Πού χρησιμοποιείται το πυρίτιο; Πυρίτιο: ιδιότητες και χρήσεις για ιατρικούς σκοπούς. Το πυρίτιο ως δομικό υλικό

Η αποστολή της καλής δουλειάς σας στη βάση γνώσεων είναι απλή. Χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα

Καλή δουλειά στον ιστότοπο "\u003e

Η αρχή της εποχής Graphene

Επιπλέον, ο άνθρακας τείνει επίσης να παράγει λιγότερη θερμότητα και κατασκευάζοντας πολύ μικρότερα τρανζίστορ που μπορεί κανείς να έχει μεγάλη ποσότητα τους στον ίδιο χώρο. Η αρχική χρησιμότητα αυτού του τσιπ θα είναι σε κινητά τηλέφωνα, όπου μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ραδιοφωνικός δέκτης που μεταφράζει σήματα σε κατανοητές πληροφορίες που μπορούν να σταλούν και να ληφθούν. Το αρνητικό μέρος, όπως συνήθως όταν μιλάμε για τη χρήση του γραφενίου ως υλικού, είναι το υψηλό κόστος παραγωγής του, το οποίο προς το παρόν καθιστά αδύνατη την εμπορική του χρήση βραχυπρόθεσμα.

Οι μαθητές, οι μεταπτυχιακοί φοιτητές, οι νέοι επιστήμονες που χρησιμοποιούν τη βάση γνώσεων στις σπουδές και τη δουλειά τους θα σας ευχαριστήσουν πολύ.

Δημοσιεύτηκε στις http://www.allbest.ru/

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΚΛΑΔΟΥ ΡΩΣΙΑΣ

εκπαιδευτικό ίδρυμα προϋπολογισμού του ομοσπονδιακού κράτους

τριτοβάθμια επαγγελματική εκπαίδευση

Κρατικό Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Αγίας Πετρούπολης

(τεχνικό πανεπιστήμιο) "(SPbSTI (TU))

ΜΕΤΡΗΣΗ ΚΑΡΕΚΛΗΣ HNT

UGS 240100,62

ΕΙΔΙΚΗ Χημική Τεχνολογία

ΟΔΗΓΙΑ Χημεία ουσιών και υλικών

Πειθαρχία Εισαγωγή στην ειδικότητα

ΣΤΟ ΘΕΜΑ: Το πυρίτιο, οι ιδιότητές του και η εφαρμογή του στα σύγχρονα ηλεκτρονικά

Πραγματοποιήθηκε από μαθητή 1ου έτους, ομάδα 131

Zhukovskaya Ekaterina Olesevna

Γιέζοφσκι Γιούρι Κωνσταντίνοβιτς

Αγία Πετρούπολη 2013

Εισαγωγή

1. Πυρίτιο

2. Ιστορία

3. Προέλευση του ονόματος

4. Όντας στη φύση

5. Λήψη

6. Φυσικές ιδιότητες

7. Ηλεκτροφυσικές ιδιότητες

8. Χημικές ιδιότητες

10. Εφαρμογή

Κατάλογος αναφορών

Εισαγωγή

Το πυρίτιο είναι ένα από τα σημαντικά στοιχεία. Ο Vernadsky έγραψε το διάσημο έργο του: «Κανένας οργανισμός δεν μπορεί να υπάρξει χωρίς πυρίτιο» (1944). Σε ένα εγχειρίδιο για τη χημεία για μαθητές της 9ης τάξης (εκδοτικός οίκος Μινσκ: "Slovo", 1977) στην ενότητα "Silicon" αναφέρεται: "... το πυρίτιο είναι ένα εξαιρετικά σημαντικό υλικό ημιαγωγών που χρησιμοποιείται για την κατασκευή μικροηλεκτρονικών συσκευών -" μικροκυκλώματα ". χρησιμοποιείται στην παραγωγή ηλιακών μπαταριών, μετατρέπει την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Μεταξύ 104 στοιχείων του περιοδικού πίνακα, το πυρίτιο έχει έναν ειδικό ρόλο. Είναι ένα πιεζοηλεκτρικό στοιχείο. Μπορεί να μετατρέψει έναν τύπο ενέργειας σε έναν άλλο. Μηχανικός σε ηλεκτρικός, φως σε θερμότητα κ.λπ. " Είναι το πυρίτιο στο οποίο βασίζεται η ανταλλαγή ενέργειας-πληροφοριών στο διάστημα και στη Γη. Από το τραπέζι χημική σύνθεση Μπορεί να φανεί ότι το πιο διαδεδομένο στοιχείο σε αυτόν τον κόσμο είναι το οξυγόνο - 47%, η δεύτερη θέση καταλαμβάνεται από πυρίτιο - 29,5% και το περιεχόμενο άλλων στοιχείων είναι πολύ μικρότερο.

Ο πιο διαδεδομένος ημιαγωγός στην παραγωγή ηλεκτρονικών εξαρτημάτων είναι το πυρίτιο, καθώς τα αποθέματά του στον πλανήτη είναι πρακτικά απεριόριστα.

1. Πυρίτιο

Το πυρίτιο είναι ένα στοιχείο της κύριας υποομάδας της τέταρτης ομάδας της τρίτης περιόδου του περιοδικού συστήματος των χημικών στοιχείων του D. I. Mendeleev, με ατομικό αριθμό 14. Ορίζεται από το σύμβολο Si (Latin Silicium).

Εμφάνιση μιας απλής ουσίας

Σε άμορφη μορφή - καφέ σκόνη, σε κρυσταλλική μορφή - σκούρο γκρι, ελαφρώς γυαλιστερό.

Ιδιότητες ατόμων

Όνομα, σύμβολο, αριθμός: Silicon / Silicium (Si), 14

Ατομική μάζα (μοριακή μάζα) 28.0856 amu (g / mol)

Ηλεκτρονική διαμόρφωση: 3s2 3p2, samb. 3s 3p3 (υβριδισμός)

Ατομική ακτίνα 132 nm

Χημικές ιδιότητες

Ομοιοπολική ακτίνα 111 nm

Ακτίνα ιόντων 42 (+ 4e) 271 (-4e) nm

Ηλεκτροπαραγωγικότητα 1,90 (κλίμακα Pauling)

Δυνατότητα ηλεκτροδίου 0

Καταστάσεις οξείδωσης: +4, +2, 0, -4

Ενέργεια ιονισμού (πρώτο ηλεκτρόνιο) 786.0 (8.15) kJ / mol (eV)

Θερμοδυναμικές ιδιότητες μιας απλής ουσίας

Πυκνότητα (σε κανονικό επίπεδο) 2,33 g / cm3

Σημείο τήξεως 1414.85 ° C (1688 K)

Θερμοκρασία εξάτμισης 2349,85 ° C (2623 K)

Θερμότητα σύντηξης 50,6 kJ / mol

Θέρμανση εξάτμισης 383 kJ / mol

Μοριακή ικανότητα θερμότητας 20,16 J / (K mol)

Μοριακός όγκος 12,1 cm3 / mol

Το κρυσταλλικό πλέγμα μιας απλής ουσίας

Δομή πλέγματος: κυβικά, διαμάντια

Παράμετροι δικτυωτού πλέγματος: 5.4307 E

Θερμοκρασία Debye 625 Κ

Άλλα χαρακτηριστικά

Θερμική αγωγιμότητα (300 K) 149 W / (m K)

2. Ιστορία

Οι φυσικές ενώσεις πυριτίου ή το πυρίτιο (Αγγλικό Silicon, French and German Silicium) - διοξείδιο του πυριτίου (silica) - είναι γνωστά εδώ και πολύ καιρό. Οι αρχαίοι γνώριζαν καλά ροκ κρύσταλλο, ή χαλαζία, καθώς και πολύτιμους λίθους, που είναι χαλαζία βαμμένα σε διαφορετικά χρώματα (αμέθυστος, καπνιστός χαλαζίας, χαλκηδόνια, χρυσόπραση, τοπάζι, όνυχα κ.λπ.) Οι Scheele και Lavoisier, Dzvi (με τη βοήθεια του βολταϊκού πυλώνα), Gay-Lussac και Thénard (χημικά) ανέλαβαν την αποσύνθεση του πυριτίου. Ο Vercelius, προσπαθώντας να αποσυνθέσει διοξείδιο του πυριτίου, το θερμάνθηκε σε μείγμα με σκόνη σιδήρου και άνθρακα στους 1500 ° C και έλαβε σιδηροπυρίτιο. Μόνο το 1823 r. Όταν μελετούσε ενώσεις υδροφθορικού οξέος, συμπεριλαμβανομένου του SiF4, απέκτησε ελεύθερο άμορφο πυρίτιο ("ρίζα πυριτίας") με την αλληλεπίδραση ατμών φθοριούχου πυριτίου και καλίου. Ο Saint Clair-Deville απέκτησε κρυσταλλικό πυρίτιο το 1855.

3. Προέλευση του ονόματος

Το όνομα silicium ή kizel (Kiesel, flint) προτάθηκε από τον Berzelius. Νωρίτερα, ο Thomson πρότεινε το όνομα σιλικόνη (Silicon), που υιοθετήθηκε στην Αγγλία και τις ΗΠΑ, κατ 'αναλογία με τις σβάρνες (Boron) και τον άνθρακα (Carbon). Η λέξη πυρίτιο (Silicium) προέρχεται από silica (silica). το τέλος "a" υιοθετήθηκε τον 18ο και 19ο αιώνα. για τον προσδιορισμό εδάφους (Silica, Aluminia, Thoria, Terbia, Glucina, Cadmia κ.λπ.). Με τη σειρά του, η λέξη silica σχετίζεται με το lat. Silex (δυνατός, πυρόλιθος).

Το ρωσικό όνομα για το πυρίτιο προέρχεται από την παλιά σλαβική λέξη φλίντ (το όνομα της πέτρας), kremyk, ισχυρή, kresmen, kresati (χτυπώντας μια ζώνη με σίδερο για να πάρει σπινθήρες) κ.λπ. Στη ρωσική χημική βιβλιογραφία των αρχών του 19ου αιώνα. υπάρχουν ονόματα πυριτίας (Zakharov, 1810), πυριτίου (Soloviev, Dvigubsky, 1824), πυριτόλιθος (Strakhov, 1825), πυριτία (Iovskiy, 1827), διοξείδιο του πυριτίου και πυρίτιο (Hess, 1831).

4. Όντας στη φύση

Τις περισσότερες φορές στη φύση, το πυρίτιο βρίσκεται με τη μορφή διοξειδίου του πυριτίου - ενώσεων με βάση το διοξείδιο του πυριτίου (IV) SiO2 (περίπου 12% της μάζας του φλοιού της γης). Τα κύρια μέταλλα και πετρώματα που σχηματίζονται από διοξείδιο του πυριτίου είναι άμμος (ποτάμι και χαλαζία), χαλαζία και χαλαζίτης, πυριτόλιθος, αστίδες. Η δεύτερη πιο κοινή ομάδα ενώσεων πυριτίου στη φύση είναι τα πυριτικά και τα αργιλοπυριτικά.

Σημειώνονται μεμονωμένα γεγονότα εύρεσης καθαρού πυριτίου σε μητρική κατάσταση.

Το πυρίτιο βρίσκεται στα περισσότερα μεταλλεύματα και μεταλλεύματα. Υπάρχουν απαραίτητα κοιτάσματα χαλαζίτη και χαλαζιακής άμμου σε πολλές χώρες του κόσμου. Ωστόσο, για να πάρετε περισσότερα Ποιοτικό προϊόν ή για να αυξήσετε τους δείκτες κερδοφορίας, είναι πιο επικερδές να χρησιμοποιείτε πρώτες ύλες με μέγιστη περιεκτικότητα σε πυρίτιο (έως 99% SiO2). Τέτοιες πλούσιες καταθέσεις είναι εξαιρετικά σπάνιες και χρησιμοποιούνται ενεργά και για μεγάλο χρονικό διάστημα από την ανταγωνιστική βιομηχανία γυαλιού σε όλο τον κόσμο. Το τελευταίο, ωστόσο, είναι απρόθυμο να επεξεργαστεί πρώτες ύλες ακόμη και με ελάχιστη μόλυνση από σίδηρο, αλλά στην παραγωγή σιδηροκραμάτων δεν είναι πολύ κρίσιμο. Γενικά, σε ολόκληρο τον κόσμο, η παροχή παραγωγής πυριτίου με πρώτες ύλες θεωρείται υψηλή και το αντίστοιχο μερίδιο του κόστους στο κόστος του είναι ασήμαντο (λιγότερο από 10%).

άμορφο άτομο πυριτίου

5. Λήψη

«Το ελεύθερο πυρίτιο μπορεί να ληφθεί με ασβεστοποίηση λεπτής λευκής άμμου με μαγνήσιο, το οποίο είναι διοξείδιο του πυριτίου:

Αυτό σχηματίζει μια καφέ σκόνη άμορφο πυρίτιο».

Στη βιομηχανία, το πυρίτιο τεχνικής ποιότητας λαμβάνεται μειώνοντας το τήγμα SiO2 με οπτάνθρακα σε θερμοκρασία περίπου 1800 ° C σε θερμικούς κλιβάνους μεταλλεύματος τύπου άξονα. Η καθαρότητα του πυριτίου που λαμβάνεται με αυτόν τον τρόπο μπορεί να φτάσει το 99,9% (οι κύριες ακαθαρσίες είναι άνθρακας, μέταλλα).

Είναι δυνατός ο περαιτέρω καθαρισμός του πυριτίου από ακαθαρσίες.

Ο καθαρισμός υπό εργαστηριακές συνθήκες μπορεί να πραγματοποιηθεί με προκαταρκτική παρασκευή μαγνησίου πυριτιδίου Mg2Si. Περαιτέρω, το αέριο μονοσιλάνιο SiH4 λαμβάνεται από πυριτοκτόνο μαγνησίου χρησιμοποιώντας υδροχλωρικό ή οξικό οξύ. Το μονοσιλάνιο καθαρίζεται με διόρθωση, προσρόφηση και άλλες μεθόδους, και στη συνέχεια αποσυντίθεται σε πυρίτιο και υδρογόνο σε θερμοκρασία περίπου 1000 ° C.

