{"id":30058,"date":"2023-07-31T15:41:22","date_gmt":"2023-07-31T20:41:22","guid":{"rendered":"https:\/\/www.mpechicago.com\/moagem-de-silicio-de-alta-pureza\/"},"modified":"2025-05-13T20:54:55","modified_gmt":"2025-05-14T01:54:55","slug":"moagem-de-silicio-de-alta-pureza","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.mpechicago.com\/pt-br\/moagem-de-silicio-de-alta-pureza\/","title":{"rendered":"Moagem de sil\u00edcio de alta pureza"},"content":{"rendered":"\n

Neste estudo de caso, exploramos o uso do equipamento de redu\u00e7\u00e3o de tamanho de part\u00edcula de precis\u00e3o da MPE para moer gr\u00e2nulos de sil\u00edcio em sementes para Reatores de Leito Fluidizado (FBRs). Este processo \u00e9 fundamental para produzir um sil\u00edcio extremamente puro com uma fra\u00e7\u00e3o da energia quando comparado a outros m\u00e9todos de refino. <\/h3>\n\n\n\n
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Um Gran-U-Lizer IMD 79 <\/a>projetado especificamente para uso na redu\u00e7\u00e3o do tamanho de part\u00edculas de sil\u00edcio.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Um Gran-U-Lizer projetado pela MPE com rolos cer\u00e2micos especiais e superf\u00edcies de contato com produtos n\u00e3o ferrosos usados para o processo de redu\u00e7\u00e3o de tamanho do sil\u00edcio se destaca em seu uso por dois motivos:<\/p>\n\n\n\n

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  1. Ele dimensiona os gr\u00e2nulos de sil\u00edcio em distribui\u00e7\u00f5es estreitas <\/strong>de tamanho de part\u00edcula (com uma faixa de 200-450 \u03bcm) ideal para sementes de sil\u00edcio; esta \u00e9 uma das vari\u00e1veis importantes para manter o processo cont\u00ednuo de FBR.<\/li>\n\n\n\n
  2. Mant\u00e9m a pureza do fluxo do produto.<\/strong> A tecnologia de redu\u00e7\u00e3o de tamanho normal transmitiria n\u00edveis inaceit\u00e1veis de contaminantes ferrosos e\/ou outros elementos n\u00e3o sil\u00edcio. Os Gran-U-Lizers da MPE transmitem significativamente menos contaminantes do que qualquer outra tecnologia de redu\u00e7\u00e3o de tamanho. Essa diferen\u00e7a se traduz em sil\u00edcio de maior pureza, o que resulta em mais lucratividade para o fabricante. <\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n
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    Fluxo do processo de convers\u00e3o de s\u00edlica em produtos finais e onde o MPE se encaixa nele<\/h2>\n\n\n\n
    \"Process
    A simplified process flow of converting silica into silicon end products.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    A s\u00edlica n\u00e3o refinada (quartzo normalmente) \u00e9 processada primeiro em sil\u00edcio de grau metal\u00fargico (MG-Si). Em seguida, o MG-Si \u00e9 processado em g\u00e1s silano. Em seguida, os reatores de leito fluidizado (FBRs), com a ajuda de granuladores MPE, combinam g\u00e1s silano, semente de sil\u00edcio e hidrog\u00eanio para produzir pe\u00e7as de sil\u00edcio ultrapuro. Os peda\u00e7os de sil\u00edcio s\u00e3o ent\u00e3o fundidos em lingotes e cortados em wafers. Esses chips acabam em muitos produtos, como c\u00e9lulas solares, sensores de c\u00e2mera e chips de computador. <\/p>\n\n\n\n

    O que s\u00e3o FBRs?<\/h3>\n\n\n\n

    Os FBRs s\u00e3o uma tecnologia de refinamento relativamente mais nova que transforma o g\u00e1s Silano (SiH4<\/sub>) e a semente de sil\u00edcio (Si) em gr\u00e2nulos de sil\u00edcio 99,9999% puro (ou maior). Os produtores ent\u00e3o fundiram os gr\u00e2nulos de sil\u00edcio lan\u00e7ados do processo FBR em lingotes. Os fabricantes de chips de computador, CPUs, sensores de imagem e c\u00e9lulas fotovoltaicas cortam esses lingotes em wafers para criar seus produtos. <\/p>\n\n\n

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    Manufacturers cut silicon ingots into Czochralski wafers to make CPUs, chips, image sensors, and photovoltaic (PV) cells, among other things depending on their purity.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

    Os FBRs s\u00e3o uma alternativa promissora ao m\u00e9todo Siemens (tamb\u00e9m conhecido como processo Siemens), uma tecnologia de fabrica\u00e7\u00e3o muito mais comum para a produ\u00e7\u00e3o de sil\u00edcio refinado para fazer lingotes. O m\u00e9todo Siemens \u00e9 uma tecnologia relativamente madura, enquanto os FBRs s\u00f3 recentemente est\u00e3o sendo usados em larga escala. <\/p>\n\n\n\n

    Um fator-chave que diferencia essas duas tecnologias \u00e9 o uso de energia. O m\u00e9todo Siemens consome enormes quantidades de energia e, portanto, esses tipos de instala\u00e7\u00f5es s\u00f3 s\u00e3o lucrativos onde a eletricidade \u00e9 abundante e barata. Os FBRs, por outro lado, usam 90% menos energia para produzir a mesma quantidade de sil\u00edcio em compara\u00e7\u00e3o com o m\u00e9todo da Siemens. O menor consumo de eletricidade significa que os FBRs podem ser operados de forma lucrativa em muitos pa\u00edses e regi\u00f5es que, de outra forma, n\u00e3o seriam lucrativos para operar. Al\u00e9m disso, os FBRs tamb\u00e9m trazem muitos benef\u00edcios ambientais. <\/p>\n\n\n\n

    Por que os produtores escolheriam o m\u00e9todo Siemens em vez de FBRs?<\/h3>\n\n\n\n

    Os FBRs s\u00e3o dif\u00edceis de escalar e operar. Os engenheiros de f\u00e1brica s\u00f3 recentemente come\u00e7aram a superar os desafios de dimensionar FBRs, que dependem da din\u00e2mica de fluidos que acontece em um processo cont\u00ednuo<\/em> – n\u00e3o em um processo em lote como no m\u00e9todo Siemens. Como a tecnologia FBR est\u00e1 pronta para o mercado apenas recentemente e requer um enorme investimento inicial, no momento da publica\u00e7\u00e3o deste artigo, os FBRs representam apenas 5% da produ\u00e7\u00e3o de sil\u00edcio.<\/a> <\/p>\n\n\n

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    Source: Wafer Silicon-Based Solar Cells Lecture<\/a>. No affiliation with MPE.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

    O mercado de sil\u00edcio e a import\u00e2ncia da pureza<\/h3>\n\n\n\n

    Parte do sucesso (ou seja, lucratividade) das refinarias \u00e9 sua capacidade de produzir altas purezas de sil\u00edcio, se n\u00e3o simplesmente a mais alta pureza poss\u00edvel. O sil\u00edcio de maior pureza, por exemplo, pode ser usado para c\u00e9lulas solares com maior efici\u00eancia, gerando maior produ\u00e7\u00e3o el\u00e9trica e vida \u00fatil do produto. <\/p>\n\n\n\n

    Os usos comuns do sil\u00edcio refinado com base na pureza s\u00e3o:<\/p>\n\n\n\n