Kuinka piimetalli luokitellaan
"Piimetalli" (tunnetaan kiinassa myös nimellä teollinen pii) on kauppanimi, joka syntyi 1960-luvun puolivälissä. Sen syntyminen liittyi puolijohdeteollisuuden nousuun. Yleinen kansainvälinen käytäntö on jakaa kaupallinen pii piimetalliin ja pii puolijohteisiin. Piimetalli on tuote, joka on valmistettu kvartsista ja koksista, joka on sulatettu sähkölämmitteisessä uunissa ja jonka pääkomponentin piin pitoisuus on noin 98% (99,99% Si sisältyy myös piimetalliin), ja loput epäpuhtaudet ovat rautaa, alumiinia, kalsiumia jne. Puolijohde-piitä käytetään erittäin puhtaan piimetallin valmistukseen puolijohdelaitteille. Sitä myydään monikiteisessä ja yksikiteisessä muodossa, joista ensimmäinen on edullinen ja jälkimmäinen kallis. Se on jaettu erilaisiin eritelmiin sen käytön mukaan. Tilastojen mukaan maailma kulutti noin 500 000 tonnia piimetallia vuonna 1985, josta noin 60% käytettiin alumiiniseoksiin, alle 30% käytettiin orgaaniseen piiin, noin 3% puolijohteisiin ja loput teräksen sulatukseen ja tarkkuuskeramiikkaan jne.
Piimetallin luokittelu perustuu yleensä piimetallikoostumuksen sisältämän raudan, alumiinin ja kalsiumin kolmen tärkeimmän epäpuhtauden pitoisuuteen. Piimetallin raudan, alumiinin ja kalsiumin pitoisuuden mukaan piimetalli voidaan luokitella eri laatuihin, kuten 553, 441, 411, 421, 3303, 3305, 2202, 2502, 1501 ja 1101.
Teollisesti piimetallia tuotetaan yleensä vähentämällä piidioksidia hiilestä sähköuunissa. Kemiallinen reaktioyhtälö: SiO2 + 2C → Si + 2CO Näin tuotettu pii on 97-98% puhdasta ja sitä kutsutaan piimetalliksi. Sitten se sulatetaan ja uudelleenkiteytetään, ja epäpuhtaudet poistetaan hapolla, jotta saadaan piimetallia, jonka puhtaus on 99,7 ~ 99,8%.
Piimetalli koostuu pääasiassa piistä, joten sillä on samanlaiset ominaisuudet kuin piillä. Piitä, amorfista piitä ja kiteistä piitä on kaksi isomeeriä. Amorfinen pii on harmahtavan musta jauhe ja se on itse asiassa mikrokiteinen. Kiteisellä piillä on timantin kiderakenne ja puolijohdeominaisuudet, joiden sulamispiste on 1410 °C, kiehumispiste 2355 °C, Mohsin kovuus 7 ja hauras luonne. Amorfinen pii on kemiallisesti aktiivinen ja voi palaa voimakkaasti hapessa. Se reagoi halogeenien, typen, hiilen ja muiden ei-metallien kanssa korkeissa lämpötiloissa ja voi myös olla vuorovaikutuksessa magnesiumin, kalsiumin, raudan ja muiden metallien kanssa silisidien tuottamiseksi. Amorfinen pii ei liukene lähes kaikkiin epäorgaanisiin ja orgaanisiin happoihin, mukaan lukien fluorivetyhappo, mutta voi liueta typpihapon ja fluorivetyhapon seokseen. Konsentroitu natriumhydroksidiliuos voi liuottaa amorfista piitä ja vapauttaa vetykaasua. Kiteinen pii on suhteellisen inaktiivista eikä yhdisty kemiallisesti hapen kanssa edes korkeissa lämpötiloissa. Se ei myöskään liukene minkäänlaisiin epäorgaanisiin ja orgaanisiin happoihin, mutta liukenee typpihapon ja fluorivetyhapon seokseen sekä väkeviin natriumhydroksidiliuoksiin.
