সিলিকন ধাতুগ্রেডগুলি "সংখ্যাসূচক কোড" দ্বারা চিহ্নিত করা হয় যা সর্বাধিক অনুমোদিত সামগ্রী (প্রতি দশ হাজারের অংশে) আয়রন (Fe), অ্যালুমিনিয়াম (Al), এবং ক্যালসিয়াম (Ca) প্রতিনিধিত্ব করে। মূল গ্রেডগুলির চিঠিপত্র এবং মানক ভিত্তি নিম্নরূপ (GB/T 2881-2014 এবং ASTM E478-22 পড়ুন):
| সিলিকন মেটাল গ্রেড | Fe (Fe) সর্বাধিক বিষয়বস্তু | আল (অ্যালুমিনিয়াম) সর্বাধিক সামগ্রী | ক্যালসিয়াম (Ca) সর্বাধিক সামগ্রী | মোট অমেধ্য সর্বাধিক বিষয়বস্তু | প্রযোজ্য পরিস্থিতি এবং মূল প্রয়োজনীয়তা |
| 1101 | 0.1% (100ppm) | 0.1% (100ppm) | 0.01% (10ppm) | 0.22% এর চেয়ে কম বা সমান | উচ্চ পরিবাহিতা, কম ত্রুটি (সেমিকন্ডাক্টর, ফটোভোলটাইক্স) |
| 2202 | 0.2% (200ppm) | 0.2% (200ppm) | 0.02% (20ppm) | 0.44% এর চেয়ে কম বা সমান | নির্ভুল ইলেকট্রনিক্স, উচ্চ-সিলিকন |
| 3303 | 0.3% (300ppm) | 0.3% (300ppm) | 0.03% (30ppm) | 0.63% এর চেয়ে কম বা সমান | উচ্চ-গুণমানের সিলিকন, বিশেষ সংকর ধাতু |
| 441 | 0.4% (400ppm) | 0.4% (400ppm) | 0.1% (100ppm) | 0.9% এর কম বা সমান | স্বয়ংচালিত অ্যালুমিনিয়াম খাদ, সাধারণ ঢালাই |
| 553 | 0.5% (500ppm) | 0.5% (500ppm) | 0.3% (300ppm) | 1.3% এর কম বা সমান | আর্কিটেকচারাল অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়, সাধারণ স্টিলের ডিঅক্সিডেশন |
দ্রষ্টব্য:পিপিএম প্রতি মিলিয়ন অংশ, 1%=10000পিপিএম; আন্তর্জাতিক গ্রেডের (যেমন ASTM) সামান্য ভিন্ন অভিব্যক্তি আছে, কিন্তু অপবিত্রতা কোডিং যুক্তি সামঞ্জস্যপূর্ণ।
সিলিকন মেটালের বৈশিষ্ট্যের উপর মূল অমেধ্যগুলির প্রভাব প্রক্রিয়া
(1) আয়রন (Fe): বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য এবং খাদ দৃঢ়তার উপর মূল প্রভাব
প্রক্রিয়া:লোহা ধাতব সিলিকনে FeSi₂ এবং Fe₃Si-এর মতো আন্তঃধাতু যৌগ গঠন করে। এই যৌগগুলি হল সেমিকন্ডাক্টর বা কন্ডাক্টর পর্যায়, যা সিলিকনের জালির অখণ্ডতাকে ধ্বংস করবে, যার ফলে প্রতিরোধ ক্ষমতা উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধি পাবে (উদাহরণস্বরূপ, যখন Fe বিষয়বস্তু 100ppm থেকে 500ppm পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়, তখন সিলিকন ধাতুর প্রতিরোধ ক্ষমতা 2000Ω・cm থেকে 8000cm পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়)। শিল্প অভিযোজন পার্থক্য:
সেমিকন্ডাক্টর/ফটোভোলটাইক ক্ষেত্র:Fe 100ppm এর নিচে নিয়ন্ত্রণ করা প্রয়োজন (যেমন,সিলিকন ধাতব গ্রেড 1101), অন্যথায় এটি সিলিকন ওয়েফারগুলিতে একটি সংক্ষিপ্ত ক্যারিয়ারের জীবনকাল এবং ফটোভোলটাইক কোষের রূপান্তর দক্ষতায় 0.5%-1% হ্রাসের দিকে পরিচালিত করবে;
অ্যালুমিনিয়াম খাদ ক্ষেত্র:উপযুক্ত পরিমাণ Fe (300-500ppm) একটি বিচ্ছুরিত শক্তিশালীকরণ ফেজ গঠন করতে পারে, যা খাদের শক্তির উন্নতি করে, কিন্তু 800ppm অতিক্রম করলে মোটা FeAl₃ ফেজ তৈরি হবে, যার ফলে প্রক্রিয়াকরণের সময় খাদের শক্ততা 20%-30% হ্রাস পাবে এবং সহজে ক্র্যাকিং হবে।
(2) অ্যালুমিনিয়াম (আল): খাদ কর্মক্ষমতা এবং পরিবাহিতা প্রয়োজনীয়তা ভারসাম্য
প্রভাবিত প্রক্রিয়া:অ্যালুমিনিয়াম সিলিকনের সাথে একটি আল-সি কঠিন দ্রবণ তৈরি করে, যা খাদের তরলতা এবং শক্তিকে উন্নত করে। যাইহোক, অ্যালুমিনিয়ামের পারমাণবিক ব্যাসার্ধ সিলিকনের থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে আলাদা, এবং কঠিন দ্রবণ জালির বিকৃতি ঘটাবে, পরিবাহিতা হ্রাস করবে। শিল্প সামঞ্জস্যের পার্থক্য:
স্বয়ংচালিত অ্যালুমিনিয়াম খাদ (যেমন, চাকার জন্য 6061 খাদ): গ্রেড 441 সিলিকন ধাতু(Al<=400ppm) নির্বাচন করা হয়েছে। আল এবং সি সিনারজিস্টিকভাবে কাস্টিং কর্মক্ষমতা অপ্টিমাইজ করে, চাকা তৈরির যোগ্যতার হার 10%-15% বৃদ্ধি করে।
বৈদ্যুতিক অ্যালুমিনিয়াম খাদ (যেমন, তার এবং তারের জন্য 1350 খাদ):নিচের গ্রেড2202 সিলিকন ধাতু(Al<=200ppm) অবশ্যই নির্বাচন করতে হবে; অন্যথায়, পরিবাহিতা 62% IACS থেকে 58% IACS-এর নিচে নেমে আসে, যা পাওয়ার ট্রান্সমিশন দক্ষতা প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে ব্যর্থ হয়।
(3) ক্যালসিয়াম (Ca): রাসায়নিক স্থিতিশীলতা এবং প্রক্রিয়া সামঞ্জস্যকে প্রভাবিত করে।
প্রভাবের প্রক্রিয়া:ক্যালসিয়াম সিলিকন ধাতুতে CaSi₂ হিসাবে বিদ্যমান, শক্তিশালী রাসায়নিক প্রতিক্রিয়া প্রদর্শন করে এবং অক্সিজেন, সালফার এবং অন্যান্য উপাদানের সাথে সহজেই বিক্রিয়া করে নিম্ন-গলানোর-বিন্দু যৌগ তৈরি করে (যেমন, CaO・SiO₂, গলনাঙ্ক 1464 ডিগ্রি)। শিল্প সামঞ্জস্যের পার্থক্য:
অর্গানোসিলিকন সংশ্লেষণ:Ca বিষয়বস্তু অবশ্যই 30 পিপিএম-এর নিচে নিয়ন্ত্রণ করতে হবে (যেমন,সিলিকন ধাতব গ্রেড 3303), অন্যথায় এটি পার্শ্ব প্রতিক্রিয়াগুলিকে অনুঘটক করবে, যার ফলে অর্গানোসিলিকন পলিমারের অসম আণবিক ওজন বিতরণ এবং প্রসার্য শক্তি 15%-20% হ্রাস পাবে।