Ο καθαρισμός του πυριτίου σε βιομηχανική κλίμακα πραγματοποιείται με άμεση χλωρίωση του πυριτίου. Σε αυτήν την περίπτωση, σχηματίζονται ενώσεις της σύνθεσης SiCl4 και SiCl3H. Αυτά τα χλωρίδια καθαρίζονται από ακαθαρσίες με διάφορους τρόπους (συνήθως με απόσταξη και δυσαναλογία) και, στο τελικό στάδιο, ανάγονται με καθαρό υδρογόνο σε θερμοκρασίες από 900 έως 1100 ° C.

Αναπτύσσονται φθηνότερες, καθαρότερες και πιο αποτελεσματικές βιομηχανικές τεχνολογίες καθαρισμού πυριτίου. Για το 2010, αυτές περιλαμβάνουν τεχνολογίες καθαρισμού πυριτίου που χρησιμοποιούν φθόριο (αντί για χλώριο). τεχνολογίες για απόσταξη μονοξειδίου του πυριτίου · τεχνολογίες που βασίζονται στη χάραξη ακαθαρσιών που επικεντρώνονται στα διακρυσταλλικά όρια.

Η μέθοδος απόκτησης πυριτίου σε καθαρή μορφή αναπτύχθηκε από τον Nikolai Nikolaevich Beketov.

Στη Ρωσία, το τεχνικό πυρίτιο παράγεται από την OK Rusal σε εργοστάσια στο Kamensk-Uralsky (Περιφέρεια Sverdlovsk) και στο Shelekhov (Περιοχή Ιρκούτσκ). Το ραφιναρισμένο με πυρίτιο τεχνολογία χλωριδίου παράγεται από τον όμιλο Nitol Solar στο εργοστάσιο στο Usolye-Sibirskoye.

6. Φυσικές ιδιότητες

Κρυσταλλική δομή πυριτίου

Το κρυσταλλικό πλέγμα πυριτίου είναι κυβικό, στραμμένο στο πρόσωπο, τύπου διαμαντιού, παράμετρος α \u003d 0,54307 nm (σε υψηλές πιέσεις, λήφθηκαν άλλες πολυμορφικές τροποποιήσεις του πυριτίου), αλλά λόγω του μεγαλύτερου μήκους δεσμού μεταξύ των ατόμων Si - Si σε σύγκριση με το μήκος συνδέσεις C - C Η σκληρότητα του πυριτίου είναι σημαντικά μικρότερη από αυτή του διαμαντιού. Το πυρίτιο είναι εύθραυστο, μόνο όταν θερμαίνεται πάνω από τους 800 ° C καθίσταται όλκιμη ουσία. Είναι ενδιαφέρον ότι το πυρίτιο είναι διαφανές στην υπέρυθρη ακτινοβολία από μήκος κύματος 1,1 μm. Αυτοσυγκέντρωση φορτιστές - 5,81 · 1015 m? 3 (για θερμοκρασία 300 K).

7. Ηλεκτροφυσικές ιδιότητες

Το στοιχειακό πυρίτιο σε μονοκρυσταλλική μορφή είναι ένας ημιαγωγός έμμεσου κενού. Το χάσμα της μπάντας στο θερμοκρασία δωματίου είναι 1,12 eV και στο T \u003d 0 K είναι 1,21 eV. Η συγκέντρωση των εγγενών φορέων φορτίου στο πυρίτιο υπό κανονικές συνθήκες είναι περίπου 1,5 × 1010 cm -3.

Οι ακαθαρσίες που περιέχονται σε αυτό έχουν μεγάλη επίδραση στις ηλεκτροφυσικές ιδιότητες του κρυσταλλικού πυριτίου. Για την απόκτηση κρυστάλλων πυριτίου με αγωγιμότητα οπών, άτομα από στοιχεία της ομάδας III, όπως βόριο, αλουμίνιο, γάλλιο, ίνδιο, εισάγονται στο πυρίτιο. Για την απόκτηση κρυστάλλων πυριτίου με ηλεκτρονική αγωγιμότητα, τα άτομα εισάγονται στο πυρίτιο στοιχεία του Vth ομάδες όπως φωσφόρος, αρσενικό, αντιμόνιο.

Κατά τη δημιουργία ηλεκτρονικών συσκευών με βάση το πυρίτιο, το επιφανειακό στρώμα του υλικού εμπλέκεται κυρίως (έως δεκάδες μικρά) · επομένως, η ποιότητα της κρυσταλλικής επιφάνειας μπορεί να έχει σημαντική επίδραση στις ηλεκτροφυσικές ιδιότητες του πυριτίου και, κατά συνέπεια, στις ιδιότητες της τελικής συσκευής. Ορισμένες συσκευές χρησιμοποιούν τεχνικές επιφανειακής τροποποίησης, όπως επιφανειακή επεξεργασία πυριτίου με διάφορους χημικούς παράγοντες.

Διηλεκτρική σταθερά: 12

Κινητικότητα ηλεκτρονίων: 1200-1450 cm2 / (V s).

Κινητικότητα τρυπών: 500 cm2 / (V s).

Απαγορευμένη ζώνη 1.205-2.84 10 4 T

Διάρκεια ζωής ηλεκτρονίων: 5 ns - 10 ms

Ελεύθερη διαδρομή ηλεκτρονίου: περίπου 0,1 cm

Διαδρομή χωρίς τρύπα: περίπου 0,02 - 0,06 cm

Όλες οι τιμές βασίζονται σε κανονικές συνθήκες.

8. Χημικές ιδιότητες

Όπως τα άτομα άνθρακα, τα άτομα πυριτίου χαρακτηρίζονται από την κατάσταση του υβριδισμού sp3-τροχιακών. Σε σχέση με τον υβριδισμό, το καθαρό κρυσταλλικό πυρίτιο σχηματίζει ένα δικτυωτό πλέγμα στο οποίο το πυρίτιο είναι τετρασθενές. Στις ενώσεις, το πυρίτιο συνήθως εκδηλώνεται επίσης ως τετρασθενές στοιχείο με κατάσταση οξείδωσης +4 ή −4. Υπάρχουν δισθενείς ενώσεις πυριτίου, για παράδειγμα, οξείδιο του πυριτίου (II) - SiO.

Υπό κανονικές συνθήκες, το πυρίτιο είναι χημικά ανενεργό και αντιδρά ενεργά μόνο με αέριο φθόριο, σχηματίζοντας έτσι πτητικό τετραφθοριούχο πυρίτιο SiF4. Αυτή η «αδράνεια» του πυριτίου συνδέεται με την παθητικοποίηση της επιφάνειας με ένα νανοσωματωμένο στρώμα διοξειδίου του πυριτίου, το οποίο σχηματίζεται αμέσως παρουσία οξυγόνου, αέρα ή νερού (υδρατμοί).

Όταν θερμαίνεται σε θερμοκρασίες άνω των 400-500 ° C, το πυρίτιο αντιδρά με οξυγόνο για να σχηματίσει διοξείδιο Si02, η διαδικασία συνοδεύεται από αύξηση του πάχους του στρώματος διοξειδίου στην επιφάνεια, ο ρυθμός της διαδικασίας οξείδωσης περιορίζεται από τη διάχυση του ατομικού οξυγόνου μέσω του φιλμ διοξειδίου.

Όταν θερμαίνεται σε θερμοκρασίες άνω των 400-500 ° C, το πυρίτιο αντιδρά με χλώριο, βρώμιο και ιώδιο για να σχηματίσει τα αντίστοιχα εύκολα πτητικά τετρααλογονίδια SiHal4 και, ενδεχομένως, αλογονίδια μιας πιο σύνθετης σύνθεσης.

Το πυρίτιο δεν αντιδρά άμεσα με υδρογόνο, ενώσεις πυριτίου με υδρογόνο - σιλάνια με τον γενικό τύπο SinH2n + 2 - λαμβάνονται έμμεσα. Το Monosilane SiH4 (συχνά ονομάζεται απλά σιλάνιο) απελευθερώνεται όταν τα μεταλλικά πυριτίδια αντιδρούν με όξινα διαλύματα, για παράδειγμα:

Το σιλάνιο SiH4 που σχηματίζεται σε αυτήν την αντίδραση περιέχει μια ακαθαρσία άλλων σιλανίων, συγκεκριμένα, δισιλανίου Si2H6 και τρισιλανίου Si3H8, τα οποία περιέχουν μια αλυσίδα ατόμων πυριτίου που συνδέονται με απλούς δεσμούς (--Si - Si - Si--).

Με άζωτο, το πυρίτιο σε θερμοκρασία περίπου 1000 ° C σχηματίζει Si3N4 νιτρίδιο, με βόριο - θερμικά και χημικά ανθεκτικά βορίδια SiB3, SiB6 και SiB12.

Σε θερμοκρασίες άνω των 1000 ° C, μπορείτε να πάρετε μια ένωση πυριτίου και το πλησιέστερο ανάλογο σύμφωνα με τον περιοδικό πίνακα - άνθρακα - καρβίδιο πυριτίου SiC (carborundum), το οποίο χαρακτηρίζεται από υψηλή σκληρότητα και χαμηλή χημική δραστηριότητα. Το Carborundum χρησιμοποιείται ευρέως ως λειαντικό. Ταυτόχρονα, είναι ενδιαφέρον ότι ένα τήγμα πυριτίου (1415 ° C) μπορεί να έρθει σε επαφή με τον άνθρακα για μεγάλο χρονικό διάστημα με τη μορφή μεγάλων κομματιών πυκνού πυροσυσσωματωμένου λεπτού κόκκου γραφίτη με ισοστατική πίεση, πρακτικά δεν διαλύεται ή αλληλεπιδρά με τον τελευταίο.

Τα υποκείμενα στοιχεία της 4ης ομάδας (Ge, Sn, Pb) είναι απεριόριστα διαλυτά στο πυρίτιο, όπως τα περισσότερα άλλα μέταλλα. Όταν το πυρίτιο θερμαίνεται με μέταλλα, μπορούν να σχηματιστούν πυριτίδια. Τα πυριτιοκτόνα μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες: ιονικά-ομοιοπολικά (πυριτίδια αλκαλίων, μετάλλων αλκαλικών γαιών και μαγνησίου όπως Ca2Si, Mg2Si, κ.λπ.) και παρόμοια με μέταλλο (μεταλλοπυριτικά σιλίδια). Τα πυριτίδια δραστικών μετάλλων αποσυντίθενται υπό τη δράση οξέων, τα πυριτίδια μετάλλων μετάπτωσης είναι χημικά σταθερά και δεν αποσυντίθενται υπό τη δράση οξέων. Τα μεταλλικά πυριτοκτόνα έχουν υψηλά σημεία τήξης (έως 2000 ° C). Τις περισσότερες φορές, σχηματίζονται μεταλλικά πυριτοκτόνα των συνθέσεων MeSi, Me3Si2, Me2Si3, Me5Si3 και MeSi2. Τα μεταλλικά πυριτοκτόνα είναι χημικά αδρανή και ανθεκτικά στο οξυγόνο ακόμη και σε υψηλές θερμοκρασίες.

Πρέπει να σημειωθεί ιδιαίτερα ότι το πυρίτιο σχηματίζει ένα ευτηκτικό μείγμα με σίδηρο, το οποίο επιτρέπει στη σύντηξη (τήξη) αυτών των υλικών να σχηματίσουν κεραμικά σιδηροπυριτίου σε θερμοκρασίες αισθητά χαμηλότερες από τις θερμοκρασίες τήξης του σιδήρου και του πυριτίου.

Όταν το SiO2 μειώνεται με πυρίτιο σε θερμοκρασίες πάνω από 1200 ° C, σχηματίζεται οξείδιο του πυριτίου (II) - SiO. Αυτή η διαδικασία παρατηρείται συνεχώς στην παραγωγή κρυστάλλων πυριτίου χρησιμοποιώντας τις μεθόδους Czochralski, κατευθυνόμενης κρυστάλλωσης, επειδή χρησιμοποιούν δοχεία διοξειδίου του πυριτίου, ως το λιγότερο ρυπογόνο υλικό για το πυρίτιο.

Το πυρίτιο χαρακτηρίζεται από το σχηματισμό ενώσεων οργανοπυριτίου στις οποίες άτομα πυριτίου συνδέονται σε μεγάλες αλυσίδες λόγω γεφύρωσης ατόμων οξυγόνου - Ο-- και σε κάθε άτομο πυριτίου, εκτός από δύο άτομα Ο, δύο επιπλέον οργανικές ρίζες συνδέονται R1 και R2 \u003d CH3, C2H5, C6H5, CH2CH2CF3, κ.λπ.

Ένα μείγμα υδροφθορικών και νιτρικών οξέων χρησιμοποιείται ευρύτερα για χάραξη πυριτίου. Ορισμένοι ειδικοί διαλύτες περιλαμβάνουν την προσθήκη χρωμικού ανυδρίτη και άλλων ουσιών. Κατά τη διάρκεια της χάραξης, το διάλυμα όξινης χάραξης θερμαίνεται γρήγορα μέχρι το σημείο βρασμού, ενώ ο ρυθμός χάραξης αυξάνεται πολλές φορές.

Si + 2HNO3 \u003d SiO2 + NO + NO2 + H2O

SiO2 + 4HF \u003d SiF4 + 2H2O

3SiF4 + 3H2O \u003d 2H2SiF6 + vH2SiO3

Για χάραξη πυριτίου, μπορούν να χρησιμοποιηθούν υδατικά διαλύματα αλκαλίων. Η χάραξη του πυριτίου σε αλκαλικά διαλύματα ξεκινά σε θερμοκρασία διαλύματος άνω των 60 ° C.

