วิธีทดสอบความบริสุทธิ์ของโลหะซิลิกอน?

เฮ้ ฉันเป็นซัพพลายเออร์ของโลหะซิลิกอนและฉันมักจะถูกถามเกี่ยวกับวิธีทดสอบความบริสุทธิ์ของโลหะซิลิคอน มันเป็นคำถามที่สำคัญเนื่องจากความบริสุทธิ์ของโลหะซิลิกอนสามารถส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญในการใช้งานในการใช้งานต่างๆ ดังนั้นในโพสต์บล็อกนี้ฉันจะแบ่งปันวิธีการทั่วไปบางอย่างสำหรับการทดสอบความบริสุทธิ์ของโลหะซิลิกอน

เหตุใดการทดสอบความบริสุทธิ์จึงมีความสำคัญ

ก่อนที่เราจะดำน้ำในวิธีการทดสอบเรามาพูดถึงสาเหตุที่การทดสอบความบริสุทธิ์มีความสำคัญมาก โลหะซิลิคอนใช้ในอุตสาหกรรมที่หลากหลายรวมถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โลหะวิทยาและการผลิตสารเคมี ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์เช่นซิลิคอนที่มีความบริสุทธิ์สูงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสร้างเซมิคอนดักเตอร์ แม้แต่สิ่งเจือปนเล็ก ๆ ก็สามารถขัดขวางคุณสมบัติทางไฟฟ้าของเซมิคอนดักเตอร์ซึ่งนำไปสู่การทำงานผิดปกติ ในโลหะวิทยาความบริสุทธิ์ของโลหะซิลิกอนสามารถส่งผลกระทบต่อคุณภาพและคุณสมบัติของโลหะผสมที่ใช้ทำ ดังนั้นการรับรองความบริสุทธิ์ของโลหะซิลิกอนจึงเป็นกุญแจสำคัญในการส่งมอบผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพสูง

การตรวจสอบภาพ

วิธีแรกและง่ายที่สุดในการทดสอบความบริสุทธิ์ของโลหะซิลิคอนคือการตรวจสอบด้วยสายตา มันอาจฟังดูพื้นฐาน แต่มันสามารถให้เบาะแสเริ่มต้นได้บ้าง โลหะซิลิคอนที่มีความบริสุทธิ์สูงมักจะมีความมันวาวและเป็นโลหะ เมื่อคุณดูมันควรมีรูปลักษณ์ที่เหมือนกัน การเปลี่ยนสีจุดหรือการรวมใด ๆ อาจบ่งบอกถึงการมีอยู่ของสิ่งสกปรก

ตัวอย่างเช่นหากคุณเห็นจุดด่างดำบนพื้นผิวของก้อนโลหะซิลิกอนอาจเป็นเพราะการปรากฏตัวของโลหะออกไซด์หรือสารปนเปื้อนอื่น ๆ อย่างไรก็ตามการตรวจสอบด้วยภาพมีข้อ จำกัด มันไม่สามารถบอกองค์ประกอบที่แน่นอนของสิ่งสกปรกหรือสมาธิได้ เป็นการตรวจสอบเบื้องต้นมากกว่า

การวิเคราะห์ทางเคมี

การวิเคราะห์ Gravimetric

การวิเคราะห์ Gravimetric เป็นวิธีคลาสสิกในการกำหนดความบริสุทธิ์ของโลหะซิลิกอน ในวิธีนี้ตัวอย่างของโลหะซิลิกอนจะละลายในกรดที่เหมาะสมโดยปกติแล้วกรดไฮโดรฟลูออริก (HF) และกรดไนตริก (HNO₃) ซิลิคอนในตัวอย่างทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อสร้างซิลิคอน tetrafluoride (SIF₄) ซึ่งจะถูกลบออกโดยการระเหย

สารตกค้างที่เหลือมีสิ่งสกปรก โดยการชั่งน้ำหนักสารตกค้างคุณสามารถคำนวณเปอร์เซ็นต์ของสิ่งสกปรกในตัวอย่าง ตัวอย่างเช่นหากคุณเริ่มต้นด้วยตัวอย่างโลหะซิลิกอน 10 กรัมและจบลงด้วย 0.1 กรัมของสารตกค้างเนื้อหาที่ไม่บริสุทธิ์คือ 1% วิธีนี้ค่อนข้างแม่นยำ แต่ถึงเวลาแล้ว - การบริโภคและต้องใช้การจัดการกรดกัดกร่อนอย่างระมัดระวัง

