خواص فیزیکی فروسیلیس

فروسیلیس (FeSi) - یک آلیاژ سیلیکون آهن- با مشخصات فیزیکی متمایز است که به محتوای سیلیکون (معمولاً 90-45 درصد Si) بستگی دارد. خواص فیزیکی اصلی زیر است:

1. ظاهر

رنگ: از نقره ای-خاکستری تا تیره-خاکستری، بسته به محتوای سیلیکون و اکسیداسیون سطح.

فرم: معمولا به صورت عرضه می شودقطعات(10-100 میلی متر)،گرانول(1-10 میلی متر) یاپودر(<1 мм).

بافت: سخت، شکننده و غیر رسانا. هنگامی که از بین می رود، به صورت مخروطی می ترکد (مانند یک پوسته).

2. تراکم

محدوده: 3.5-5.2 g/cm³، با افزایش محتوای سیلیکون کاهش می یابد:

FeSi75 (~75% Si): ~3.5 گرم بر سانتی متر مکعب

FeSi45 (~45% Si): ~5.0 گرم بر سانتی متر مکعب

3. نقطه ذوب

محدوده عمومی: 1200-1400 درجه (2192-2552 درجه فارنهایت).
محتوای سیلیکون بالاتر نقطه ذوب را کاهش می دهد:

FeSi75: ~ 1200 درجه

FeSi45: ~ 1400 درجه

4. سختی

سختی Mohs: ~6-7 (شبیه به کوارتز).

شکنندگی: به دلیل -محتوای سیلیکون بالا، بسیار شکننده است. برای پردازش مکانیکی نامناسب

5. هدایت الکتریکی

هادی بد: هدایت الکتریکی با افزایش محتوای سیلیکون کاهش می یابد.

سیلیکون - نیمه هادی و آهن - هادی است. دوپینگ هدایت کلی را کاهش می دهد.

مقاومت: ~50-100 µOhm-cm (بالاتر از آهن خالص).

6. هدایت حرارتی

متوسط: ~30-50 W/(m-K) در دمای اتاق، کمتر از آهن خالص.

7. خواص مغناطیسی

فرومغناطیسی: به دلیل داشتن آهن خاصیت مغناطیسی ضعیف را حفظ می کند، اما سیلیکون نفوذپذیری مغناطیسی را کاهش می دهد.

برنامه: در هسته های مغناطیسی استفاده نمی شود (برخلاف آهن خالص یا فولاد سیلیکونی).

8. انبساط حرارتی

ضریب: ~11-14 ×10-6/K (شبیه به چدن).

9. واکنش پذیری با آب

پاسخ آهسته: در طول زمان با رطوبت/بخار آب واکنش می دهد و گاز هیدروژن (H2) آزاد می کند:
FeSi+2H2O→SiO2+Fe(OH)2+H2↑

نکته ایمنی: برای جلوگیری از تجمع هیدروژن (خطر انفجار) ذخیره سازی خشک مورد نیاز است.

10. حلالیت

نامحلول: در آب یا حلال های آلی.

مقاومت در برابر اسید: با اسیدهای قوی (مانند HCl، H2SO4) واکنش می دهد و هیدروژن آزاد می کند.