Si + 2KOH + H2O \u003d K2SiO3 + 2H2 ^

K2SiO3 + 2H2O-H2SiO3 + 2KOH

9. Πυρίτιο στο ανθρώπινο σώμα

Το Si είναι ένα βασικό ιχνοστοιχείο στο ανθρώπινο σώμα. Ο κύριος ρόλος του πυριτίου στο ανθρώπινο σώμα είναι η συμμετοχή σε μια χημική αντίδραση, η ουσία της οποίας είναι η σύνδεση των υπομονάδων των ινωδών ιστών του σώματος (κολλαγόνο και ελαστίνη) μαζί, κάτι που τους δίνει δύναμη και ελαστικότητα. Ασχολείται επίσης άμεσα με τη διαδικασία της ορυκτοποίησης των οστών. Βρίσκεται σε πολλά όργανα και ιστούς, όπως οι πνεύμονες, τα επινεφρίδια, η τραχεία, τα οστά και οι σύνδεσμοι, γεγονός που δείχνει την αυξημένη βιοσυμβατότητά του. Μια άλλη σημαντική λειτουργία του πυριτίου είναι η διατήρηση του φυσιολογικού μεταβολισμού στο σώμα. Πιο συγκεκριμένα, εάν το πυρίτιο δεν είναι αρκετό, τότε περίπου 70 άλλα στοιχεία δεν απορροφώνται από το σώμα. Το πυρίτιο δημιουργεί κολλοειδή συστήματα που απορροφούν επιβλαβείς μικροοργανισμούς και ιούς, καθαρίζοντας έτσι τον οργανισμό. Ένα άτομο χρειάζεται τουλάχιστον 10 χιλιοστόγραμμα πυριτίου καθημερινά. Το πυρίτιο μπορεί να παραδοθεί στο σώμα με δύο τρόπους: νερό που περιέχει πυρίτιο και κατανάλωση ορισμένων φυτών. Με τροφή, έως 1 g Si παρέχεται καθημερινά στο ανθρώπινο σώμα, η έλλειψη αυτού του στοιχείου μπορεί να οδηγήσει σε εξασθένιση του οστικού ιστού και στην ανάπτυξη μολυσματικών ασθενειών.

Ευρέως γνωστό φαρμακευτικές ιδιότητες νερό πυριτίου. Το νερό πυριτίου είναι ένας απλός τρόπος αναπλήρωσης της συγκέντρωσης αυτής της ζωτικής ουσίας στο σώμα. Μία από τις πιο πλούσιες σε πυρίτιο φυσικές πηγές είναι ο μπλε, φαρμακευτικός, πηλός τροφίμων.

10. Εφαρμογή

Εφαρμογή στην ιατρική:

Στην ιατρική, το πυρίτιο χρησιμοποιείται σε σιλικόνες, υψηλού μοριακού βάρους αδρανείς ενώσεις που χρησιμοποιούνται ως επικαλύψεις για ιατρική τεχνολογία. Τα τελευταία χρόνια, συμπληρώματα διατροφής και φάρμακα, εμπλουτισμένο με πυρίτιο, που χρησιμοποιείται για την πρόληψη και τη θεραπεία της οστεοπόρωσης, της αθηροσκλήρωσης, των νυχιών, των μαλλιών και των δερματικών παθήσεων.

Εφαρμογή στον κλάδο των κατασκευών και της ελαφριάς βιομηχανίας:

Οι ενώσεις πυριτίου χρησιμοποιούνται ευρέως τόσο στον τομέα της υψηλής τεχνολογίας όσο και στην καθημερινή ζωή. Το πυρίτιο και τα φυσικά πυριτικά άλατα είναι πρόδρομοι στην παραγωγή γυαλιού, κεραμικών, πορσελάνης, τσιμέντου, προϊόντων σκυροδέματος, λειαντικών υλικών κ.λπ. Το διοξείδιο του πυριτίου χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με ορισμένα συστατικά στην κατασκευή καλωδίων οπτικών ινών. Η μίκρα και ο αμίαντος χρησιμοποιούνται ως ηλεκτρικά και θερμομονωτικά υλικά.

Το πολυμερές τροποποιημένο σκυρόδεμα είναι ένα οικονομικό υλικό για σήραγγες. Οι σιλικόνες αποτρέπουν τη ζημιά από την υγρασία και τις επιβλαβείς χημικές ουσίες. Οι επικαλύψεις στεγών με βάση διασπορές σιλικόνης επιτρέπουν τολμηρές ιδέες σχεδιασμού και εντυπωσιακά τεχνικά χαρακτηριστικά. Οι διασπορές συμπολυμερούς παρέχουν την απαραίτητη ισορροπία πρόσφυσης και ευελιξία για υψηλής ποιότητας στεγανωτικά HVAC.

Οι σιλικόνες είναι ιδανικές για φινίρισμα δέρματος και υφασμάτων, προστατεύοντας το τελικό προϊόν και βελτιστοποιώντας τις διαδικασίες κατασκευής.

Διάφορες ενώσεις σιλικόνης είναι κατάλληλες ως αντιαφριστικοί παράγοντες για όλους τους τύπους καθαριστικών.

Οι διασπορές με βάση το πυρίτιο παρέχουν αποτελεσματική απορρόφηση και χρησιμοποιούνται στην κατασκευή απορροφητικών.

Οι σιλικόνες βρίσκονται κάτω από την κουκούλα, σε κιβώτια ταχυτήτων, ηλεκτρονικά και ηλεκτρικά συστήματα, σε εσωτερικούς χώρους αυτοκινήτου ή σε ραφές αμαξώματος. Ακόμη και σε υψηλές θερμοκρασίες, το πυρίτιο προστατεύει από επιθετικές ουσίες ή λειτουργεί ως γέφυρα, αποσβεστήρας κραδασμών, αγωγός ή μονωτής. Όλα αυτά είναι δυνατά μόνο λόγω του γεγονότος ότι τα πολυμερή που περιέχουν πυρίτιο έχουν εκπληκτικά ευρύ φάσμα χρήσιμων ιδιοτήτων.

Τα συγκολλητικά και τα στεγανωτικά είναι κρίσιμα προϊόντα σε πολλές βασικές βιομηχανίες. Το πυρίτιο χρησιμοποιείται σε μια ποικιλία βιομηχανικών εφαρμογών, από χαρτί, συσκευασίες, κόλλες ξύλου και δαπέδων έως τους τομείς της αυτοκινητοβιομηχανίας και της αιολικής ενέργειας.

Εφαρμογές βαριάς βιομηχανίας:

Η χρήση του πυριτίου ως βάση για μια ολόκληρη σειρά ημιαγωγών - από ηλιακές μπαταρίες έως επεξεργαστές υπολογιστών - "ακούγεται", επομένως αυτό το υλικό είναι η βάση των περισσότερων "υψηλών τεχνολογιών". Η χωρητικότητα της παγκόσμιας παραγωγής πυριτίου ημιαγωγών υψηλής καθαρότητας έχει αυξηθεί για αρκετές δεκαετίες με μέσο ρυθμό έως και 20% ετησίως και δεν έχει ανάλογα μεταξύ άλλων σπάνιων μετάλλων.

Το πυρίτιο υψηλής καθαρότητας χρησιμοποιείται στην τεχνολογία ημιαγωγών και στην τεχνική καθαρότητα (96-99% Si) - σε σιδηρούχα και μη σιδηρούχα μεταλλουργία για την απόκτηση μη σιδηρούχων κραμάτων (πυρίτιο κ.λπ.), κράμα (χάλυβες πυριτίου και κράματα που χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρικό εξοπλισμό) και αποξείδωση χάλυβας και κράματα (αφαίρεση οξυγόνου), παραγωγή πυριτιδίων κ.λπ.

Στη βιομηχανία, το πυρίτιο τεχνικής καθαρότητας λαμβάνεται μειώνοντας το τήγμα SiO2 με οπτάνθρακα σε θερμοκρασία περίπου 1800 βαθμούς Κελσίου σε θερμικούς κλιβάνους μεταλλικού τύπου. Η καθαρότητα του πυριτίου που λαμβάνεται με αυτόν τον τρόπο μπορεί να φτάσει το 99,9% (οι κύριες ακαθαρσίες είναι άνθρακας, μέταλλα).

Η χρήση καθαρού πυριτίου και των ενώσεών της στη χημική βιομηχανία αυξάνεται με υψηλό ρυθμό (περίπου 8% της ανάπτυξης ανά έτος). Τις τελευταίες δεκαετίες, οι ανεπτυγμένες χώρες έχουν αναπτύξει ταχύτατα τεχνολογίες για την παραγωγή μιας σειράς υλικών σιλικόνης (οργανοπυριτίου) που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή πλαστικών, χρωμάτων και βερνικιών, λιπαντικών κ.λπ.

Ωστόσο, οι περισσότερες από τις εφαρμογές του πυριτίου στον κόσμο (σχεδόν 80%) παραμένουν παραδοσιακές - είναι ένα κύριο κράμα στην παραγωγή μιας σειράς ειδικών χάλυβα (ηλεκτρικών, ανθεκτικών στη θερμότητα) και διαφόρων κραμάτων (σιλουμίνες κ.λπ.). Ένα σημαντικό μέρος του πυριτίου και των κραμάτων του χρησιμοποιείται στη σιδηρούχα μεταλλουργία ως ένα πολύ αποτελεσματικό αποξειδωτικό για χάλυβες.

Τα σιδηροκράματα και άλλα κράματα πυριτίου χρησιμοποιούνται κυρίως σε σιδηρούχα μεταλλουργία. Είναι φθηνότερα και πιο τεχνολογικά προηγμένα στη χρήση, και η περιεκτικότητα σε σίδηρο (και σε ορισμένες περιπτώσεις αλουμίνιο) δεν είναι τόσο κρίσιμη. Η σύνθεση των ηλεκτρικών χάλυβα, κατά κανόνα, περιέχει 3,8-4,2% πυρίτιο, επομένως, μόνο αυτά τα χαλυβουργεία στον κόσμο καταναλώνουν περισσότερους από 0,5 εκατομμύρια τόνους πυριτίου ως κύριο κράμα ετησίως. Μια άλλη σημαντική εφαρμογή του σιδηροπυριτίου (συμπεριλαμβανομένων και των πυριτικών μαγγανίων και των σύνθετων συνθέσεων) είναι σε αποτελεσματικούς και σχετικά φθηνούς αποξειδωτικούς παράγοντες για τους χάλυβες.

Στη μη σιδηρούχα μεταλλουργία (και στη χημική βιομηχανία), το μεταλλικό μαγνήσιο χρησιμοποιείται ευρύτερα. Βρίσκει τη μεγαλύτερη εφαρμογή ως κύριο κράμα από σκληρυμένο αλουμίνιο (σιλουμίνες) και κράματα μαγνησίου.

Το Silicon βρίσκει κάποια χρήση (ως πυριτικό καρβίδιο και σύνθετες συνθέσεις) στην παραγωγή λειαντικών και καρβιδικών προϊόντων και εργαλείων.

Εφαρμογές σε ενέργεια, ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά:

Οι διπλές ιδιότητες του πυριτίου, όπως η ηλεκτρική αγωγιμότητα και οι μονωτικές ιδιότητες, καθώς και η ευελιξία, επιτρέπουν τη χρήση του πυριτίου σε ολόκληρη τη σειρά προϊόντων, όπως φωτιστικά, πυκνωτές, μονωτές και μάρκες και διηλεκτρικά. Έτσι, το πυρίτιο μονώνει ενάντια σε κάθε είδους εξωτερικές επιδράσεις όπως βρωμιά, υγρασία, ακτινοβολία ή θερμότητα.

Στα καταναλωτικά ηλεκτρονικά και αισθητήρες μέτρησης, οι σιλικόνες παρέχουν την αξιοπιστία και την ασφάλεια ηλεκτρικού και ευαίσθητου ηλεκτρονικού εξοπλισμού. Χρησιμοποιούνται στην αυτοκινητοβιομηχανία, την ελαφριά βιομηχανία, τη βιομηχανία ημιαγωγών και την οπτοηλεκτρονική, καθώς και στην τεχνολογία οργάνων και ελέγχου και φωτισμού.

Σε αντιστάσεις και πυκνωτές, οι ρητίνες σιλικόνης μεθυλίου χρησιμεύουν ως αποτελεσματική επικάλυψη για την πρόληψη πυρκαγιών σε περίπτωση υπερτάσεων ισχύος.

Σε μονωτές, καλώδια και μετασχηματιστές, το πυρογενές διοξείδιο του πυριτίου εμφανίζει εξαιρετική θερμομόνωση σε μεγάλο εύρος θερμοκρασιών, από θερμοκρασία δωματίου έως πάνω από 1000 ° C.

Οι σύγχρονες και προηγμένες τεχνολογίες πληροφοριών (υπολογιστές, ηλεκτρονικά, τηλεπικοινωνίες κ.λπ.) βασίζονται και θα βασίζονται στη χρήση πυριτίου ημιαγωγών. Τα πιο απαιτητικά τώρα είναι ημιτελή προϊόντα - γκοφρέτες πυριτίου ακριβείας (γυαλισμένο) με διάμετρο έως 300 mm, βάσει των οποίων δημιουργούνται τα πιο σύγχρονα μικροκυκλώματα (μεγέθη στοιχείων έως 0,065 μικρά).

Η χρήση πυριτίου στον κλάδο των αερομεταφορών οφείλεται στην ικανότητά της να παράγει ενέργεια μέσω υψηλής ποιότητας ηλιακών συλλεκτών, καθώς και να χρησιμεύει ως υπόστρωμα σε σύνθετα μικροκυκλώματα και να προστατεύει τα κύτη του πλοίου από εξωτερικές επιρροές.

Το πυρίτιο (c-Si) στις διάφορες μορφές του (κρυσταλλικό, πολυκρυσταλλικό, άμορφο) τώρα και στο άμεσο μέλλον θα παραμείνει το κύριο υλικό για τη μικροηλεκτρονική. Αυτό οφείλεται σε ορισμένες από τις μοναδικές φυσικές και χημικές του ιδιότητες, από τις οποίες διακρίνονται τα ακόλουθα:

1. Το πυρίτιο ως αρχικό υλικό είναι διαθέσιμο και φθηνό, και η τεχνολογία παραγωγής, καθαρισμού, επεξεργασίας και κράματός της είναι καλά αναπτυγμένη, η οποία παρέχει υψηλό βαθμό κρυσταλλογραφικής τελειότητας των κατασκευασμένων κατασκευών. Πρέπει να τονιστεί ειδικά ότι το πυρίτιο είναι πολύ ανώτερο από το χάλυβα σε αυτόν τον δείκτη.

