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金属结晶，是指由晶核核心形成和晶核长大两个基本过程组成的，即金属是从自液态冷却转变为固态的过程，是原子从不规则排列的状态过渡到原子规则排列的晶体状态的过程。

物质由液态→固态的过程称为凝固,由于液态金属凝固后一般都为晶体,所以液态金属→固态金属的过程也称为结晶。由金工实家知道绝大多数金属材料都是经过冶炼后浇铸成形，即它的原始组织为铸态组织。了解金属结晶过程，对于了解铸件组织的形成，以及对它锻造性能和零件的终使用性能的影响，都是非常必要的。而且掌握纯金属的结晶规律，对于理解合金的结晶过程和其固态相变也有很大的帮助。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。

金属硅生产采用碳热法，即用硅石、碳质还原剂在矿热炉内进行冶炼的方法。这样制得的硅纯度为97%～98%，这样的硅一般可以用在冶金用途。如果要得到更高品级的硅，则需再将其精炼除去杂质，得到纯度为99.7%～99.8%的金属硅。

目前，中国生产金属硅的碳热法的生产工艺路线：普遍采用的是以硅石为原料，石油焦、木炭、木片、低灰煤等为还原剂，在矿热电炉中高温熔炼，从硅石中还原出金属硅，其为无渣埋弧高温熔炼过程。

硅单质本身不是金属，属于非金属。平时说的金属硅，是由石英和焦炭在电热炉内冶炼成的产品，主成分硅元素的含量在98%左右（近年来，含Si量99.99%的也包含在金属硅内），其余杂质为铁、铝、钙等。

金属硅的性质与锗、铅、锡相近，所以叫做金属硅。1、硅元素硅，原子序数14，原子量28.0855， 硅有晶态和无定形两种形式。晶态硅具有金刚石晶格，硬而脆，熔点1410°C，沸点2355°C，密度2.32～2.34克/厘米³，硬度为7。无定形硅是一种灰黑色粉末，实际是微晶体。冶炼高硅锰硅合金使用的原料为：富锰渣、硅石、焦炭、木炭、石灰。晶态硅的电导率不及金属，且随温度升高而增加，具有明显的半导体性质。

硅在常温下不活泼，与空气、水和酸等没有明显作用；在加热下，能与卤素反应生成四卤化硅；650°C，时硅开始与氧完全反应；硅单质在高温下还能与碳、氮、硫等非金属单质反应；中国工业硅出口价格一直偏低，特别是20世纪90年代以来，由于欧盟和美国以及后来的澳大利亚等对中国出口工业硅长期征收高额反倾销税，再加上中国国内低水平重复建设和竟相降价的无序竞争，使中国出口的工业硅价格一直严重偏低。硅可间接生成一系列硅的氢化物；硅还能与钙、镁、铁等化合，生成金属硅化物。

超纯的单晶硅可作半导体材料。粗的单晶硅及其金属互化物组成的合金，常被用来增强铝、镁、铜等金属的强度。

属硅冶炼属于高耗能生产，我国的金属硅生产已由来已久，随着国家能源政策的收紧和节能减排的开展，以及对新能源的提倡，金属硅冶炼已经成为初级的产品和工艺，化学用硅生产原料在化学用硅生产上，原料是实现良好作业的先决条件。用石英的岩石作生产化学金属硅的原料，低灰分的含碳材料作还原剂。电炉法生产化学用硅的原料主要有硅石和碳素原料。碳素原料又以石油焦为主，有的煤或木炭，也可以掺用一部分，以增加炉料比电阻。硅石适宜粒度受硅石种类、电炉、容量、操作状况以及还原剂的种类和粒度等多种因素影响，要根据具体的冶炼条件来决定。对原料要求具有必要的纯度，有良好的反应能力，以便达到产品的规格;还原剂具有不同的反应能力，以便能与石英石发生充分反应;炉料具有不同的成分，并且既有不同的粒度，以便通过适当的配合，使炉料电炉发生良好的影响。