การไตเตรท

การไตเตรทเป็นวิธีการวิเคราะห์ทางเคมีอีกวิธีหนึ่ง มันเกี่ยวข้องกับการเพิ่มรีเอเจนต์ของความเข้มข้นที่รู้จักในตัวอย่างโลหะซิลิกอนจนกว่าปฏิกิริยาทางเคมีจะเสร็จสมบูรณ์ จุดที่ปฏิกิริยาเสร็จสมบูรณ์เรียกว่าจุดสิ้นสุดซึ่งสามารถตรวจพบได้โดยใช้ตัวบ่งชี้

ตัวอย่างเช่นในการกำหนดปริมาณของสิ่งเจือปนโลหะโดยเฉพาะในโลหะซิลิกอนคุณสามารถใช้ titrant ที่ทำปฏิกิริยาโดยเฉพาะกับโลหะนั้น โดยการวัดปริมาตรของ titrant ที่ใช้คุณสามารถคำนวณความเข้มข้นของสิ่งเจือปน การไตเตรทค่อนข้างรวดเร็วและสามารถใช้ในการวิเคราะห์หลายตัวอย่างในครั้งเดียว อย่างไรก็ตามมันต้องมีความเข้าใจที่ดีเกี่ยวกับเคมีและเทคนิคการวัดที่แม่นยำ

การวิเคราะห์สเปกโทรสโกปี

X - เรย์เรืองแสง (XRF)

XRF เป็นวิธีที่ไม่ทำลายสำหรับการวิเคราะห์องค์ประกอบองค์ประกอบของโลหะซิลิกอน ในวิธีนี้ตัวอย่างจะถูกทิ้งระเบิดด้วยรังสี x - อะตอมในตัวอย่างดูดซับรังสี X - จากนั้นปล่อยรังสี X - รังสีของตัวเอง โดยการวิเคราะห์พลังงานและความเข้มของรังสี X - ที่ปล่อยออกมาเหล่านี้คุณสามารถระบุองค์ประกอบที่มีอยู่ในตัวอย่างและความเข้มข้นของพวกเขา

XRF เร็วและสามารถวิเคราะห์องค์ประกอบที่หลากหลายพร้อมกัน นอกจากนี้ยังเหมาะสำหรับการวิเคราะห์ตัวอย่างขนาดใหญ่โดยไม่ทำลายพวกเขา ตัวอย่างเช่นคุณสามารถใช้ XRF เพื่อวิเคราะห์ผงโลหะซิลิกอนโดยตรงโดยไม่ต้องละลาย อย่างไรก็ตาม XRF มีข้อ จำกัด บางประการ มันอาจไม่สามารถตรวจจับสิ่งสกปรกในระดับที่ต่ำมากได้อย่างถูกต้องและไม่สามารถแยกแยะระหว่างสถานะออกซิเดชันที่แตกต่างกันขององค์ประกอบเดียวกัน

พลาสมาคู่แบบเหนี่ยวนำ - สเปกโตรเมตรีมวล (ICP - MS)

ICP - MS เป็นวิธีที่มีความอ่อนไหวสูงสำหรับการวิเคราะห์ความบริสุทธิ์ของโลหะซิลิคอน ในวิธีนี้ตัวอย่างจะถูกระเหยเป็นไอเป็นครั้งแรกและแตกเป็นไอออนในพลาสมาคู่แบบเหนี่ยวนำ ไอออนจะถูกแยกออกจากอัตราส่วนมวล - ต่อ - ประจุโดยใช้เครื่องสเปกโตรมิเตอร์มวล

ICP - MS สามารถตรวจจับองค์ประกอบที่หลากหลายที่ระดับความเข้มข้นต่ำมากลงไปเป็นชิ้นส่วนต่อพันล้าน (PPB) มันแม่นยำมากและสามารถให้ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับองค์ประกอบองค์ประกอบของตัวอย่าง อย่างไรก็ตามมันเป็นวิธีที่มีราคาแพงและต้องใช้อุปกรณ์พิเศษและผู้ให้บริการที่ผ่านการฝึกอบรม