2. Το πυρίτιο έχει καλές μηχανικές ιδιότητες. Όσον αφορά τον συντελεστή Young, το πυρίτιο προσεγγίζει ανοξείδωτο ατσάλι και είναι πολύ ανώτερο από το χαλαζία και διάφορα γυαλιά. Όσον αφορά τη σκληρότητα, το πυρίτιο είναι κοντά στον χαλαζία και είναι σχεδόν διπλάσιο από το σίδηρο. Οι απλοί κρύσταλλοι πυριτίου έχουν σημείο απόδοσης που είναι τρεις φορές υψηλότερο από αυτό του ανοξείδωτου χάλυβα. Ωστόσο, κατά την παραμόρφωση, καταρρέει χωρίς ορατές αλλαγές στο μέγεθος, ενώ τα μέταλλα συνήθως υφίστανται πλαστική παραμόρφωση. Οι λόγοι για την καταστροφή του πυριτίου σχετίζονται με δομικά ελαττώματα του κρυσταλλικού δικτυωτού πλέγματος που βρίσκονται στην επιφάνεια των μονών κρυστάλλων πυριτίου.

Η βιομηχανία ημιαγωγών επιλύει με επιτυχία το πρόβλημα της υψηλής ποιότητας επιφανειακής επεξεργασίας του πυριτίου, έτσι ώστε συχνά τα μηχανικά εξαρτήματα πυριτίου (για παράδειγμα, ελαστικά στοιχεία στους αισθητήρες πίεσης) να είναι ισχυρότερα από το χάλυβα.

Η μικροηλεκτρονική τεχνολογία για την κατασκευή συσκευών πυριτίου βασίζεται στη χρήση λεπτών στρωμάτων που δημιουργούνται από εμφύτευση ιόντων ή θερμική διάχυση ατόμων προσβολής, τα οποία, σε συνδυασμό με τις μεθόδους απόθεσης κενού μετάλλων σε επιφάνεια πυριτίου, αποδείχθηκαν πολύ βολικά για τους σκοπούς της μικροποίησης προϊόντων.

Οι μικροηλεκτρονικές συσκευές πυριτίου κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας ομαδική τεχνολογία. Αυτό σημαίνει ότι όλες οι διαδικασίες κατασκευής πραγματοποιούνται για ένα ολόκληρο πλακίδιο πυριτίου, το οποίο περιέχει αρκετές εκατοντάδες μεμονωμένους κρυστάλλους ("μάρκες"). Και μόνο στο τελευταίο στάδιο της κατασκευής, η πλάκα χωρίζεται σε κρύσταλλα, τα οποία στη συνέχεια χρησιμοποιούνται στη συναρμολόγηση μεμονωμένων συσκευών, γεγονός που τελικά μειώνει απότομα το κόστος τους.

Για την αναπαραγωγή των μεγεθών και των σχημάτων των κατασκευών των συσκευών πυριτίου, χρησιμοποιείται η μέθοδος φωτολιθογραφίας, η οποία εξασφαλίζει υψηλή ακρίβεια κατασκευής.

Για την παραγωγή αισθητήρων, η ικανότητα του πυριτίου να ανταποκρίνεται σε διάφορους τύπους επιρροών είναι ιδιαίτερα σημαντική: μηχανική, θερμική, μαγνητική, χημική και ηλεκτρική. Η ευελιξία της εφαρμογής πυριτίου βοηθά στη μείωση του κόστους των αισθητήρων και ενοποιεί την τεχνολογία κατασκευής τους. Στους αισθητήρες, το πυρίτιο χρησιμεύει ως μορφοτροπέας, ο κύριος σκοπός του οποίου είναι να μετατρέψει τη μετρούμενη φυσική ή χημική επίδραση σε ηλεκτρικό σήμα. Οι λειτουργίες πυριτίου στους αισθητήρες είναι πολύ ευρύτερες από ό, τι στα συμβατικά ολοκληρωμένα κυκλώματα. Αυτό καθορίζει ορισμένα συγκεκριμένα χαρακτηριστικά της τεχνολογίας για την κατασκευή ευαίσθητων στοιχείων πυριτίου.

Κατάλογος αναφορών

1. Χημική εγκυκλοπαίδεια: σε 5 τόμους. / Διοικητικό συμβούλιο: I.L. Knunyants (αρχισυντάκτης). - Μόσχα: Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια, 1990 .-- T. 2. - σ. 508 - 671 σελ. - 100.000 αντίγραφα

2. Ι.Ρ. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. 1, 1965

3. Μεταλλικό πυρίτιο σε ιζολίτες του ορεινού όγκου Goryachegorsk, Πετρολογία συνηθισμένων χονδριτών

4. Glinka N.L. Γενική χημεία. - 24η έκδοση, αναθ. - L.: Chemistry, 1985 - S. 492 - 702 σελ.

5. R Smith., Ημιαγωγοί: Per. από τα Αγγλικά. - Μ.: Mir, 1982. - 560 σελ., Ill.

6. Pakhomova T.B., Alexandrova E.A., Simanova S.A. Silicon: Ένας οδηγός μελέτης. - SPb .: SPbGTI (TU), 2003 - 24p.

7. Zi S., Φυσική συσκευών ημιαγωγών: Σε 2 βιβλία. Βιβλίο. 1. Ανά. από τα Αγγλικά. - Μ.: Mir, 1984. - 456 σελ., Ill.

8. Koledov LA Τεχνολογίες και σχέδια μικροκυκλωμάτων, μικροεπεξεργαστών και μικροσυγκροτημάτων: ένα εγχειρίδιο // 2nd ed., Rev. και προσθέστε. - SPb .: Εκδοτικός οίκος "Lan", 2007.

9. Samsonov. G.V. Silicides και η χρήση τους στην τεχνολογία. - Κίεβο, Εκδοτικός Οίκος της Ακαδημίας Επιστημών του Ουκρανικού SSR, 1959 - 204 σελ. από το Σχ.

Δημοσιεύτηκε στο Allbest.ru

...

Παρόμοια έγγραφα

Η δομή του ατόμου πυριτίου, οι βασικές χημικές και φυσικές του ιδιότητες. Η κατανομή των πυριτικών και του πυριτίου στη φύση, η χρήση κρυστάλλων χαλαζία στη βιομηχανία. Μέθοδοι για την απόκτηση καθαρού και πολύ καθαρού πυριτίου για τεχνολογία ημιαγωγών.

η περίληψη προστέθηκε στις 25/12/2014


Το δεύτερο πιο κοινό (μετά το οξυγόνο) στοιχείο του φλοιού της γης. Απλή ουσία και στοιχείο πυριτίου. Ενώσεις πυριτίου. Εφαρμογές ενώσεων πυριτίου. Οργανικές ενώσεις πυριτίου. Ζωή πυριτίου.

περίληψη προστέθηκε στις 08/14/2007


Όσον αφορά τον επιπολασμό του φλοιού της γης, το πυρίτιο κατατάσσεται δεύτερο μετά το οξυγόνο. Το μεταλλικό πυρίτιο και οι ενώσεις του έχουν βρει εφαρμογή σε διάφορους τομείς της τεχνολογίας. Με τη μορφή πρόσθετων κραμάτων στην παραγωγή διαφόρων ποιοτήτων χάλυβα και μη σιδηρούχων μετάλλων.

έγγραφο, προστέθηκε 01/04/2009


Το πυρίτιο είναι ένα στοιχείο της κύριας υποομάδας της τέταρτης ομάδας της τρίτης περιόδου του περιοδικού συστήματος χημικών στοιχείων του D.I. Μεντελέφ; διανομή στη φύση. Ποικιλίες ορυκτών με βάση το οξείδιο του πυριτίου. Εφαρμογές ενώσεων πυριτίου. ποτήρι.

η παρουσίαση προστέθηκε στις 05/16/2011


Χημικές ιδιότητες απλών ουσιών. Γενικές πληροφορίες για τον άνθρακα και το πυρίτιο. Χημικές ενώσεις άνθρακα, οξυγόνο και παράγωγα που περιέχουν άζωτο. Καρβίδια, διαλυτά και αδιάλυτα στο νερό και αραιωμένα οξέα. Οξυγονούχες ενώσεις πυριτίου.

περίληψη, προστέθηκε 10/07/2010


Φυσικές ιδιότητες των στοιχείων της κύριας υποομάδας της ομάδας III. Γενικά χαρακτηριστικά αλουμινίου, βορίου. Φυσικός ανόργανες ενώσεις άνθρακας. Χημικές ιδιότητες του πυριτίου. Αλληλεπίδραση άνθρακα με μέταλλα, μη μέταλλα και νερό. Ιδιότητες οξειδίων.

η παρουσίαση προστέθηκε στις 04/09/2017


Άμεση αζώτωση πυριτίου. Διαδικασίες εναπόθεσης ατμών. Χημική εναπόθεση πλάσματος και αντιδραστικός ψεκασμός. Η δομή των λεπτών μεμβρανών του νιτριδίου του πυριτίου. Επίδραση της επιφάνειας του υποστρώματος στη σύνθεση, τη δομή και τη μορφολογία των εναποτιθέμενων στιβάδων νιτριδίου του πυριτίου.

χαρτί, προστέθηκε 12/03/2014


Κράματα πυριτίου-νικελίου, ιδιότητες και βιομηχανικές εφαρμογές. Θερμοδυναμική μοντελοποίηση των ιδιοτήτων στερεών μεταλλικών διαλυμάτων. Η θεωρία των «τακτικών» λύσεων. Θερμοδυναμικές λειτουργίες του διαμεταλλικού σχηματισμού. Υπολογισμός των δραστηριοτήτων των συστατικών.

διατριβή, προστέθηκε 03/13/2011


Επανεξέταση των φούρνων τήξης μεταλλεύματος που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή πυριτίου. Μετατροπή της χημικής σύνθεσης πρώτων υλών και ανθρακούχων αναγωγικών παραγόντων που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή πυριτίου σε γραμμομοριακές ποσότητες χημικών στοιχείων, λαμβάνοντας υπόψη τους παράγοντες φόρτωσης.

προστέθηκε έγγραφο όρων 04/12/2015


Η ιστορία της ανακάλυψης του φωσφόρου. Φυσικές ενώσεις, κατανομή φωσφόρου στη φύση και παραγωγή του. Χημικές ιδιότητες, ηλεκτρονική διαμόρφωση και μετάβαση του ατόμου φωσφόρου σε διεγερμένη κατάσταση. Αλληλεπίδραση με οξυγόνο, αλογόνα, θείο και μέταλλα.

Υπουργείο Γενικής και Επαγγελματικής Εκπαίδευσης

Τεχνική κατάσταση Νοβοσιμπίρσκ

πανεπιστήμιο.

RGR για την οργανική χημεία.

"ΠΥΡΙΤΙΟ"

Σχολή: EM

Ομάδα: EM-012

Ολοκληρώθηκε από: Danilov I.V.

Δάσκαλος: Shevnitsyna LV

Νοβοσιμπίρσκ, 2001.

Silicon (Latin Silicium), Si, χημικό στοιχείο της περιοδικής ομάδας IV

Τα συστήματα του Mendeleev ατομικός αριθμός 14, ατομική μάζα 28.086. Στη φύση

Το στοιχείο αντιπροσωπεύεται από τρία σταθερά ισότοπα: 28Si (92,27%), 29Si

(4,68%) και 30Si (3,05%).

Πυρίτιο σε ζωντανούς οργανισμούς.

Το πυρίτιο στο σώμα έχει τη μορφή διαφόρων ενώσεων που εμπλέκονται

κυρίως στο σχηματισμό σκληρών σκελετικών μερών και ιστών. Ειδικός

πολλά Κ. μπορούν να συσσωρεύσουν μερικά θαλάσσια φυτά (για παράδειγμα, διατόμων

φύκια) και ζώα (για παράδειγμα, σφουγγαράκια, ραδιολογικά),

κατά τη διάρκεια του θανάτου στον πυθμένα του ωκεανού, σχηματίζοντας ισχυρές εναποθέσεις διοξειδίου του πυριτίου. ΣΕ

Οι κρύες θάλασσες και οι λίμνες κυριαρχούνται από βιογενή ιζήματα εμπλουτισμένα με K., in

τροπικές θάλασσες - λάσπη από ασβέστη με χαμηλή περιεκτικότητα σε K. Ανάμεσα στη γη

Πολλά φυτά Κ. Συσσωρεύουν χόρτα, λάκκους, φοίνικες και αλογουρά. Σε σπονδυλωτά

οι μεγαλύτερες ποσότητες K. βρίσκονται σε πυκνό συνδετικό ιστό, νεφρά,

παγκρέας. Η καθημερινή ανθρώπινη διατροφή περιέχει έως 1 g K. Πότε

τον άνθρωπο και προκαλεί την ασθένεια -Silicosis (από το λατινικό silex -

flint), μια ανθρώπινη ασθένεια που προκαλείται από παρατεταμένη εισπνοή σκόνης,

ασθένειες. Βρίσκεται στους εργάτες μεταλλείας, πορσελάνης,

μεταλλουργικές βιομηχανίες κατασκευής μηχανημάτων. S. - το περισσότερο

δυσμενή νόσος από την ομάδα της πνευμονοκονίας · περισσότερο από

με άλλες ασθένειες, σημειώνεται η ένωση της φυματιώδους διαδικασίας

(η λεγόμενη πυριτική φυματίωση) και άλλες επιπλοκές.

Ιστορικό και χρήση ανακάλυψης.

Ιστορική αναφορά. Κ. Ενώσεις, διαδεδομένες στη γη, ήταν

γνωστό στον άνθρωπο από την εποχή των λίθων. Χρησιμοποιώντας πέτρινα εργαλεία για εργασία

και το κυνήγι συνεχίστηκε για αρκετές χιλιετίες. Η χρήση του Κ.

