硅鈣

鹼土金屬Be、Mg、Ca、Sr和Ba是位於門捷列夫元素週期表小第Ⅱ族元素。原子中電子配置的特點是Be（2s²）、Mg（3s₂） 、Ca（4s²）、Sr（5s²）和Ba（5s²），這就決定了這些元素與氧有很大的親和力和在鐵中很低的溶解度。鹼土金屬的溶解度（at%）與温度的關係如下：

1600℃下的液態鐵溶解（at%）2.2Mg、0.078Ca、0.018Sr和0.00012Ba。由於鹼土金屬在純態時有很高的蒸氣壓，因而它若以純態形式用於鍊鋼和鑄造是困難的，同時純態的鹼土金屬很昂貴也很短缺。隨着冶金工業需求的增加，導致需要以合金形式生產。雖然鹼土金屬實際上不與鐵相互作用，但是它們可以與硅生成熱力學穩定的硅化物。因而可以通過冶煉含硅的鹼土金屬鐵合金來解決。

鹼土金屬的某些熱力學性質如右圖1所示。

大量生產的是硅鈣合金，含有其它鹼土金屬的含硅鐵合金生產量較小。

金屬鈣及其與硅和其他元素的合金（複合鐵合金）廣泛用作鍊鋼的脱氧劑。用鈣使鐵液脱氧按下式反應：

,

。

1600℃時，當

時，

。鈣的相互作用係數（1600℃）：

。

除了鎂和稀土金屬以外，鈣也可以降低阻礙球化石墨生成的氧含量和硫含量，促進鑄件中石墨的球化。鈣廣泛地用作鍊鋼和合金的變性劑。用純鈣或它的合金處理金屬熔體可以改善金屬的物理化學性質，有利於改善成品鋼材和鑄件中氧化物和硫化物夾雜的形態。

鈣存在兩種變體：低温下穩定的面心立方晶格

，在737K轉變為六方晶格的

。如同其它鹼土金屬一樣，鈣有很高的蒸氣壓。蒸氣壓

與温度關係的表達式為

，計算結果如下：

可以利用鈣易氣化的性質來生產純鈣。由氧化鈣和鋁組成的爐料在1-2Pa真空下加熱到1200℃，在耐熱罐中進行還原反應，

將鈣蒸氣從反應區抽出，在罐的冷凝區凝聚。

用碳還原氧化鈣（石灰）和硅石的方法來生產硅鈣。含鈣低的硅鈣合金採用硅熱法。 ^[2]