실리콘 메탈(Silicon Metal)이란 무엇인가?

실리콘 메탈(Silicon Metal)이란 무엇인가?

금속 실리콘(Metallic Silicon)은 산업 실리콘 또는 결정질 실리콘(crystalline silicon)이라고도 불리며, 기본적인 산업용 원자재입니다. 이는 아치형 전기로에서 퀼츠석(quartzite)과 다른 원료를 탄소계 환원제를 사용하여 용융시켜 제조합니다. 이 과정을 통해 일반적으로 97%에서 99.8%의 순도를 갖는 실리콘이 생산됩니다. 이 물질은 어두운 회색의 고체로 금속광택을 띠며, 단단하고 부서지기 쉬우며 높은 융점과 우수한 내열성, 높은 저항률, 뛰어난 내산화성을 특징으로 합니다.

금속 실리콘은 다양한 산업 분야에서 매우 소중한 가치를 지닌 여러 가지 중요한 특성을 가지고 있습니다:

· 높은 융점과 우수한 내열성: 고온에서도 견딜 수 있어 열 환경이 열악한 분야의 응용에 적합합니다.
· 높은 저항률: 반도체 응용 분야에서 매우 중요한 전기 저항률이 높습니다. 저항률은 순도와 불순물 함량에 따라 달라지며, 이는 전도도에 영향을 미칩니다.
· 화학적 안정성: 다양한 화학 물질 및 고온 환경에서 반응에 대한 우수한 저항성을 보이며, 이는 화학 합성 및 소재 과학 분야에서의 사용에 있어 필수적입니다.

금속 실리콘은 철(Fe), 알루미늄(Al), 칼슘(Ca)과 같은 불순물 함량에 따라 다양한 등급으로 분류됩니다. 일반적인 모델은 다음과 같습니다.

모델 Fe ≤ (%) Al ≤ (%) Ca ≤ (%)
1101 0.1 0.1 0.01
1501 0.15 0.15 0.01
2202 0.2 0.2 0.02
3303 0.3 0.3 0.03
411 0.4 0.1 0.1
421 0.4 0.2 0.1
441 0.4 0.4 0.1
553 0.5 0.5 0.3

금속 실리콘의 응용 분야는 매우 광범위합니다:
· 알루미늄 합금: 알루미늄 합금의 강도, 유동성 및 내식성을 향상시키는 주요 합금 원소로 자동차 및 항공우주 부품에 널리 사용됩니다.
· 유기 실리콘 산업: 실리콘 단량체 및 중합체를 제조하는 핵심 원자재로 사용되며, 이를 통해 실리콘, 수지, 오일, 고무, 윤활제, 방수제 등을 제조합니다.
· 반도체 및 전자 산업: 고순도 실리콘은 반도체, 집적회로, 트랜지스터 및 태양전지 제조에 필수적이며, 정보 시대의 기반이 됩니다.
· 화학 산업: 화학적 안정성이 뛰어나 다양한 실리콘 기반 화학물질 및 내식성(부식 방지) 소재 생산에 적합함.
· 철강 산업: 탈산소제 및 합금 첨가제로 사용되어 철강의 품질과 성능을 개선합니다.

요약하자면 금속 실리콘(Metallic Silicon)은 독특한 물리적 및 화학적 특성으로 인해 현대의 금속공학, 화학, 전자 분야에서 핵심적인 역할을 하는 다용도의 필수 소재입니다.