σχετικά με την επεξεργασία τους - παραγωγή γυαλιού - ξεκίνησε περίπου το 3000

χρόνια π.Χ. μι. (στην Αρχαία Αίγυπτο). Η πρώτη γνωστή ένωση Κ. Είναι

Διοξείδιο SiO2 (διοξείδιο του πυριτίου). Τον 18ο αιώνα. Η πυριτία θεωρήθηκε απλό σώμα και

αποδίδεται στα "εδάφη" (που αντικατοπτρίζεται στο όνομά του). Πολυπλοκότητα της σύνθεσης

Η πυριτία ιδρύθηκε από τον Ι. Ya. Berzelius. Δωρεάν σιλικόνη για πρώτη φορά

αποκτήθηκε το 1811 από τον Γάλλο επιστήμονα J. Gay-Lussac και O. Thénard. ΣΕ

1825 Ο Σουηδός ορυκτολόγος και χημικός Jens Jacob Berzelius έλαβε άμορφο

πυρίτιο. Καφέ άμορφη σκόνη πυριτίου ελήφθη με αναγωγή

μέταλλο καλίου τετραφθοριούχου αέριου πυριτίου:

SiF4 + 4K \u003d Si + 4KF

Αργότερα, αποκτήθηκε μια κρυσταλλική μορφή πυριτίου. Με ανακρυστάλλωση

πυρίτιο από τηγμένα μέταλλα ελήφθησαν γκρι στερεό, αλλά

εύθραυστοι κρύσταλλοι με μεταλλική γυαλάδα. Ρωσικά ονόματα για την εξάλειψη

το πυρίτιο τέθηκε σε χρήση από τον G.I. Hess το 1834.

Κατανομή στη φύση.

Μετά το οξυγόνο, το πυρίτιο είναι το πιο άφθονο στοιχείο (27,6%) στη γη.

Είναι ένα στοιχείο που βρίσκεται στα περισσότερα ορυκτά και πετρώματα,

αποτελεί το σκληρό κέλυφος του φλοιού της γης. Στο φλοιό της γης ο Κ. Παίζει το ίδιο

πρωταρχικό ρόλο ως άνθρακας στον κόσμο των ζώων και των φυτών. Για

Η γεωχημεία του Κ. Είναι εξαιρετικά σημαντική για τον ισχυρό δεσμό της με το οξυγόνο. Πλέον

διαδεδομένες ενώσεις πυριτίου - οξείδιο του πυριτίου SiO2 και

παράγωγα πυριτικού οξέος που ονομάζονται πυριτικά άλατα. Οξείδιο του πυριτίου (IV)

εμφανίζεται ως ορυκτό χαλαζία (πυριτία, πυριτόλιθος). Στη φύση από αυτό

ολόκληρα βουνά συσσωρεύονται. Υπάρχουν πολύ μεγάλα, βάρους έως 40 τόνων,

κρύσταλλοι χαλαζία. Η συνηθισμένη άμμος αποτελείται από λεπτό χαλαζία μολυσμένο με

διάφορες ακαθαρσίες. Η ετήσια παγκόσμια κατανάλωση άμμου φτάνει τα 300

εκατομμύρια τόνους.

Από τα πυριτικά άλατα, τα αργιλοπυριτικά (καολίνη)

Al2O3 * 2SiO2 * 2H2O, αμίαντος CaO * 3MgO * 4SiO2, ορθοκλάση K2O * Al2O3 * 6SiO2, κ.λπ.).

Εάν εκτός από οξείδια πυριτίου και αργιλίου, το ορυκτό περιέχει οξείδια

νάτριο, κάλιο ή ασβέστιο, το μέταλλο ονομάζεται άστριος (λευκό)

μίκα, κ.λπ.). Το Feldspars αντιπροσωπεύει περίπου το ήμισυ των γνωστών

τη φύση των πυριτικών. Οι βράχοι γρανίτη και gneiss περιλαμβάνουν χαλαζία, μαρμαρυγία,

αστριός.

Στη χλωρίδα και την πανίδα, το πυρίτιο περιλαμβάνεται σε ασήμαντες ποσότητες

εξηγεί την αυξημένη αντοχή των στελεχών αυτών των φυτών. Κελύφη Ciliate,

σώματα σφουγγαριών, αυγών και φτερών πουλιών, μαλλιών ζώων, μαλλιών, υαλοειδούς

τα μάτια περιέχουν επίσης πυρίτιο.

Η ανάλυση δειγμάτων σεληνιακού εδάφους που παραδόθηκαν από πλοία έδειξε

η παρουσία οξειδίου του πυριτίου σε ποσότητα μεγαλύτερη από 40 τοις εκατό. Ως μέρος της πέτρας

μετεωρίτες, η περιεκτικότητα σε πυρίτιο φτάνει το 20 τοις εκατό.

Ατομική δομή και βασική χημική και φυσική. Ιερό νησί.

Κ. Σχηματίζει κρύσταλλα, σκούρο γκρι με μεταλλική λάμψη,

ένα κυβικό δικτυωτό δικτυωτό πλέγμα τύπου διαμαντιού με περίοδο a \u003d 5.431E,

με πυκνότητα 2,33 g / cm3. Σε πολύ υψηλές πιέσεις, ένα νέο (

προφανώς εξαγωνική) τροποποίηση με πυκνότητα 2,55 g / cm3. Κ. Λιώνει

στους 1417 ° C, βράζει στους 2600 ° C. Ειδική θερμότητα (στους 20-100 ° С) 800

j / (kgChK) ή 0,191 cal / (gChrad); θερμική αγωγιμότητα ακόμη και για τον καθαρότερο

τα δείγματα δεν είναι σταθερά και είναι στην περιοχή (25 ° C) 84-126 W / (mChK), ή

0,20-0,30 cal / (cmChsecChgrad). Συντελεστής θερμοκρασίας γραμμικής διαστολής

2.33X10-6 Κ-1; κάτω από 120Κ γίνεται αρνητικό. Το Κ είναι διαφανές

υπέρυθρες ακτίνες μεγάλου κύματος. δείκτης διάθλασης (για l \u003d 6 μικρά) 3,42.

διηλεκτρική σταθερά 11.7. K. διαμαγνητικό, ατομικό μαγνητικό

ευαισθησία -0,13 × 10-6. Hardness K. Mohs 7.0, Brinell 2.4

Gn / m2 (240 kgf / mm2), ελαστικός συντελεστής 109 Gn / m2 (10890 kgf / mm2),

ο συντελεστής συμπιεστότητας είναι 0,325X10-6 cm2 / kg. Κ. Εύθραυστο υλικό; αξιοπρόσεχτος

η πλαστική παραμόρφωση ξεκινά σε θερμοκρασίες άνω των 800 ° C.

Ο Κ. Είναι ένας ημιαγωγός που βρίσκει αυξανόμενη χρήση. Ηλεκτρικός

ιδιότητες του Κ. εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τις ακαθαρσίες. Ιδιαίτερος όγκος

Η ηλεκτρική αντίσταση Κ. σε θερμοκρασία δωματίου θεωρείται ότι είναι

2.3X103 ohmChm (2.3Ch105 ohmChm).

Ημιαγωγός K. με αγωγιμότητα τύπου p (πρόσθετα B, Al, In ή Ga) και n-

τύπος (πρόσθετα P, Bi, As ή Sb) έχει σημαντικά χαμηλότερη αντίσταση.

Το ενεργειακό κενό σύμφωνα με τις ηλεκτρικές μετρήσεις είναι 1,21 eV σε

0 K και μειώνεται στα 1,119 eV στα 300 K.

Σύμφωνα με τη θέση του Κ. Στο περιοδικό σύστημα του Mendeleev 14

ηλεκτρόνια του ατόμου Κ. κατανέμονται σε τρία κελύφη: στο πρώτο (από τον πυρήνα) 2

ηλεκτρόνιο, στο δεύτερο 8, στο τρίτο (σθένος) 4 · ηλεκτρονική διαμόρφωση

κελύφη 1s22s22p63s23p2. Δυνατότητες διαδοχικού ιονισμού (eV):

8.149; 16.34; 33.46 και 45.13. Ατομική ακτίνα 1,33Е, ομοιοπολική ακτίνα

1,17E, ιοντικές ακτίνες Si4 + 0,39E, Si4-1,98E.

Στις ενώσεις, το Κ. (Παρόμοιο με τον άνθρακα) είναι 4-σθένος. Ωστόσο, σε αντίθεση με

άνθρακα, Κ. μαζί με τον αριθμό συντονισμού 4 δείχνει έναν συντονισμό

αριθμός 6, το οποίο εξηγείται από τον μεγάλο όγκο του ατόμου του (ένα τέτοιο παράδειγμα

Οι ενώσεις είναι ομάδα 2-) που περιέχει φθοροπυρίτιο.

Ο χημικός δεσμός μεταξύ ενός ατόμου και άλλων ατόμων συνήθως πραγματοποιείται εις βάρος του

υβριδικά sp3 τροχιακά, αλλά είναι επίσης δυνατό να εμπλέκονται δύο από τα πέντε

(κενό) τρισδιάστατα τροχιακά, ειδικά όταν ο Κ είναι έξι συντονισμένος.

Με μικρή τιμή ηλεκτροαρνητικότητας 1,8 (έναντι 2,5 για

άνθρακας; 3.0 για άζωτο, κ.λπ.), Κ. Σε ενώσεις με μη μέταλλα

είναι ηλεκτρικά θετικό και αυτές οι ενώσεις είναι πολικής φύσης. Μεγάλο

ενέργεια δέσμευσης με οξυγόνο Si-O, ίση με 464 kJ / mol (111 kcal / mol),

καθορίζει την αντοχή του ενώσεις οξυγόνου (SiO2 και πυριτικά).

Η ενέργεια δεσμού Si-Si είναι χαμηλή, 176 kJ / mol (42 kcal / mol). Διαφορετικός

άνθρακας, ο σχηματισμός μακρών αλυσίδων και ένας διπλός δεσμός δεν είναι χαρακτηριστικός του Κ.

μεταξύ ατόμων Si. Στον αέρα Κ. Λόγω του σχηματισμού προστατευτικού οξειδίου

οι μεμβράνες είναι σταθερές ακόμη και σε υψηλές θερμοκρασίες. Οξειδώνεται στο οξυγόνο

ξεκινώντας από 400 ° C, σχηματίζοντας διοξείδιο του πυριτίου SiO2. Επίσης γνωστό μονοξείδιο

SiO, σταθερό σε υψηλές θερμοκρασίες ως αέριο. ως αποτέλεσμα του αιχμηρού

ψύξη, μπορεί να ληφθεί ένα στερεό προϊόν που αποσυντίθεται εύκολα

ένα λεπτό μείγμα Si και SiO2. Το K. είναι ανθεκτικό στα οξέα και διαλύεται μόνο σε

μείγματα νιτρικών και υδροφθορικών οξέων · διαλύεται εύκολα σε ζεστό

διαλύματα αλκαλίων με εξέλιξη υδρογόνου. Κ. Αντιδρά με φθόριο όταν

θερμοκρασία δωματίου, με τα υπόλοιπα αλογόνα - όταν θερμαίνεται με

ο σχηματισμός ενώσεων του γενικού τύπου SiX4 (βλέπε αλογονίδια πυριτίου).

Το υδρογόνο δεν αντιδρά άμεσα με το K., και τα πυρίτια (σιλάνια)

λάβετε την αποσύνθεση των πυριτιδίων (δείτε παρακάτω). Γνωστά πυρίτια από το SiH4

έως Si8H18 (παρόμοια σε σύνθεση με κορεσμένους υδρογονάνθρακες). Κ. Έντυπα 2

ομάδες σιλανίων που περιέχουν οξυγόνο - σιλοξάνια και σιλοξένια. Με άζωτο Κ.

αντιδρά σε θερμοκρασίες άνω των 1000 ° C. Έχει μεγάλη πρακτική σημασία

νιτρίδιο Si3N4, δεν οξειδώνεται στον αέρα ακόμη και στους 1200 ° C, ανθεκτικό σε

σε σχέση με τα οξέα (εκτός από τα νιτρικά) και τα αλκάλια, καθώς και με τα λιωμένα

μέταλλα και σκωρίες, καθιστώντας το πολύτιμο υλικό για χημικά

βιομηχανία, για την παραγωγή πυρίμαχων υλικών, κ.λπ. Υψηλή σκληρότητα, και

Επίσης η θερμική και χημική αντίσταση διακρίνονται από τις ενώσεις K. με

άνθρακας (καρβίδιο πυριτίου SiC) και βόριο (SiB3, SiB6, SiB12). Πότε

η θέρμανση Κ αντιδρά (παρουσία μεταλλικών καταλυτών,

για παράδειγμα χαλκός) με οργανοχλωριώδεις ενώσεις (για παράδειγμα, με CH3Cl) με

ο σχηματισμός οργανοαλοσιλανίων [για παράδειγμα, Si (CH3) 3CI], οι οποίες χρησιμεύουν

σύνθεση πολυάριθμων οργανοπυριτικών ενώσεων.

Λήψη.

Η απλούστερη και πιο βολική εργαστηριακή μέθοδος για την παραγωγή πυριτίου είναι

μείωση του οξειδίου του πυριτίου SiO2 σε υψηλές θερμοκρασίες με μέταλλα -

αποκαταστάτες. Λόγω της σταθερότητας του οξειδίου του πυριτίου για μείωση

χρησιμοποιήστε τέτοια δραστικά αναγωγικά μέσα όπως μαγνήσιο και αλουμίνιο:

3SiO2 + 4Al \u003d 3Si + 2Al2O3

Κατά την αναγωγή με μεταλλικό αλουμίνιο, κρυσταλλικό

πυρίτιο. Μέθοδος για τη μείωση των μετάλλων από τα μεταλλικά τους οξείδια

το αλουμίνιο ανακαλύφθηκε από τον Ρώσο φυσικοχημικό NN Beketov το 1865. Πότε

μείωση του οξειδίου του πυριτίου με αλουμίνιο, η απελευθερούμενη θερμότητα δεν είναι αρκετή για

προϊόντα αντίδρασης τήξης - οξείδιο πυριτίου και αργιλίου, το οποίο

λιώνει στους 2050 C. Για να χαμηλώσει το σημείο τήξης των προϊόντων αντίδρασης μέσα

θείο και περίσσεια αργιλίου προστίθενται στο μείγμα αντίδρασης. Η αντίδραση σχηματίζεται

θειούχο αργίλιο χαμηλής τήξης:

2Al + 3S \u003d Al2S3

Σταγόνες λιωμένου νεροχύτη πυριτίου στο κάτω μέρος του χωνευτηρίου.

