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  • 完整的硅产业链来了!一文在手,心中不愁
  • 发布时间: 2019-06-28 点击次数:277 
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    硅是重要的石化替代材料、能源材料和电子材料。硅的地壳丰度为27%,仅次于氧(46%),大约是碳的1000倍,资源极其丰富,开发潜力巨大。长期以来,硅材料的开发利用都是工业界和全社会关注的焦点。硅是如何从最初的形态转化成不同类型的下游产品,以下一张图来进行说明。


    金属硅

    金属硅又称工业硅或结晶硅,通常是在电炉中由碳还原二氧化硅而制得。其主要用途是作为非铁基合金的添加剂和生产半导体硅、有机硅的起始原料。国内主要的金属硅企业如合盛硅业、湖北三新硅业、四子王旗佳辉硅业、云南永昌硅业、天富硅业、晶鑫硅业等。由于金属硅生产需要消耗大量的能源,能源成本占总成本的50%以上。因此,中国金属硅企业在水电资源丰富的西南地区,或低价电力资源的西北和东北地区分布较为集中。



    高纯石英

    石英玻璃为单一氧化物二氧化硅构成的玻璃,二氧化硅中Si-O键坚固、共价键和离子键大约各占一半,是一种典型的网络形成氧化物。石英玻璃具有优越的物理、化学性能:纯度高、机械强度高、化学稳定性好、光谱透过宽、抗热冲击、耐高温变形、耐射线辐照和电绝缘等。我国石英玻璃行业集中度较低,有一定规模的主要分布在华北(北京、廊坊)、华东(上海、江苏、浙江)、东北(辽宁)、华中(湖北)等地,并以民营企业为主。主要企业有中国建筑材料科学研究总院、北京金格兰石英玻璃有限公司,久智光电材料科技有限公司等。



    多(单)晶硅

    多晶硅是单质硅的一种形态,在电子工业中用于制造半导体收音机、录音机、彩电、录像机、电子计算机等的基础材料。在新能源行业,多晶硅是生产太阳能电池的重要原料,一般的纯度在6-9N。中国是全球最大的多晶硅生产国,主要的企业有江苏中能硅业发展有限公司、江西赛维LDK、特变电工新疆新能源股份有限公司等等。


    单晶硅是指硅的单晶体,是高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质,是一种良好的半导材料。一般纯度要求在9-12N。用于制造半导体器件、太阳能电池等。



    硅微粉

    硅微粉是二氧化硅的一种无定型(非结晶)多晶形物。一般来讲,每生产1吨金属硅可副产0.3-0.5吨硅微粉。硅微粉有时会与气相白炭黑混淆。硅微粉平均粒径150纳米,比水泥颗粒小100倍,比表面积为15~30平方米/克,而气相白炭黑的原生颗粒粒径只有约5~7纳米,比表面积则高达150~300平方米/克。硅微粉主要应用领域是作为高性能混凝土的增强填料,特别是提高其综合强度、粘结强度和耐磨性。添加硅微粉后还能降低氯离子对混凝土的渗透性,防止混凝土中的钢筋被腐蚀。此外,硅微粉也大量的应用于陶瓷和耐火材料等领域。



    硅溶胶

    硅溶胶为纳米级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液。由于硅溶胶中的SiO2含有大量的水及羟基,故硅溶胶也可以表述为SiO2.nH2O。可用作各种耐火材料粘结剂,涂料工业,能薄壳精密铸造、催化剂制造及催化剂载体、玻璃纸防粘剂、照相用纸前处理剂、水泥袋防滑剂、显像管分散剂、地板蜡抗滑等等。



    单硅烷

    单硅烷是一种无色气体,别名四氢化硅、甲硅烷,该气体与空气接触可发生自燃并释放很浓的白色无定型的二氧化硅烟雾。单硅烷按纯度可分为工业级和电子级,电子级主要应用于集成电路、平面电视、太阳能电池等行业;工业级的主要用途是作为氯单硅烷类及烷基氯单硅烷类的骨架结构、成为多晶硅、氧化硅、氮化硅等的原料。


    硅树脂

    硅树脂是具有高度交联网状结构的聚有机硅氧烷,兼具有机树脂及无机材料的双重特性,具有独特的物理化学性能。有机硅树脂主要作为绝缘漆(包括清漆、瓷漆、色漆、浸渍漆等)浸渍H级电机及变压器线圈,以及用来浸渍玻璃布、玻布丝及石棉布后制成电机套管、电器绝缘绕组等。此外,硅树脂还可用作耐热、耐候的防腐涂料,金属保护涂料,建筑工程防水防潮涂料,脱模剂,粘合剂以及二次加工成有机硅塑料,用于电子、电气和国防工业上,作为半导体封装材料和电子、电硅树脂按其主要用途和交联方式大致可分为有机硅绝缘漆、有机硅涂料、有机硅塑料和有机硅粘合剂等几大类。硅树脂加工添加剂具有独特的灵活性及兼容性,已成为纸浆、生活用纸生产的关键成分。



