硅铁

矽鐵是含矽的铁合金,矽的重量百分比一般在15–90%,有高比例的鐵矽化物。

製備和反應
矽鐵的製備是是鐵存在時,用焦炭還原二氧化硅或沙而製備。典型鐵的來源是鐵廢料或。矽含量低於15%的矽鐵是由內層有耐火砖的高爐製成

矽含量更高的矽鐵是用電弧爐製造
|-
! 矽的质量分数(%)
| 0 || 20 || 35 || 50 || 60 || 80 || 100
|-
! 固相線溫度(°C)
| 1538 || 1200 || 1203 || 1212 || 1207 || 1207 || 1414
|-
! 液相線溫度(°C)
| 1538 || 1212 || 1410 || 1220 || 1230 || 1360 || 1414
|-
! 密度(g/cm3)
| 7.87 || 6.76 || 5.65 || 5.1 || 4.27 || 3.44 || 2.33
|}

用途
硅铁可以提供矽元素,還原金屬的氧化物,製成以及其他鐵合金,也可以避免碳從熔化的鋼裡流失。、、硅化钙等材料也可以用在這樣的應用上。硅铁可以用來製造其他的鐵合金。硅铁也可以用來生產矽、耐蝕、耐高溫的鐵矽合金、电动机和變壓器磁芯中使用的电工钢。在电工钢裡,硅铁的比例約是3–3.5%。

在製造铸铁時,可以加入矽鐵以加速。電弧焊裡也會用矽鐵作電極的塗層。

硅铁是製造鎂矽鐵(MgFeSi)之類合金(prealloy)的基礎,鎂矽鐵可以用來製造。鎂矽鐵含有3–42%的镁,少量的稀土元素。若要控制鑄鐵中的矽含量,也可以加入鎂矽鐵。

鎂矽鐵有助於延性鐵中石墨球的形成,讓延性鐵有柔韌性。和灰鑄鐵裡的片狀石墨不同,延性鐵中的石墨成球狀,因此不容易破裂。

硅铁也用在由白云石提取鎂的皮江法中。

高含矽的硅铁和氯化氢反應,是工業合成三氯硅烷的基礎。
製氫
此種製氫法在第一次世界大战起就已經使用。之前使用的製氫和氫純化方式是用蒸汽通過熱鐵上,該製程很難控制。製氫的化學反應用氢氧化钠(NaOH)、矽鐵和水。在此製程中,會用很重鐵制的压力容器,裡面有氫氧化鈉和矽鐵,關閉後再加入控制份量的水,氫氧化鈉溶解後會讓混合物加熱到約,開始反應,會產生硅酸鈉、氫氣和蒸氣。一般認為整體反應如下。

有一份報告指出,美軍在二十世紀初就已使用此一方式製氫,但約一百年後才有較深入的研究。

腳註
參考資料
延伸閱讀
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