ইস্পাত তৈরির ডিঅক্সিডেশন:উপযুক্ত পরিমাণে Ca (100-300 ppm) গলিত ইস্পাতের তরলতা উন্নত করতে পারে এবং ডিসালফারাইজেশন হার 10%-15% বৃদ্ধি করতে পারে, কিন্তু 500 ppm-এর বেশি মাত্রা CaC₂ শক্ত এবং ভঙ্গুর পর্যায় তৈরি করবে, ইস্পাতের প্রভাবের বলিষ্ঠতা হ্রাস করবে।
(৪) ট্রেস ইম্পুরিটিস (ফসফরাস, বোরন): উচ্চ-শেষ ক্ষেত্রের একটি "মারাত্মক প্রভাব"
ফসফরাস এবং বোরন ধাতব সিলিকনে "গুরুত্বপূর্ণ ট্রেস অমেধ্য" হিসাবে বিবেচিত হয়। এমনকি 1 পিপিএম এর নিচে ঘনত্বেও, তারা উল্লেখযোগ্যভাবে কর্মক্ষমতা পরিবর্তন করতে পারে:
অর্ধপরিবাহী ক্ষেত্রে:বোরন একটি P-টাইপ ডোপান্ট, এবং বোরন একটি N-টাইপ ডোপান্ট। ট্রেস অমেধ্য সিলিকন ওয়েফারের অনিয়ন্ত্রিত পরিবাহিতা সৃষ্টি করতে পারে, যা চিপের ফলন 30% এর বেশি হ্রাস করে। এগুলি অবশ্যই 0.1 পিপিএম (ইলেক্ট্রনিক-গ্রেড মেটালিক সিলিকন স্ট্যান্ডার্ড) এর নিচে নিয়ন্ত্রণ করতে হবে।
ফটোভোলটাইক ক্ষেত্রে:P এবং বোরনের ঘনত্ব 0.5 পিপিএম-এর বেশি হলে তা পুনর্মিলন কেন্দ্র তৈরি করতে পারে, ফটোজেনারেটেড ক্যারিয়ারের জীবনকাল হ্রাস করে। ফটোভোলটাইক-গ্রেডের ধাতব সিলিকন (P কম বা 0.3 পিপিএমের সমান, B 0.3 পিপিএমের চেয়ে কম বা সমান) ব্যবহার করতে হবে।
অপবিত্রতা বিষয়বস্তু নিয়ন্ত্রণ প্রক্রিয়া এবং সনাক্তকরণ পদ্ধতি
(1) মূল নিয়ন্ত্রণ প্রক্রিয়া
কাঁচামাল পরিশোধন:
উচ্চ-বিশুদ্ধতা কোয়ার্টজ বালি (SiO₂ 99.9% এর চেয়ে বেশি বা সমান) এবং কম-অশুদ্ধতা হ্রাসকারী এজেন্ট (পেট্রোলিয়াম কোক অ্যাশ 0.5% এর চেয়ে কম বা সমান) উত্স থেকে অমেধ্য প্রবর্তন কমাতে নির্বাচন করা হয়;
গন্ধ নিয়ন্ত্রণ:
একটি নিমজ্জিত আর্ক ফার্নেস পরিশোধন প্রক্রিয়া গৃহীত হয়। ইলেক্ট্রোডের অবস্থান এবং চুল্লির বায়ুমণ্ডল সামঞ্জস্য করার মাধ্যমে, স্ল্যাগের সাথে অমেধ্যগুলির প্রতিক্রিয়া এবং বিচ্ছেদ প্রচার করা হয়। Fe এবং Al অপসারণের হার 60%-70% পৌঁছতে পারে;
পোস্ট-চিকিৎসা পরিশোধন:
উচ্চ-প্রান্তের ধাতব সিলিকন (যেমন ইলেকট্রনিক গ্রেড) অ্যাসিড-ধোয়া দরকার (হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড + হাইড্রোফ্লোরিক অ্যাসিড মিশ্রণ) এবং ভ্যাকুয়াম গন্ধযুক্ত। ট্রেস অমেধ্য অপসারণের হার 99% এর চেয়ে বেশি বা সমান।
(2) প্রামাণিক সনাক্তকরণ পদ্ধতি
সাধারণ অমেধ্য (Fe, Al, Ca):