การทดสอบคุณสมบัติทางกายภาพ

การวัดความหนาแน่น

ความหนาแน่นของโลหะซิลิกอนสามารถเป็นตัวบ่งชี้ความบริสุทธิ์ของมัน โลหะซิลิคอนที่มีความบริสุทธิ์สูงมีความหนาแน่นที่กำหนดไว้อย่างดี หากความหนาแน่นของตัวอย่างเบี่ยงเบนจากค่าที่คาดหวังอาจเป็นเพราะการปรากฏตัวของสิ่งสกปรก

ตัวอย่างเช่นหากสิ่งเจือปนมีความหนาแน่นแตกต่างจากซิลิกอนความหนาแน่นโดยรวมของตัวอย่างจะเปลี่ยนไป คุณสามารถวัดความหนาแน่นของโลหะซิลิกอนโดยใช้เครื่องวัด pycnometer หรือเครื่องวัดความหนาแน่น อย่างไรก็ตามการวัดความหนาแน่นเพียงอย่างเดียวนั้นไม่เพียงพอที่จะกำหนดความบริสุทธิ์ได้อย่างถูกต้อง มันเป็นวิธีการเสริมมากกว่า

การนำไฟฟ้า

ซิลิคอนเป็นเซมิคอนดักเตอร์และการนำไฟฟ้าได้รับผลกระทบจากความบริสุทธิ์ ซิลิคอนที่มีความบริสุทธิ์สูงมีค่าไฟฟ้าค่อนข้างต่ำและดี การปรากฏตัวของสิ่งสกปรกสามารถเพิ่มหรือลดการนำไฟฟ้าขึ้นอยู่กับประเภทของสิ่งเจือปน

ตัวอย่างเช่นหากมีการเจือจางโลหะในโลหะซิลิคอนมันสามารถเพิ่มค่าไฟฟ้า ด้วยการวัดค่าไฟฟ้าของตัวอย่างคุณสามารถเข้าใจความบริสุทธิ์ได้ อย่างไรก็ตามวิธีนี้เหมาะสำหรับการตรวจจับสิ่งสกปรกในระดับที่ค่อนข้างสูงและได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่าง ๆ เช่นอุณหภูมิและเรขาคณิตตัวอย่าง

บทสรุป

การทดสอบความบริสุทธิ์ของโลหะซิลิกอนเป็นกระบวนการหลายขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับการรวมกันของวิธีการ การตรวจสอบด้วยสายตาสามารถให้เบาะแสเริ่มต้นในขณะที่วิธีการวิเคราะห์ทางเคมีเช่นการวิเคราะห์ gravimetric และการไตเตรทสามารถให้ความเข้มข้นของสิ่งเจือปนที่แม่นยำ วิธีการทางสเปกโทรสโกปีเช่น XRF และ ICP - MS นั้นยอดเยี่ยมสำหรับการระบุและหาปริมาณองค์ประกอบที่หลากหลาย วิธีการทดสอบคุณสมบัติทางกายภาพเช่นความหนาแน่นและการวัดค่าไฟฟ้าสามารถใช้เป็นการตรวจสอบเพิ่มเติม

ในฐานะซัพพลายเออร์โลหะซิลิกอนฉันเข้าใจถึงความสำคัญของการจัดหาผลิตภัณฑ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง นั่นเป็นเหตุผลที่เราใช้วิธีการเหล่านี้เพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพของเราก้อนโลหะซิลิกอน-ผงโลหะซิลิกอน, และโลหะซิลิกอนคาร์ไบด์-

หากคุณอยู่ในตลาดสำหรับโลหะซิลิคอนคุณภาพสูงและต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ของเราหรือหารือเกี่ยวกับข้อกำหนดเฉพาะของคุณอย่าลังเลที่จะเข้าถึง เราอยู่ที่นี่เพื่อช่วยคุณค้นหาโซลูชันโลหะซิลิกอนที่เหมาะสมสำหรับความต้องการของคุณ

การอ้างอิง

• Harris, DC (2015) การวิเคราะห์สารเคมีเชิงปริมาณ WH Freeman และ บริษัท
• Skoog, DA, West, DM, Holler, FJ, & Crouch, SR (2014) พื้นฐานของเคมีวิเคราะห์ การเรียนรู้ Cengage
• Marcus, P. (2008) คู่มือ X - Ray Photoelectron Spectroscopy Electronics, Inc.