因而全國(guó)的儲(chǔ)藏量大部分是預(yù)測(cè)估算數(shù)或未知數(shù)，在開(kāi)采和使用方面要考慮可持續(xù)發(fā)展的原則。
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