ICP-OES (Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer) ব্যবহার করা হয়, যার সনাক্তকরণ সীমা 1 ppm এবং একটি ত্রুটি 5% এর কম বা সমান;
অমেধ্য ট্রেস (P, B):
ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer) ব্যবহার করা হয়, যার সনাক্তকরণ সীমা 0.01 ppm, সেমিকন্ডাক্টর-গ্রেডের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে;
সাইটে দ্রুত সনাক্তকরণ-:
X-রে ফ্লুরোসেন্স স্পেকট্রোমেট্রি (XRF) ব্যবহার করা হয়, 10 মিনিটের মধ্যে প্রধান অশুদ্ধতা বিষয়বস্তুর স্ক্রীনিং সম্পন্ন করে, যা শিল্প উৎপাদনের গুণমান পরিদর্শনের জন্য উপযুক্ত।
বিভিন্ন শিল্পের জন্য অপবিত্রতা বিষয়বস্তু নির্বাচন নির্দেশিকা
(1) সেমিকন্ডাক্টর/ইলেক্ট্রনিক্স শিল্প
নির্বাচনের প্রয়োজনীয়তা:গ্রেড 1101 বা উচ্চতর বিশুদ্ধতা, 100ppm এর চেয়ে কম বা সমান, 100ppm এর চেয়ে Al কম বা সমান, Ca 10ppm এর চেয়ে কম বা সমান, P 0.1ppm এর চেয়ে কম বা সমান, B 0.1ppm এর চেয়ে কম বা সমান;
মূল প্রয়োজনীয়তা:জালির অখণ্ডতা এবং বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করুন, অমেধ্য দ্বারা সৃষ্ট ডিভাইসের ব্যর্থতা এড়ানো।
(2) ফটোভোলটাইক শিল্প
নির্বাচনের প্রয়োজনীয়তা:2202 বা ফোটোভোলটাইক-গ্রেড বিশেষ গ্রেড, 200ppm এর চেয়ে কম বা সমান, 200ppm এর থেকে Al কম বা সমান, 20ppm এর চেয়ে Ca বা সমান, P 0.3ppm এর চেয়ে কম বা সমান, B 0.3ppm এর চেয়ে কম বা সমান;
মূল প্রয়োজনীয়তা:ভারসাম্য রূপান্তর দক্ষতা এবং খরচ; অপরিষ্কার বিষয়বস্তু অবশ্যই সিলিকন ওয়েফার কাটা এবং ব্যাটারি উত্পাদন প্রক্রিয়ার সাথে মেলে।
(3) Organosilicon শিল্প
নির্বাচনের প্রয়োজনীয়তা:3303 বা 441 গ্রেড ব্যবহার করুন, Fe 400ppm এর চেয়ে কম বা সমান, 400ppm এর চেয়ে কম বা সমান, Ca 30ppm এর চেয়ে কম বা সমান;
মূল প্রয়োজনীয়তা:অপবিত্রতা-অনুঘটক পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া এড়িয়ে চলুন এবং অর্গানোসিলিকন পণ্যগুলির সামঞ্জস্যপূর্ণ কর্মক্ষমতা নিশ্চিত করুন।
(4) অ্যালুমিনিয়াম খাদ/ধাতুবিদ্যা শিল্প
নির্বাচনের প্রয়োজনীয়তা:ব্যবহার করুন553 গ্রেড সিলিকন ধাতু(Fe কম বা সমান 500ppm, Al<=500ppm, Ca Less or equal to 300ppm) অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় তৈরির জন্য, এবংসিলিকন 441 গ্রেডস্বয়ংচালিত অ্যালুমিনিয়াম খাদ জন্য;