    硅橡胶

    硅橡胶是一种由氧和硅交联成的聚合物制成的独特的合成弹性体。它完美地平衡了机械性质和化学性质,因而能满足今天许多苛刻的应用场合要求。硅橡胶是有机硅产品中产量最大、应用最为广泛的一大类产品。根据硫化机理,硅橡胶可分成高温硫化硅橡胶(HTV);室温硫化硅橡胶(RTV)和加成型液体硅橡胶(LSR)。

    高温硅橡胶,别名混炼硅橡胶、固体硅橡胶。是硅橡胶中发展最为成熟的产品之一,因其具有良好的耐高低温、耐候、憎水、抗电弧、电气绝缘性、生理惰性等特点,在国防工业、医疗卫生、工农业生产及人们的日常生活中得到广泛应用。


    中国高温硅橡胶的发展已经较为成熟,2016年产能已达到53.9万吨/年,产量达44万吨。液体硅橡胶即加成型双组份液体硅橡胶(LSR)是近年来发展较快、技术含量大、附加值较高的一类品种,2016年我国LSR产能达5.91万吨,产量约为3.5万吨,主要应用于孕婴用品、医疗保健、电子领域。目前国内主要的高温硅橡胶企业有新安化工、东爵、浙江富士特等。而液体硅橡胶企业有广东聚合、新安化工等。

    室温硫化硅橡胶一般分子量较低(3万~6万)。室温硫化硅橡胶在分子链的两端(有时中间也有)各带有一个或两个官能团,在一定条件下(空气中的水分或适当的催化剂),这些官能团可发生反应,从而形成高分子量的交联结构。主要生产企业有广东白云、成都硅宝、广州新展、杭州之江、郑州中原等。



    硅油/乳液

    硅油是一类以Si-O-Si为主链、侧链带有有机基团的线型有机硅聚合物。广泛应用于纺织、日化、机械加工、化工、电子电气、医疗卫生等行业。通常硅油在室温下保持液体状态。随着分子量增大,粘度也增高,因此粘度是硅油的一个重要物性指标。目前,常见的商品硅油有甲基硅油、乙烯基硅油、苯基硅油、甲基苯基硅油、甲基含氢硅油、聚醚改性硅油等。通常称可作为产品直接使用的硅油为一次制品,而以硅油为原料或助剂,加入增稠剂、表面活性剂、溶剂、填料及各种性能改进剂等,经过特定工艺配制成的复合物、乳液、溶液等制品,称为硅油二次加工品。国内生产硅油的公司主要有蓝星新材、新安化工、天赐、标美、宜昌科林等企业,生产乳液的企业主要有传化股份和德美化工。



    功能性硅烷

    功能性硅烷与硅橡胶、硅油及硅树脂并称为有机硅材料四大门类;从结构上来说,通常将主链为-Si-O-C-结构的有机硅小分子统称为功能性硅烷,而将主链为-Si-O-Si-结构的小分子中间体和聚合物大分子一般称之为硅氧烷,即硅橡胶、硅油及硅树脂产品;从功能上来看,功能性硅烷多为杂交结构,多数产品在同一个分子中同时含极性与非极性两类官能团,可以作为无机材料和有机材料的界面桥梁或者直接参与有机聚合材料的交联反应,从而大幅提高材料性能。中国已经成为世界最大的功能性硅烷生产、出口与消费国,2016年有效总产能约为35.1万吨/年,产量约为19.9万吨,消费量为13.8万吨。主要生产企业有湖北新蓝天、荆州江汉、江西宏柏、南京曙光等。


    气相白炭黑

    广泛用于各行业,主要用作橡胶补强剂,塑料充填剂,油墨增稠剂,金属软性磨光剂,绝缘绝热填充剂,脱色剂,消光剂,高级日用化妆品填料及喷涂材料、医药、环保等各种领域,并为相关工业领域的发展提供了新材料基础和技术保证。由于它在磁性、催化性、光吸收、热阻和熔点等方面与常规材料相比显示出特异功能,因而得到人们的极大重视。2016年中国气相白炭黑产能为12.58万吨,产量达7.06万吨,主要国内企业有富士特、新安、东岳等,其中富士特用四氯化硅烧制的气相白炭黑品质在国内独领风骚,已经向国外品牌卡博特、瓦克看齐。


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