Η τεχνική καθαρότητα (95-98%) επιτυγχάνεται σε ηλεκτρικό τόξο

μείωση του διοξειδίου του πυριτίου SiO2 μεταξύ των ηλεκτροδίων γραφίτη.

Σε συνδυασμό με την ανάπτυξη της τεχνολογίας ημιαγωγών, μέθοδοι απόκτησης

καθαρό και ιδιαίτερα καθαρό Κ. Αυτό απαιτεί μια προκαταρκτική σύνθεση του καθαρότερου

αρχικές ενώσεις Κ., από τις οποίες το Κ εξάγεται με αναγωγή ή

θερμική αποσύνθεση.

Το καθαρό πυρίτιο ημιαγωγών λαμβάνεται σε δύο μορφές: πολυκρυσταλλικό

(μείωση SiCI4 ή SiHCl3 με ψευδάργυρο ή υδρογόνο, θερμική

αποσύνθεση Sil4 και SiH4) και μονοκρυσταλλικού (τήξη ζώνης χωρίς χωνευτήρια)

και «τραβώντας» ένα κρύσταλλο από τηγμένο Κ. - τη μέθοδο Czochralski).

Το τετραχλωριούχο πυρίτιο λαμβάνεται με χλωρίωση εμπορικού πυριτίου.

Η παλαιότερη μέθοδος για την αποσύνθεση του τετραχλωριούχου πυριτίου είναι η μέθοδος

ο εξαιρετικός Ρώσος ακαδημαϊκός χημικός Ν. Μπεκετόφ. Αυτή η μέθοδος μπορεί να είναι

αντιπροσωπεύεται από την εξίσωση:

SiCl4 + Zn \u003d Si + 2ZnCl2.

Εδώ είναι οι ατμοί του τετραχλωριούχου πυριτίου, που βράζουν σε θερμοκρασία 57,6 ° C,

αλληλεπιδρά με ατμούς ψευδαργύρου.

Επί του παρόντος, το τετραχλωριούχο πυρίτιο ανάγεται με υδρογόνο. Αντίδραση

ρέει σύμφωνα με την εξίσωση:

SiCl4 + 2H2 \u003d Si + 4HCl.

Το πυρίτιο λαμβάνεται σε μορφή σκόνης. Χρησιμοποιείται επίσης η μέθοδος ιωδιδίου

απόκτηση πυριτίου, παρόμοια με την προηγουμένως περιγραφείσα μέθοδο ιωδίου απόκτησης

καθαρό τιτάνιο.

Για να ληφθεί καθαρό πυρίτιο, καθαρίζεται από ακαθαρσίες με τήξη ζώνης.

Ομοίως με τον τρόπο που λαμβάνεται καθαρό τιτάνιο.

Για μια ποικιλία συσκευών ημιαγωγών,

υλικά ημιαγωγών που λαμβάνονται με τη μορφή μονών κρυστάλλων, από το 2007

πολυκρυσταλλικό υλικό, εμφανίζονται ανεξέλεγκτες αλλαγές

ηλεκτρικές ιδιότητες.

Κατά την περιστροφή μεμονωμένων κρυστάλλων, χρησιμοποιείται η μέθοδος Czochralski, η οποία αποτελείται από

στα ακόλουθα: μια ράβδος κατεβαίνει στο τετηγμένο υλικό, στο τέλος του οποίου

υπάρχει ένας κρύσταλλος αυτού του υλικού. υπηρετεί ως έμβρυο του μέλλοντος

μονό κρύσταλλο. Η ράβδος τραβιέται από το τήγμα σε χαμηλή ταχύτητα έως 1-2

mm / λεπτό Ως αποτέλεσμα, ένας μοναδικός κρύσταλλος του επιθυμητού μεγέθους αυξάνεται σταδιακά. Του

κόβεται από τις γκοφρέτες που χρησιμοποιούνται σε συσκευές ημιαγωγών.

Εφαρμογή.

Ο ειδικά κράμα άνθρακα χρησιμοποιείται ευρέως ως υλικό για την κατασκευή

συσκευές ημιαγωγών (τρανζίστορ, θερμίστορ, ανορθωτές ισχύος

τρέχουσες, ελεγχόμενες διόδους - θυρίστορ. ηλιακά φωτοβολταϊκά κύτταρα που χρησιμοποιούνται στο

διαστημόπλοια, κ.λπ.). Δεδομένου ότι το Κ είναι διαφανές στις ακτίνες με μήκος

κύματα από 1 έως 9 μικρά, χρησιμοποιείται στην οπτική υπέρυθρη ακτινοβολία (βλ. επίσης χαλαζία).

Ο Κ. Έχει διάφορα και συνεχώς διευρυνόμενα πεδία εφαρμογής. ΣΕ

Το Metallurgy K. χρησιμοποιείται για την απομάκρυνση του διαλυμένου σε λιωμένο

μέταλλα οξυγόνου (αποξείδωση). Το Κ. Είναι αναπόσπαστο μέρος ενός μεγάλου

τον αριθμό των κραμάτων σιδήρου και μη σιδηρούχων μετάλλων. Συνήθως ο Κ. Προσδίδει κράματα

αυξημένη αντοχή στη διάβρωση, βελτιώνει τις ιδιότητες χύτευσης και

αυξάνει τη μηχανική αντοχή. Ωστόσο, με μεγαλύτερο περιεχόμενο, ο Κ. μπορεί

προκαλούν ευθραυστότητα. Τα πιο σημαντικά είναι ο σίδηρος, ο χαλκός και το αλουμίνιο

οργανοπυριτικές ενώσεις και πυριτίδια. Πυρίτιο και πολλά πυριτικά

(άργιλοι, αστέρια, μαρμαρυγία, τάλκης κ.λπ.) επεξεργάζονται με γυαλί,

τσιμέντο, κεραμικά, ηλεκτρικά και άλλες βιομηχανίες.

Πυριτικοποίηση, επιφανειακός ή ογκομετρικός κορεσμός του υλικού με πυρίτιο.

Παράγεται με επεξεργασία του υλικού σε ατμούς πυριτίου που σχηματίζονται σε υψηλά επίπεδα

θερμοκρασία πάνω από τη συμπλήρωση πυριτίου, ή σε περιβάλλον αερίου που περιέχει

τα χλωροσιλάνια ανάγονται με υδρογόνο (για παράδειγμα, με την αντίδραση SiCI4 + 2H2

Si + 4HC1). Χρησιμοποιείται κυρίως ως μέσο προστασίας πυρίμαχων υλικών

μέταλλα (W, Mo, Ta, Ti, κ.λπ.) από την οξείδωση. Αντοχή στην οξείδωση

λόγω του σχηματισμού σε S. πυκνής διάχυσης

"Αυτοθεραπευόμενα" επικαλύμματα πυριτίου (WSi2, MoSi2, κ.λπ.). Πλατύς

Χρησιμοποιείται σιλικοποιημένος γραφίτης.

Συνδέσεις.

Πυριτιοκτόνα.

Πυριτιοκτόνα (από Lat. Silicium - πυρίτιο), χημικές ενώσεις πυριτίου με

μέταλλα και ορισμένα μη μέταλλα. Γ. Από τον τύπο του χημικού δεσμού μπορεί να είναι

υποδιαιρείται σε τρεις κύριες ομάδες: ιοντικό-ομοιοπολικό, ομοιοπολικό και

μέταλλο. Το ιονικό-ομοιοπολικό S. σχηματίζεται από αλκαλικό (με εξαίρεση το

νάτριο και κάλιο) και μέταλλα αλκαλικής γαίας, καθώς και μέταλλα υποομάδων

χαλκός και ψευδάργυρος ομοιοπολικός - βόριο, άνθρακας, άζωτο, οξυγόνο, φώσφορος,

θείο, ονομάζονται επίσης βορίδια, καρβίδια, νιτρίδια πυριτίου) κ.λπ.

μέταλλα - μέταλλα μετάβασης.

Παραλήφθηκε με τήξη ή σύντηξη ενός μίγματος σκόνης Si και

το αντίστοιχο μέταλλο: με θέρμανση μεταλλικών οξειδίων με Si, SiC, SiO2 και

φυσικά ή συνθετικά πυριτικά άλατα (μερικές φορές αναμιγνύονται με άνθρακα) ·

η αλληλεπίδραση του μετάλλου με ένα μείγμα SiCl4 και H2 · ηλεκτρόλυση τήξεων,

αποτελούμενο από K2SiF6 και το οξείδιο του αντίστοιχου μετάλλου. Ομοιοπολικός και

πυρίμαχο S. σαν μέταλλο, ανθεκτικό στην οξείδωση, η δράση του ορυκτού

οξέα και διάφορα επιθετικά αέρια. Το S. χρησιμοποιούνται ως μέρος ανθεκτικό στη θερμότητα

μεταλλικά-κεραμικά σύνθετα υλικά για αεροπορία και πυραύλους

τεχνολογία. Το MoSi2 χρησιμοποιείται για την παραγωγή θερμαντήρων φούρνων αντίστασης,

εργάζεται στον αέρα σε θερμοκρασίες έως 1600 ° C. FeSi2, Fe3Si2, Fe2Si

είναι μέρος του σιδηροπυριτίου που χρησιμοποιείται για την αποξείδωση και την κράμα

χάλυβες. Το καρβίδιο του πυριτίου είναι ένα από τα υλικά ημιαγωγών.

Σιλικοποιημένος γραφίτης

Σιλικοποιημένος γραφίτης, κορεσμένος με πυρίτιο γραφίτης. Παράγεται με επεξεργασία

πορώδης γραφίτης σε συμπλήρωση πυριτίου στους 1800-2200 ° C (ενώ οι ατμοί

το πυρίτιο εναποτίθεται στους πόρους). Αποτελείται από βάση γραφίτη, καρβίδιο πυριτίου

και δωρεάν πυρίτιο. Συνδυάζει υψηλή αντοχή σε θερμοκρασία του γραφίτη

και αντοχή σε αυξημένες θερμοκρασίες με πυκνότητα, στεγανότητα αερίου,

υψηλή αντοχή στην οξείδωση σε θερμοκρασίες έως 1750 ° C και διάβρωση

επιμονή. Χρησιμοποιείται για επένδυση κλιβάνων υψηλής θερμοκρασίας, σε

συσκευές για χύτευση μετάλλων, σε θερμαντικά στοιχεία, για

κατασκευή ανταλλακτικών για αεροπορική και διαστημική τεχνολογία

συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και διάβρωσης

Silal (από λατινικό πυρίτιο - πυρίτιο και κράμα αγγλικού - κράμα), ανθεκτικό στη θερμότητα χυτοσίδηρο

με υψηλή περιεκτικότητα σε πυρίτιο (5-6%). 2 ποικιλίες παράγονται στην ΕΣΣΔ

S. - με ελασματοειδή και οζώδη γραφίτη. Από τον S., σχετικά

φθηνά χυτά εξαρτήματα που λειτουργούν σε υψηλές θερμοκρασίες (800-900

° C), για παράδειγμα τις πόρτες των κλιβάνων ανοιχτής εστίας, σχάρες, μέρη ατμολέβητων.

Silumin (από λατινικό πυρίτιο - πυρίτιο και αλουμίνιο - αλουμίνιο), κοινή ονομασία

μια ομάδα κραμάτων με βάση αλουμίνιο που περιέχουν πυρίτιο (4-13%, σε

ορισμένες μάρκες έως και 23%). Ανάλογα με τον επιθυμητό συνδυασμό

μερικές φορές οι τεχνολογικές και λειτουργικές ιδιότητες του C. είναι κράμα με Cu, Mn, Mg

Zn, Ti, Be και άλλα μέταλλα. Γ. Έχουν υψηλή χύτευση και επαρκή

υψηλές μηχανικές ιδιότητες, κατώτερες, ωστόσο, σε μηχανικές

ιδιότητες των κραμάτων χύτευσης με βάση το σύστημα Al - Cu. Στα πλεονεκτήματα του S.

την αυξημένη αντοχή στη διάβρωση σε βρεγμένα και θαλάσσια

ατμόσφαιρες. S. χρησιμοποιούνται στην κατασκευή τμημάτων σύνθετης διαμόρφωσης,

κυρίως στην κατασκευή αυτοκινήτων και αεροσκαφών. Στην ΕΣΣΔ, παράγεται S. των βαθμών AL2,

AL4, AL9 κ.λπ.

Σιλικόμαγγάνιο

Το Silicomanganese είναι ένα σιδηροκράμα με κύρια συστατικά το πυρίτιο και το μαγγάνιο.

τήκεται σε θερμικούς κλιβάνους μεταλλεύματος με διαδικασία μείωσης άνθρακα. ΑΠΟ.

με 10-26% Si (το υπόλοιπο είναι Mn, Fe και ακαθαρσίες), που λαμβάνεται από μεταλλεύματα μαγγανίου,

σκωρία μαγγανίου και χαλαζίτης, που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή χάλυβα ως

αποξειδωτικό και πρόσθετο κράματος, καθώς και για τήξη σιδηρομαγγανίου με

μειωμένη περιεκτικότητα σε άνθρακα με σιλικοθερμική διαδικασία. Γ. Με 28-30% Si

(πρώτη ύλη για την οποία παράγεται ειδικά μαγγάνιο

σκωρία χαμηλού φωσφόρου) χρησιμοποιείται στην παραγωγή μεταλλικού μαγγανίου.

Silicochrom

Silicochromium, ferrosilicochromium, ferroalloy, τα κύρια συστατικά των οποίων είναι

πυρίτιο και χρώμιο · αρωματίζεται σε θερμικά φούρνο μεταλλεύματος με μείωση άνθρακα

μια διεργασία χαλαζίτη και κοκκοποιημένου σιδηροχρώματος μετατροπής ή

μετάλλευμα χρωμίου. Γ. Με 10-46% Si (το υπόλοιπο είναι Cr, Fe και ακαθαρσίες) χρησιμοποιείται για

χάλυβα χαμηλού κράματος τήξης, καθώς και για την παραγωγή σιδηροχρώματος με

μειωμένη περιεκτικότητα σε άνθρακα με σιλικοθερμική διαδικασία. Γ. Με 43-55% Si

χρησιμοποιείται στην παραγωγή σιδηροχρώματος χωρίς άνθρακα και στην τήξη

από ανοξείδωτο ατσάλι.

