Ferrosiliciumetsiliciumsont tous deux des matériaux importants dans diverses applications industrielles, mais ils ont des compositions chimiques, des propriétés et des utilisations différentes. Voici un aperçu des principales différences entre eux :
1. Composition chimique:
Ferrosilicium:
Le ferrosilicium est unalliagecomposé principalement defer (Fe)etsilicium (Si). Il contient généralement entre15% à 90% de silicium, le reste étant constitué de fer et de traces d'autres éléments tels que l'aluminium, le calcium et le carbone. La teneur spécifique en silicium dépend de la qualité du ferrosilicium.
La formule chimique du ferrosilicium s’écrit généralement sous la formeFeSi.
Silicium:
Le silicium, sous sa forme pure, est unélément chimique(Si) de numéro atomique 14. C'est unsemi-conducteuret un métalloïde, ce qui signifie qu'il possède des propriétés à la fois métalliques et non métalliques.
Le silicium sous sa forme pure estpas un alliagemais une substance élémentaire, et on la trouve couramment dans la nature comme partie de minéraux commesilice (SiO₂)et des silicates.
2. Accessoire physiqueerties:
Ferrosilicium:
Le ferrosilicium est un alliage métallique généralementgrisâtreouargentéen apparence, et il adureté modéréeethaute densité. La teneur en silicium lui donnerésistance aux hautes températureset le rend utile dans la fabrication de l'acier.
C'estfragileet peut être broyé en une poudre fine ou utilisé en morceaux, selon l'application prévue.
Silicium:
Le silicium pur est undur, fragilemétalloïde avec unéclat métallique grisâtre. On le voit couramment sous la forme desilicium cristallin, notamment dans l'industrie électronique.
Le silicium sous sa forme pure estmoins conducteurque les métaux mais plus conducteur que les non-métaux, ce qui en fait un composant clé des semi-conducteurs utilisés dans l'électronique comme les puces informatiques et les cellules solaires.
3. Processus de production:
Ferrosilicium:
Le ferrosilicium est produit en réduisantsilice (SiO₂)aveccarbonedans un four à arc électrique ou un haut fourneau à haute température. La réaction ressemble généralement à ceci :
SiO2+C→Si+CO2SiO2+C→Si+CO2
Au cours de ce processus, le silicium se combine au fer pour former du ferrosilicium.
Silicium:
Le silicium pur est généralement produit par chauffagesilice (SiO₂)dans un four à arc électrique aveccarboneà des températures encore plus élevées pour le réduire en silicium élémentaire.
Le processus est similaire à la production de ferrosilicium, mais dans le cas du silicium pur, la réaction est généralement effectuée dans un environnement plus contrôlé pour éviter la formation d'alliages avec d'autres métaux.
4. Utilisations et applications:
Ferrosilicium:
Sidérurgie: L'utilisation principale du ferrosilicium est dans leproduction d'acier, où il agit comme unagent d'alliagepour ajouter du silicium à l'acier, améliorant ainsi sa résistance, sa dureté et sa résistance à l'oxydation.
Production de ferroalliages: Il est également utilisé pour produire d'autres ferroalliages commeferromanganèseetferrochrome.
Fonte: Le ferrosilicium est souvent utilisé dansapplications de fonderiepour améliorer les propriétés de la fonte, comme augmenter la fluidité lors de la coulée.
Industrie chimique: Il est utilisé dans la production desiliciumà base de produits chimiques comme les silicones et autres produits spécialisés.
Production de magnésium: Il est utilisé comme désoxydant dans la production demagnésium.
Silicium:
Electronique et semi-conducteurs: Le silicium est utilisé dans sonforme purefairesemi-conducteurspour les appareils électroniques tels quepuces électroniques, transistor, cellules solaires, etdiodes.
Panneaux solaires: Le silicium cristallin est largement utilisé dans la production decellules photovoltaïquespourénergie solairecandidatures.
Alliages: Le silicium est utilisé dans la production de diversalliages de silicium, y comprisalliages aluminium-siliciumutilisé dans les composants automobiles et aérospatiaux.
Construction et fabrication: Le dioxyde de silicium (SiO₂) est utilisé dans la fabricationverreetcimentet est un composant de nombreuxmatériaux céramiques.
5. Fonction dans la sidérurgie et l'alliage:
Ferrosiliciumest utilisé comme agent d'alliage dans lesidérurgieprocessus, où il ajoute du silicium à l’acier pour augmenter saforce, dureté, etrésistance à la corrosion. Il agit également comme undésoxydant, éliminant l'oxygène de l'acier en fusion.
Siliciumlui-même est souvent utilisé dans la fabrication de semi-conducteurs et l'électronique, maisferrosilicium(l'alliage) est préféré pour les applications d'acier et d'alliages en raison de sa teneur en fer et de sa capacité à améliorer les propriétés des matériaux.
6. Coût:
Ferrosiliciuma tendance à êtremoins cherque le silicium pur car il s’agit d’un alliage qui contient des quantités importantes de fer, ce qui est moins cher que le silicium pur.
Silicium(sous sa forme pure) est généralement plus cher, en particulier lorsqu'il est produit pour des applications de haute technologie telles que les semi-conducteurs ou les cellules solaires, où une grande pureté est requise.
Résumé des principales différences:
| Fonctionnalité | Ferrosilicium | Silicium |
|---|---|---|
| Composition | Fer (Fe) + Silicium (Si) | Silicium pur (Si) |
| Apparence | Grisâtre, métallique, cassant | Grisâtre, métallique, cristallin, cassant |
| Production | Réduit de silice au four (avec du fer) | Produit en réduisant la silice à des températures plus élevées |
| Utilisations principales | Agent d'alliage dans l'acier, les ferroalliages, la fonte, désoxydant | Electronique (semi-conducteurs), panneaux solaires, alliages |
| Application en acier | Ajoute du silicium à l'acier pour plus de résistance et de désoxydation | Non directement utilisé en sidérurgie |
| Coût | Généralement moins cher | Généralement plus cher |
En substance,ferrosiliciumest unalliage fer-siliciumutilisé principalement dans la fabrication de l'acier et d'autres procédés d'alliage, tandis quesiliciumest unélément purlargement utilisé dans l’électronique, l’énergie solaire et diverses autres applications de haute technologie.
