準金屬的用途:從航空航太到半導體

放置在電路板上的半導體展示了準金屬的多種應用。

大多數人都熟悉金屬和非金屬這兩個術語。然而,很少人熟悉介於兩大類材料之間的材料——準金屬。類金屬的用途更是鮮為人知。 

準金屬是一種中間材料,具有多種特性,可以推動世界經濟的各個關鍵方面。硼、銻、砷和鍺證明一種材料不必是絕對的金屬或非金屬才有用。 

生物製劑、電子產品、半導體和玻璃只是這些中間材料的一些常見用途。了解這些材料的分類方式、特性和用途以及加工能力可以幫助企業選擇合適的準金屬和準金屬製造合作夥伴。 

與此一致, 普羅林科技 提供了有關迷人化學元素的報導。對我們來說,類金屬確實很有趣,但並不是什麼新鮮事。儘管經過技術調整,我們的 EDM 加工服務仍涉及這些材料。 

繼續閱讀以了解有關類金屬用途的更多見解。 

 

首先,什麼是準金屬?

根據類金屬的科學定義,任何具有金屬和非金屬化學和物理特性的元素都是類金屬。準金屬的另一個名稱是非金屬。由於具有多種特性,類金屬往往用途廣泛。 

Boda 經常利用電火花加工 (EDM) 等先進技術來挖掘材料的多種功能,以製造電子、半導體等零件。 

雖然準金屬通常不是 適合電火花加工製程的材料,也有例外,尤其是當準金屬不純淨時。 

有趣的是,類金屬非常少,準確地說不到 10 種。其中矽最為突出,但也有砷和硼等其他元素。 

 

一些準金屬的歷史

類金屬有著悠久的歷史,每種元素都有獨特的起源或發現路徑。例如,鍺與德國人克萊門斯溫克勒的作品有關。他於 1886 年發現了該元素,並以他的祖國的名字命名。 

硼與阿拉伯語有聯繫,特別是與“Flux”一詞有關。古人以前就已經將這種元素用於陶瓷和作為清潔劑。

硼是一種黑色、有光澤的元素

硼類金屬

另一種值得注意的類金屬是矽,早在西元前 3000 年就被人類使用。當時,玻璃和陶器產業已經因與二氧化矽的聯繫而蓬勃發展。然而,直到永斯·雅各布·貝採利烏斯發現純粹形式後,特徵和應用的知識才得以擴展。 

手中握著一塊閃亮的銀色矽石碎片

純原料矽

準金屬的獨特之處 

準金屬的外觀和性能都是獨一無二的。金屬外觀可能具有欺騙性,因為從化學角度來看,這些材料的行為就像非金屬一樣。

準金屬與金屬結合可以產生合金,這在一些重要行業中很有用。半金屬的具體性質可以決定採用哪種製造工藝,因此 線切割和電火花成型技術之間的主要區別 值得注意 

立即嘗試 Boda!

  所有信息和上傳都是安全和保密的。

準金屬的性質是什麼?

正如我們所提到的,類金屬看起來就像是金屬。然而,化學分析或測試揭示了非金屬行為。您肯定不會在機械準金屬特性至關重要的應用中發現這些元素。 

請注意,這些元素的行為取決於反應元素。在某些情況下,類金屬仍可能表現得像金屬。 

那麼,準金屬從元素週期表定位、化學性質、物理性質等方面來說,到底是什麼呢? 

 

準金屬在元素週期表中的位置

元素週期表以多種方式幫助對元素進行分類。用於指導使用的流行分類之一是金屬、非金屬和準金屬。 

我們可以使用從釙(Po)到硼(B)的階梯式分界線作為參考。該線右側的元素可歸類為非金屬,而左側的元素則為金屬。 

化學元素表顯示了準金屬的階梯式排列

元素週期表

處於此邊界的元素是半金屬或準金屬。它們包括硼 (B)、矽 (Si)、鍺 (Ge) 和砷 (As)。其他元素包括銻(Sb)、碲(Te)和砹(At)。

 

準金屬的物理特性是什麼?

準金屬的物理特性通常是金屬和非金屬特性的混合。這些材料通常很脆,在室溫下具有光澤的外觀。 

它們的沸點和熔點通常介於金屬和非金屬之間。一個很好的例子是硼的熔點(2079°C),它超過非金屬但低於金屬。 

雖然一些準金屬具有半導體性能,但這些元素通常是不良電導體。根據溫度和雜質水平等因素,這些材料可以用作絕緣體或導體。 

在熱導率方面,準金屬的性能優於非金屬,但沒有達到金屬的水平。不過,這種特性會有所不同,因此熱電產品製造商應該考慮到這一點。 

類金屬的其他物理特性包括中等脆性、密度和硬度。在查看指南時考慮這些屬性 EDM 的優點和缺點:平衡的觀點.

準金屬的化學性質 

當類金屬發生化學變化時,會出現幾個有趣的現象。這些元素的化學行為與非金屬的化學行為大多相似。它們因與非金屬反應形成化合物而聞名。

它們還可以與金屬發生反應形成合金,其中一些具有重要的工業應用。 

立即嘗試 Boda!