Silchrome

Silchrome (από λατινικό πυρίτιο - πυρίτιο και χρώμιο - χρώμιο), κοινή ονομασία

ομάδες ανθεκτικών στη θερμότητα και ανθεκτικών στη θερμότητα χαλύβων με κράμα Cr (5-14%) και Si

(1-3%). Ανάλογα με το απαιτούμενο επίπεδο λειτουργικών ιδιοτήτων, Γ.

επιπλέον κράμα με Mo (έως 0,9%) ή Al (έως 1,8%). Γ. Ανθεκτικό σε

οξείδωση στον αέρα και σε θειούχα μέσα έως 850-950 ° С · ισχύουν

κυρίως για την κατασκευή βαλβίδων για κινητήρες εσωτερικής καύσης,

καθώς και λεπτομέρειες εγκαταστάσεων λέβητα, σχάρες κ.λπ.

μηχανικά φορτία, εξαρτήματα κατασκευασμένα από S. λειτουργούν αξιόπιστα για μεγάλο χρονικό διάστημα

σε θερμοκρασίες έως 600-800 ° C. Στην ΕΣΣΔ, S. των βαθμών 4Х9С2,

4X10C2M, κ.λπ.

Αλογονίδια πυριτίου

Αλογονίδια πυριτίου, ενώσεις πυριτίου με αλογόνα. Γνωστό K. g.

των ακόλουθων τύπων (X-αλογόνο): SiX4, SiHnX4-n (αλογόνοσιλάνια), SinX2n + 2 και

μικτά αλογονίδια όπως το SiClBr3. Υπό κανονικές συνθήκες, το SiF4 είναι αέριο,

SiCl4 και SiBr4 - υγρά (tm - 68,8 και 5 ° С), SiI4 - στερεό (tnl

124 ° C). Οι ενώσεις SiX4 υδρολύονται εύκολα: SiX4 + 2H2O \u003d SiO2 + 4HX;

καπνός στον αέρα λόγω του σχηματισμού πολύ μικρών σωματιδίων SiO2.

το τετραφθοριούχο πυρίτιο αντιδρά διαφορετικά: 3SiF4 + 2H2O \u003d SiO2 + 2H2SiF6. Χλωροσιλάνια

(SiHnX4-n), για παράδειγμα SiHCl3 (που λαμβάνεται με τη δράση αερίου HCl στο Si),

υπό τη δράση υδατικών μορφών πολυμερών ενώσεων με ισχυρό σιλοξάνιο

αλυσίδα Si-O-Si. Πολύ αντιδραστικά, χλωροσιλάνια

χρησιμεύουν ως αρχικά υλικά για την παραγωγή οργανοπυριτικών ενώσεων.

Δίνουν ενώσεις του τύπου SinX2n + 2 που περιέχουν αλυσίδες ατόμων Si, στο Χ - χλώριο

μια σειρά, συμπεριλαμβανομένου του Si6Cl14 (tnl 320 ° C) · τα υπόλοιπα αλογόνα σχηματίζουν μόνο Si2X6.

Ελήφθησαν ενώσεις των τύπων (SiX2) n και (SiX) n. Μόρια SiX2 και SiX

υπάρχουν σε υψηλές θερμοκρασίες με τη μορφή αερίου και με απότομη ψύξη

(υγρό άζωτο) σχηματίζουν στερεές πολυμερείς ουσίες, αδιάλυτες σε

κοινοί οργανικοί διαλύτες.

Το τετραχλωριούχο πυρίτιο SiCl4 χρησιμοποιείται στην παραγωγή λιπαντικών ελαίων,

ηλεκτρική μόνωση, υγρά μεταφοράς θερμότητας, υδατοαπωθητικά υγρά κ.λπ.

Καρβίδιο του πυριτίου.

Καρβίδιο πυριτίου, καρβορούντιο, SiC, ένωση πυριτίου-άνθρακα. ένας από

τα πιο σημαντικά καρβίδια που χρησιμοποιούνται στην τεχνολογία. Στην καθαρή του μορφή Κ. Έως - άχρωμο

κρύσταλλο με διαμάντι λάμψη? τεχνικό προϊόν πράσινο ή μπλε-μαύρο

χρωματιστά. To. To. Υπάρχει σε δύο κύριες κρυσταλλικές τροποποιήσεις -

εξαγωνικό (a-SiC) και κυβικό (b-SiC), με το εξαγωνικό ον

Το "γιγαντιαίο μόριο" βασίζεται στην αρχή ενός είδους δομικού

κατευθυνόμενος πολυμερισμός απλών μορίων. Στρώματα ατόμων άνθρακα και

το πυρίτιο σε a-SiC τοποθετείται το ένα στο άλλο με διαφορετικούς τρόπους, σχηματίζοντας πολλά

δομικοί τύποι. Η μετάβαση από b-SiC σε a-SiC λαμβάνει χώρα σε θερμοκρασία

2100-2300 ° C (η αντίστροφη μετάβαση συνήθως δεν παρατηρείται). Κ. Κ. Πυρίμαχα

(λιώνει με αποσύνθεση στους 2830 ° C), έχει εξαιρετικά υψηλή σκληρότητα

(microhardness 33400 Mn / m2 ή 3,34 tf / mm2), δεύτερο μετά το διαμάντι και το βόριο

καρβίδιο B4C; εύθραυστο; πυκνότητα 3,2 g / cm3. Κ. Έως. Είναι σταθερό σε διάφορα

χημικά περιβάλλοντα, συμπεριλαμβανομένων και σε υψηλές θερμοκρασίες.

Κ. Έως. Λαμβάνεται σε ηλεκτρικούς κλιβάνους στους 2000-2200 ° C από μείγμα χαλαζιακής άμμου

(51-55%), οπτάνθρακας (35-40%) με προσθήκη NaCl (I-5%) και πριονίδι (5-10%).

Λόγω της υψηλής σκληρότητάς του, της χημικής αντοχής και της αντοχής στη φθορά, Κ.

γιατί χρησιμοποιείται ευρέως ως λειαντικό υλικό (κατά την άλεση), για κοπή

σκληρά υλικά, σημεία εργαλείων, καθώς και για την κατασκευή διαφόρων

μέρη χημικού και μεταλλουργικού εξοπλισμού που λειτουργούν σε συγκρότημα

συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας. Κ. Έως., Κράμα με διάφορες ακαθαρσίες,

χρησιμοποιείται στην τεχνολογία ημιαγωγών, ειδικά με αυξημένη

θερμοκρασίες. Είναι ενδιαφέρον να χρησιμοποιήσετε το K. to. Στην ηλεκτρολογία - για

κατασκευή θερμαντήρων για φούρνους ηλεκτρικής αντίστασης υψηλής θερμοκρασίας

(ράβδοι κόσκινου), αστραπές για ηλεκτρικές γραμμές μετάδοσης

τρέχουσες, μη γραμμικές αντιστάσεις, ως μέρος ηλεκτρικών μονωτικών συσκευών κ.λπ.

Διοξείδιο του πυριτίου

SILICON DIOXIDE (silica), SiO2, κρύσταλλοι. Το συνηθέστερο

ορυκτό - χαλαζία; Η συνηθισμένη άμμος είναι επίσης διοξείδιο του πυριτίου. Χρησιμοποιείται σε

παραγωγή γυαλιού, πορσελάνης, πήλινου είδους, σκυροδέματος, τούβλου, κεραμικών, ως

πληρωτικό από καουτσούκ, προσροφητικό στη χρωματογραφία, ηλεκτρονικά, ακουστικά-οπτικά

και άλλα ορυκτά πυριτίας, ορισμένα είδη ορυκτών, τα οποία είναι

πολυμορφικές τροποποιήσεις διοξειδίου του πυριτίου · σταθερό κάτω από ορισμένα

διαστήματα θερμοκρασίας ανάλογα με την πίεση.

| Όνομα | | Σύστημα | Πίεση, | Θερμοκρασία | | Πυκνότητα |

| Ορυκτά | | | πμ * | | Θ, |

| | | | | στρογγυλό, ° С | kg / m "|

| b-cristobali | | κυβικά | 1 | 1728-147 | 2190 |

| τ | | | | 0 | |

| β-τριδυμίτης | | Εξαγωνικό | 1 | 1470-870 | 2220 |

| | | naya | | | |

| α-χαλαζία | | εξαγωνικό | 1 | 870-573 | 2530 |

| | | naya | | | |

| b-χαλαζία | | τριγωνικό | 1 | κάτω από 573 | 2650 |

| b1-τριδυμίτης | | εξαγωνικό | 1 | 163-117 | περίπου. |

| | | naya | | | 2260 |

| a-tridymite | metastable | rhombic | 1 | κάτω από 117 | περίπου. |

| | ου | | | | 2260 |

| a-cristobali | | Τετραγωνικό | 1 | κάτω από 200 | 2320 |

| τ | | naya | | | |

| Coesite | Μεταστατικά | μονοκλινικά | 35 χιλιάδες | 1700-500 | 2930 |

| | e στο χαμηλό | | | | |

| | temp- | | | | |

| | raturah και | | | | |

| | πιέσεις | | | | |

| Stishovit | | τετραγωνικό | 100-180 | 1400-600 | 4350 |

| | | naya | χιλιάδες | | |

| Kitit | | τετραγωνικό | 350-1260 | 585-380 | 2500 |

| | | naya | | | |

* 1 π.μ. \u003d 1 kgf / cm2 @ 0,1 Mn / m2.

Η βάση της κρυσταλλικής δομής του κρυσταλλικού υλικού είναι ένα τρισδιάστατο πλαίσιο,

κατασκευασμένο από τετραέδρονα που συνδέονται μέσω κοινού οξυγόνου (5104).

Ωστόσο, η συμμετρία της διάταξής τους, η πυκνότητα συσκευασίας και η αμοιβαία

οι προσανατολισμοί είναι διαφορετικοί, οι οποίοι αντικατοπτρίζονται στη συμμετρία των κρυστάλλων του ατόμου

ορυκτά και τα φυσικές ιδιότητες... Η εξαίρεση είναι stishovite,

η βάση της δομής της οποίας είναι η οκτάεδρα (SiO6), η οποία σχηματίζει τη δομή,

παρόμοιο με το ρουτίλιο. Όλοι οι κρύσταλλοι χαλαζία (εκτός από ορισμένες ποικιλίες χαλαζία)

συνήθως άχρωμο. Η σκληρότητα στην ορυκτολογική κλίμακα είναι διαφορετική: από 5,5 (a-

tridymite) έως 8-8.5 (stishovite).

Κ. Μ. Βρίσκονται συνήθως με τη μορφή πολύ μικρών κόκκων, κρυπτοκρυσταλλικών

ινώδης (α-κριστοβαλίτης, ο λεγόμενος λουσατίτης) και μερικές φορές σφαιροειδής

σχηματισμοί. Λιγότερο συχνά - με τη μορφή κρυστάλλων σε πίνακα ή σε στρώματα

σχήμα (tridymite), octahedral, dipyramidal (a- and b-cristobalite),

λεπτή βελόνα (coesite, stishovite). Τα περισσότερα μ. Χαλαζία (εκτός από τον χαλαζία) είναι πολύ

σπάνια και ασταθή στις επιφανειακές ζώνες του φλοιού της γης.

Τροποποιήσεις υψηλής θερμοκρασίας SiO2 - b-tridymite, b-cristobalite -

σχηματίζονται σε μικρά κενά από νεαρούς πετρώδεις βράχους (δακίτες, βασάλτες,

λιπαρίτες, κ.λπ.). Α-κριστοβαλίτης χαμηλής θερμοκρασίας, μαζί με α-τριδυμίτη,

είναι ένα από τα συστατικά μέρη των αχάτων, της χαλκηδόνιας, των οπάλων · κατατέθηκε

από ζεστά υδατικά διαλύματα, μερικές φορές από κολλοειδές SiO2. Stishovite και Coesite

βρέθηκαν στους ψαμμίτες του μετεωρικού κρατήρα του Devil's Canyon στην Αριζόνα (ΗΠΑ),

όπου σχηματίστηκαν λόγω χαλαζία σε στιγμιαία υπέρταση και

όταν η θερμοκρασία αυξάνεται κατά την πτώση ενός μετεωρίτη. Στη φύση επίσης

υπάρχουν: γυαλί χαλαζία (το λεγόμενο leschatelite), σχηματισμένο σε

ως αποτέλεσμα της τήξης της χαλαζιακής άμμου από κεραυνούς και μελανοφλογίτη

με τη μορφή μικρών κυβικών κρυστάλλων και κρούστων (ψευδομορφών που αποτελούνται από

opal και χαλαζονία χαλαζία), που καλλιεργούνται σε φυσικό θείο στο

καταθέσεις της Σικελίας (Ιταλία). Το Kitite δεν έχει βρεθεί στη φύση.

Quartz (German Quarz), μεταλλικό με το όνομα Κ., δύο κρυσταλλικά

τροποποιήσεις του διοξειδίου του πυριτίου SiO2: εξαγωνικό Κ. (ή a-K.), σταθερό

σε πίεση 1 atm (ή 100 kn / m2) στο εύρος θερμοκρασίας 870-573 ° C, και

τριγωνικό (b-K.), σταθερό σε θερμοκρασίες κάτω από 573 ° C. β-Κ. πλέον

βρίσκεται ευρέως στη φύση. Κρυσταλλώνεται στην τριγωνική τάξη

τραπεζοέδρα του τριγωνικού συστήματος. Κρυσταλλική δομή τύπου σκελετού

κατασκευασμένο από τετραέδρα πυριτίου-οξυγόνου διατεταγμένο σε ελικοειδή (με

δεξιά ή αριστερή βίδα) σε σχέση με τον κύριο άξονα του κρυστάλλου. ΣΕ

ανάλογα με αυτό, δεξιά και αριστερά δομική και μορφολογική

κρυσταλλικά σχήματα που διαφέρουν εξωτερικά στη συμμετρία της διάταξης ορισμένων

πρόσωπα (για παράδειγμα, τραπεζοχέδρα, κ.λπ.). Έλλειψη αεροπλάνων και κέντρου

συμμετρία στους κρυστάλλους Κ. καθορίζει την παρουσία πιεζοηλεκτρικών και

πυροηλεκτρικές ιδιότητες.

