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從明朝開始第二次工業(yè)革命

第九十二章 硅

  “使用這種加熱方式,首先需要選取電熱絲,鐵鉻鋁合金、鎳鉻電熱合金……”

  ……

  根據實際情況,朱棣又查了很多資料,結果讓朱棣有些失望。

  想使用電熱絲,首先就是需要各種合金,這種東西目前朱棣是不用想的。而且加熱溫度也不高,很多種合金的最高溫度才一千二百度左右,而且想要達到這么高的溫度,還需要一些特定的氣體氛圍下工作,防止氧化。

  不考慮其他,但是這點溫度,對于朱棣的需求來說,還是有些不夠。

  除了電熱絲加熱,還有一些加熱管也可以達到加熱的目的,像什么硅鉬棒,在氧化氣氛下,元件最高使用溫度都能達到1800℃,這就很合適了。

  這種元件在后世的工業(yè)高溫爐的加熱上使用非常廣泛。

  看著這種元件,朱棣頓時就覺得很香,打開平板,仔細查看了一下怎么加工,自己有沒有可能制造出來。

  “硅鉬棒是一種以二硅化鉬為基礎制成的電阻發(fā)熱元件,……

  其在氧化氣氛下高溫使用,表面?;梢粚庸饬林旅艿氖ⅲ⊿iO2)玻璃膜,能保護硅鉬棒不再氧化,因此硅鉬棒元件具有獨特的高溫抗氧化性……”

  看到二硅化鉬,朱棣頓時就覺得有點懸。再抱著萬一的想法,仔細查了一下二硅化鉬這種化合物。

  “二硅化鉬于1906年發(fā)現,硅和鉬在不同條件下形成,是一種道爾頓型金屬間化合物,其晶體結構中的原子結合呈現金屬鍵和共價鍵共存的特征,具有優(yōu)良的高溫本質特征。

  ……

  在1907年,二硅化鉬就用作金屬的高溫防腐涂層材料,20世紀50年代出現了二硅化鉬電熱元件。

  ……

  制備原理:Mo+2Si→MoSi2

  二種元素直接反應可制得MoSi2。”

  看著到這里,朱棣的心就涼了大半截,硅單質和鉬單質,朱棣目前還沒有這個能力得到。

  不過,懷著好奇的想法,朱棣也想看看這兩種單質是如何工業(yè)生產的,自己短期內有沒有可能做到。

  朱棣知道,想要得到高純度的硅單質,非常的難,但是純度要求不高呢,不知道難度大不大。

  而且隨著發(fā)展,特別是電力方面,就永遠離不開硅這種半導體,這是無法避免的。不說什么芯片這種和自己目前沒什么關系的東西,就是之前朱棣查到的IGBT這些電路零件,也大多數需要硅,在實際一點,就是最基礎的電路組成的核心二極管、三極管這些東西也是一樣,都繞不過硅。

  就算現在還沒有辦法或者暫時用不上,朱棣也會想辦法盡早做出來。

  打開平板,朱棣搜索了一下單質硅的制備??粗鰜淼慕Y果,朱棣心中一喜,

  “工業(yè)上,通常是在電爐中由高純度碳還原二氧化硅(常見于石英或沙子)而制得:

  SiO2 + 2C -> Si + 2CO

  為減少副產物碳化硅的產生,需要加入過量的二氧化硅:

  SiO2 + 2SiC -> 3Si + 2CO

  這樣制得的硅純度為97~98%,叫做粗硅……

  實驗室制備為,2Mg + SiO2 > Si + 2MgO ”

  看見這么簡單,朱棣頓時覺得我上我也行啊。

  難道自己的半導體夢能實現了?

  不說那些高大上的東西,只要自己能制造點二極管、三極管也好,那樣就能解決很多目前無解的問題,甚至還能點出遠距離通信等等一系列的科技樹……

  下意識抹了抹并不存在的口水,朱棣繼續(xù)向下看。

  “……電子級多晶硅純度要求99.99999……%,也就是11個9?!?p>  看到這里,朱棣就不報任何希望了。看來二極管這種東西,還真是和自己沒有什么緣分,看來想直接起飛是不行了,還是得慢慢種田。

  不過查了這么多資料,朱棣也不是白白做的無用功,在這期間讓朱棣看到了一個目前最需要的東西,電弧爐。

  按照朱棣那并不專業(yè)的二吊子的水平,以為電熱爐這方面就只有之前的感應加熱和電熱絲直接加熱,但是這兩種方法,目前都不具備實現的基礎。

  正當朱棣準備放棄的時候,朱棣在查資料的過程中,突然看到了粗硅的工業(yè)制造,它的制備的設備就是電弧爐。

  仔細查了一下電弧爐的原理。

  “電弧爐(electric arc furnace,簡稱EAF)是一種透由電弧放電來傳遞熱能給材料的加熱爐……”

  看了一下,朱棣恍然大悟,這不就是電焊的原理嗎?

  朱棣繼續(xù)往后看,

  “工業(yè)用電弧爐處理量小至鑄造廠造鑄鐵產品用的1噸,大至煉鋼廠次級制鋼(常配合通氣盛鋼桶精煉)用的400噸,可達1,800 °C……

  研究實驗室或牙醫(yī)使用的電弧爐通常只有數十克的處理量。溫度則可升至高達3,000 °C……”

  ……

  看到這里,朱棣就知道,這就是自己要找到的東西了。

  溫度高,規(guī)模小,非常適合朱棣目前的各種使用,無論是用來熔化金屬澆筑模具也好,還是拿來做合金實驗……都能滿足自己的需求。

  而且最重要的是結構較為簡單,朱棣看了一下,1850年左右,就有人使用這種技術了,這就說明自己有實現的基礎,門檻低。不像之前找的那些,還需要什么半導體或者特殊的合金等等……

  朱棣在查電弧爐的資料的同時,也看到自己最關心的一點,自己以前就在考慮,用小的電爐,那就是用來小批量生產合金是否可行?

  這次朱棣看到了實際的案例。

  因為起初這些電煉就用于生產特殊用途的鋼種,如工具鋼、彈簧鋼等。

  

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