  所有信息和上傳都是安全和保密的。

不同的準金屬及其應用

上面強調的準金屬的化學和物理特性在工業應用中很有用。 Boda 已掌握了各種準金屬的加工技術,可用於不同的產業。

當我們概述一些常見的準金屬及其應用時,請考慮查看我們的一系列 EDM 加工服務。只要類金屬的材料特性和電導率符合要求,您就可以信賴我們透過高品質的加工使其變得有用。 

讓我們來看看流行半金屬的應用概述:

半導體用矽 

矽因其半導體性能而受到廣泛重視。類金屬具有支持原子結構,具體為四價排列。該材料的鑽石立方晶格同樣發揮重要作用。 

藍色球和白色管相互連接,象徵矽的晶體結構

純矽的晶體結構

 

矽可用於積體電路 (IC)、電晶體、感測器和其他電子設備。準金屬還有許多其他應用值得 了解 EDM 鑽孔精密孔 與所涉及的製造過程有關。 

與 Boda 合作,滿足您所有的矽 EDM 加工需求。一旦您詢問報價,我們的團隊將回复 客製價格估算 準備進行零件加工。 

硼在航空航太的應用

硼的摻雜能力是這種非金屬在關鍵的航空航太工業中廣泛應用的主要支柱。這種元素很容易與鋁、銅和鈦形成硼化物,非常適合航空製造。 

硼和碳結合形成一種堅韌的陶瓷,稱為碳化硼(B₄C),其熔點超過 5600 攝氏度,非常適合航空航天工業。這種材料用於製造駕駛艙外殼和機組人員座椅。 

一組三個飛機座椅,部分由碳化硼製成

飛機座椅

閱讀本指南 掌握 Sink EDM 技巧 探索如何使用此流程為相關產業生產零件。 

鋼合金用碲

這種銀色且易碎的天然半金屬比黃金更稀有,但可以在銅礦體中找到。它具有對水或空氣不發生反應的獨特特性。 

灰色背景上有三塊碲,一塊大,兩塊小 

碲

一種流行的應用是鋼合金,主要是為了增強可加工性。大約50%的非金屬應用都在這個領域。我們的 複雜零件電火花加工指南 讓您大致了解使用此產品可以實現的功能,即使是複雜的零件。 

太陽能板中的鍺 

太陽能板技術的不斷發展凸顯了這種脆性類金屬的重要性。其多結太陽能電池的性能比矽太陽能電池更好。這也解釋了為什麼美國太空總署更傾向於使用非金屬作為太空站的太陽能電池。 

太空站的大型太陽能電池陣列,背景是太空 

太空站的太陽能電池陣列

其他準金屬的常見用途 

以下是半金屬的其他值得注意的用途,可以應用於您的業務:

  1. 太陽能板中的矽
  2. 硼用於核反應器中的中子吸收
  3. 農用農藥中的砷
  4. 銻作為電子和紡織業的阻燃劑
  5. 碲因其導電性而用於電子元件

透過電火花加工(EDM)製造準金屬

當談到使用準金屬時,除了確定最佳 CNC 之外,還有更多的事情要做 物料。 EDM 加工是 Boda 的熱門服務,它適用於準金屬、金屬和非金屬。 

用於在金屬盤上加工長孔的電火花加工工藝,用於加工已製造的匹配部件

EDM 方法

只要半金屬具有足夠的電導性,就可以應用電火花加工。這些材料的脆性對於傳統的加工過程來說是一個挑戰。 EDM 是一種非接觸式加工工藝,因此,對於合適的準金屬來說,它就像魔法一樣起作用。 

一個值得注意的挑戰是由於矽的半導體特性導致的加工速度相對較慢。目前正在進行研究和開發,以提高這些獨特材料的 EDM 加工流程的效率。 

要了解有關 EDM 如何運作以及如何增強準金屬在您的業務中的應用的更多信息,請訪問 與我們的專家聯繫 今天。 

 

在結論 

準金屬的半導體標籤顯示了這些元素的主要用途之一,正如本文所強調的。還有其他用途,包括合金化其他材料和製造太陽能電池。 

無論應用是什麼,正確製造的必要性怎麼強調也不為過。鑑於某些半金屬的稀有性和高成本,您不應該與不知名的製造商進行賭博。 

立即致電 Boda 並​​尋求最佳 電火花加工服務. 

 

常見問題

鋁是準金屬、金屬還是非金屬? 

鋁是一種金屬。                                                         

用來製造電腦晶片的類金屬是什麼?

 用於製造電腦晶片的類金屬是矽。                                       

準金屬是半導體嗎?

是的,許多準金屬都是半導體。 

類金屬在哪裡被發現?

在元素週期表中,準金屬位於 p 區,這是劃分金屬和非金屬的明顯界限。 

準金屬的主要用途是什麼?

準金屬的主要用途是合金、阻燃劑和半導體。  

最常用的準金屬是什麼?

矽是最常用的準金屬。 

最稀有的自然元素是什麼?

砹是自然界中最稀有的元素。