Τις περισσότερες φορές οι κρύσταλλοι του Κ έχουν επιμήκη-πρισματική εμφάνιση με

την κυρίαρχη ανάπτυξη των προσώπων ενός εξαγωνικού πρίσματος και δύο ρομβοχεδρών

(κρυστάλλινη κεφαλή). Λιγότερο συχνά, οι κρύσταλλοι έχουν τη μορφή ψευδο-εξαγωνικού

διπυραμίδες. Οι εξωτερικοί κανονικοί κρύσταλλοι του Κ. Συνήθως είναι πολύπλοκα,

σχηματίζοντας τις πιο συχνά αδελφοποιημένες περιοχές στο λεγόμενο. Βραζιλίας ή

Δαυφινικοί νόμοι. Τα τελευταία προκύπτουν όχι μόνο κατά την ανάπτυξη των κρυστάλλων,

αλλά και ως αποτέλεσμα εσωτερικής δομικής αναδιάταξης στο θερμικό a - b

μεταβάσεις που συνοδεύονται από συμπίεση, καθώς και μηχανικές παραμορφώσεις.

Το χρώμα των κρυστάλλων, των κόκκων και των αδρανών είναι πολύ διαφορετικό: το πιο κοινό

άχρωμο, γαλακτώδες λευκό ή γκρι K. Διαφανές ή ημιδιαφανές

όμορφα χρωματισμένοι κρύσταλλοι, που ονομάζονται ιδιαίτερα: άχρωμοι, διαφανείς -

τεχνητό διαμάντι; μωβ - αμέθυστος; καπνιστή - rauchtopaz; μαύρος

Ελαφρό ανοικτό κράνος; χρυσοκίτρινο - κιτρίνη. Συνήθως οφείλονται διαφορετικά χρώματα

δομικά ελαττώματα κατά την αντικατάσταση του Si4 + με Fe3 + ή Al3 + με ταυτόχρονη αντικατάσταση

μπαίνοντας στο πλέγμα Na1 +, Li1 + ή (OH) 1-. Επίσης δύσκολο να συναντηθούμε

έγχρωμοι κρύσταλλοι λόγω μικροεγκολλήσεων ξένων ορυκτών: πράσινη πράση

Συμπερίληψη μικροκρυστάλλων ακτινολίτη ή χλωρίτη. χρυσή λάμψη

αβεντουρίνη - συμπερίληψη μαρμαρυγίας ή αιματίτη κ.λπ. Κρυπτοκρυσταλλική

οι ποικιλίες K. - αχάτης και χαλκηδόνιος - αποτελούνται από τα καλύτερα ινώδη

σχηματισμοί. Οπτικά μονοαξονικό, θετικό. Διαθλαστικοί δείκτες

(για φως της ημέρας l \u003d 589,3): ne \u003d 1,55; όχι \u003d \u003d 1,544. Διαφανές για

υπεριώδεις και εν μέρει υπέρυθρες ακτίνες. Κατά τη μετάδοση φωτός

μια επίπεδη πολωμένη δέσμη προς την κατεύθυνση του οπτικού άξονα, αριστερά κρύσταλλα Κ.

περιστρέψτε το επίπεδο πόλωσης προς τα αριστερά και προς τα δεξιά - προς τα δεξιά. Στο ορατό μέρος

φάσμα, η τιμή της γωνίας περιστροφής (ανά πάχος 1 mm της πλάκας του K.) κυμαίνεται από

32,7 (για l 486 nm) έως 13,9 ° (728 nm). Διηλεκτρική τιμή

διαπερατότητα (eij), πιεζοηλεκτρικό μέτρο (djj) και ελαστικό

οι συντελεστές (Sij) είναι οι εξής (σε θερμοκρασία δωματίου): e11 \u003d 4,58; e33 \u003d

4.70; d11 \u003d -6,76 * 10-8; d14 \u003d 2,56 * 10-8; S11 \u003d 1,27; S12 \u003d - 0,159; S13 \u003d

0.110; S14 \u003d -0,446; S33 \u003d 0,956; S44 \u003d 1,997. Γραμμικοί συντελεστές

οι επεκτάσεις είναι: κάθετα στον άξονα της 3ης τάξης 13,4 * 10-6 και

παράλληλα με τον άξονα 8 * 10-6. Η θερμότητα του μετασχηματισμού b - a K. είναι 2,5 kcal / mol

(10,45 kJ / mol). Ορυκτολογική σκληρότητα 7; πυκνότητα 2650

kg / m3. Λιώνει σε θερμοκρασία 1710 ° C και στερεοποιείται όταν ψύχεται στο λεγόμενο.

γυαλί χαλαζία. Το Fused K. είναι ένας καλός μονωτής. αντίσταση κύβου με

ένα άκρο 1 cm στους 18 ° C είναι 5 * 1018 ohm / cm, ο συντελεστής γραμμικής διαστολής

0,57 * 10-6 cm / ° C. Έχει αναπτυχθεί μια οικονομικά βιώσιμη τεχνολογία καλλιέργειας

συνθετικοί μονοκρύσταλλοι, οι οποίοι λαμβάνονται από υδατικά διαλύματα SiO2

σε αυξημένες πιέσεις και θερμοκρασίες (υδροθερμική σύνθεση). Κρύσταλλα

η συνθετική Κ έχει σταθερές πιεζοηλεκτρικές ιδιότητες,

αντίσταση στην ακτινοβολία, υψηλή οπτική ομοιομορφία και άλλα πολύτιμα

τεχνικές ιδιότητες.

Το Natural K., ένα πολύ διαδεδομένο ορυκτό, είναι απαραίτητο

αναπόσπαστο μέρος πολλών πετρωμάτων, καθώς και αποθέματα χρήσιμων

απολιθώματα της πιο διαφορετικής γένεσης. Το πιο σημαντικό για

βιομηχανικά υλικά χαλαζία - άμμος χαλαζία, χαλαζίτες και

κρυσταλλικό μονοκρυσταλλικό Κ. Το τελευταίο είναι σπάνιο και πολύ

σε υψηλή εκτίμηση. Στην ΕΣΣΔ, οι κύριες κρυσταλλικές εναποθέσεις του Κ. Βρίσκονται στα Ουράλια, σε

Ουκρανική SSR (Volyn), στο Pamirs, στη λεκάνη του ποταμού. Aldan; στο εξωτερικό - καταθέσεις σε

Βραζιλία και Δημοκρατία της Μαδαγασκάρης. Η άμμος χαλαζία είναι μια σημαντική πρώτη ύλη για

βιομηχανία κεραμικών και γυαλιού. Monocrystals K. βρείτε

εφαρμογή στη ραδιομηχανική (σταθεροποιητές πιεζοηλεκτρικής συχνότητας,

φίλτρα, αντηχεία, πιεζοηλεκτρικές πλάκες σε εγκαταστάσεις υπερήχων, κ.λπ.) · σε

οπτικά όργανα (πρίσματα για φασματογράφους, μονοχρωματιστές, φακοί)

για υπεριώδη οπτικά, κ.λπ.). Το Fused K. χρησιμοποιείται για

κατασκευή ειδικών χημικών υαλικών. Το K. χρησιμοποιείται επίσης για

λαμβάνοντας χημικά καθαρό πυρίτιο. Διαφανές, όμορφα χρωματισμένο

Οι ποικιλίες Κ. είναι ημιπολύτιμοι λίθοι και χρησιμοποιούνται ευρέως στο

επιχείρηση κοσμημάτων.

Γυαλί χαλαζία, πυριτικό γυαλί ενός συστατικού που λαμβάνεται με τήξη

φυσικές ποικιλίες πυριτίου - κρύσταλλος βράχου, χαλαζία φλέβας και

χαλαζιακή άμμο, καθώς και συνθετικό διοξείδιο του πυριτίου. Διάκριση μεταξύ δύο

τύπος βιομηχανικών K.s .: διαφανές (οπτικό και τεχνικό) και

αδιαφανής. Αδιαφάνεια σε. Δίνει ένα μεγάλο ποσό

μικρές φυσαλίδες αερίου κατανεμημένες σε αυτό (με διάμετρο 0,03 έως 0,3

μm), σκέδαση φωτός. Οπτικά διαφανή K. που λαμβάνονται με τήξη

κρύσταλλο, εντελώς ομοιογενές, δεν περιέχει ορατό αέριο

φυσαλίδες έχει τη χαμηλότερη ένδειξη μεταξύ των πυριτικών γυαλιών

διάθλαση (nD \u003d 1,4584) και η υψηλότερη μετάδοση φωτός, ειδικά για

υπεριώδεις ακτίνες. Για τον Κ. Με. χαρακτηρίζεται από υψηλή θερμική και

χημική αντίσταση; θερμοκρασία μαλακώματος K. σελίδα. 1400 ° C. Κ. Καλός

διηλεκτρική, ειδική ηλεκτρική αγωγιμότητα στους 20 ° С-10-14 - 10-16 ohm-

1m-1, διηλεκτρική απώλεια εφαπτομένη στους 20 ° C και συχνότητα

106 Hz - 0,0025-0,0006. Κ. χρησιμοποιείται για την κατασκευή εργαστηρίου

πιάτα, χωνευτήρια, οπτικά όργανα, μονωτές (ειδικά για ψηλά

θερμοκρασίες), προϊόντα ανθεκτικά στις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας.

Σιλάνια (από Lat. Silicium - silicon), ενώσεις πυριτίου με ολικό υδρογόνο

τύποι SinH2n + 2. Ελήφθησαν σιλάνια έως οκτασιλάνη Si8H18. Πότε

θερμοκρασία δωματίου, τα δύο πρώτα K. - μονοσιλάνιο SiH4 και δισιλανίου Si2H6 -

αέρια, τα υπόλοιπα είναι πτητικά υγρά. Όλα τα Κ έχουν δυσάρεστη οσμή,

δηλητηριώδης. Το Κ. Είναι πολύ λιγότερο σταθερό από τα αλκάνια στον αέρα

αυτοαναφλέξιμο, για παράδειγμα 2Si2H6 + 7O2 \u003d 4SiO2 + 6H2O. Το νερό αποσυντίθεται:

Si3H8 + 6H2O \u003d 3SiO2 + 10Η2. Στη φύση, ο Κ. Δεν βρίσκεται. Στο εργαστήριο με δράση

αραιωμένα οξέα σε πυριτιδικό μαγνήσιο, λαμβάνεται ένα μείγμα διαφόρων Κ., αυτό

ψύχεται έντονα και διαχωρίζεται (με κλασματική απόσταξη σε πλήρη απουσία

αέρας).

Πυριτικό οξύ

Πυριτικά οξέα, παράγωγα του πυριτικού ανυδρίτη SiO2; πολύ αδύναμο

οξέα, ελαφρώς διαλυτά στο νερό. Στην καθαρή του μορφή,

μετασυλικό οξύ H2SiO3 (ακριβέστερα, η πολυμερής μορφή του H8Si4O12) και

H2Si2O5. Άμορφο διοξείδιο του πυριτίου (άμορφο διοξείδιο του πυριτίου) σε υδατικό διάλυμα

(διαλυτότητα περίπου 100 mg σε 1 λίτρο) σχηματίζει κυρίως ορθοπυρίτιο

οξύ H4SiO4. Σε υπερκορεσμένα διαλύματα Κ. Έως. Λήφθηκαν με διαφορετικούς τρόπους.

αλλαγή με το σχηματισμό κολλοειδών σωματιδίων (μοριακή μάζα έως 1500), έως

των οποίων οι επιφάνειες είναι ομάδες ΟΗ. Εκπαιδεύτηκε και ούτω καθεξής. σολ μέσα

ανάλογα με το pH, το pH μπορεί να είναι σταθερό (pH περίπου 2)

ή μπορεί να συσσωματωθεί για να σχηματίσει ένα πήκτωμα (pH 5-6). Βιώσιμος

πολύ συμπυκνωμένα διαλύματα K. k., που περιέχουν ειδικές ουσίες -

σταθεροποιητές, που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή χαρτιού, σε υφάσματα

βιομηχανία, για τον καθαρισμό του νερού. Φθοροπυριτικό οξύ, H2SiF6,

ισχυρό ανόργανο οξύ. Υπάρχει μόνο σε υδατικό διάλυμα. σε

η ελεύθερη μορφή αποσυντίθεται σε τετραφθοριούχο πυρίτιο SiF4 και υδροφθόριο

HF. Χρησιμοποιείται ως ισχυρό απολυμαντικό, αλλά κυρίως -

για να ληφθούν άλατα Κ. έως. - σιλικοφθοριούχα.

Πυριτικά

ΠΗΛΙΚΑ, άλατα πυριτικού οξέος. Πιο διαδεδομένη στον φλοιό της γης

(80% κατά μάζα) περισσότερα από 500 ορυκτά είναι γνωστά, μεταξύ των οποίων είναι πολύτιμα

πέτρες όπως το σμαράγδι, το βηρυλλό, το γαλαζοπράσινο. Τα πυριτικά άλατα είναι η βάση των τσιμέντων,

κεραμικά, σμάλτα, πυριτικό γυαλί. πρώτες ύλες για την παραγωγή πολλών μετάλλων,

κόλλες, χρώματα κ.λπ. ραδιο ηλεκτρονικά υλικά κ.λπ. Φθορίδια πυριτίου,

φθοριοπυριτικά, άλατα υδροφθοροπυριτικού οξέος H2SiF6. Όταν θερμαίνεται

αποσυντίθεται, για παράδειγμα CaSiF6 \u003d CaF2 + SiF4. Άλατα Na, K, Rb, Cs και Ba σκληρά

διαλυτό στο νερό και σχηματίζει χαρακτηριστικούς κρυστάλλους που χρησιμοποιούνται

ποσοτική και μικροχημική ανάλυση. Πιο πρακτικό

έχει πυριτικό φθοριούχο νάτριο Na2SiF6 (συγκεκριμένα, στην παραγωγή

ανθεκτικά σε οξύ τσιμέντα, σμάλτα κ.λπ. Ένα σημαντικό ποσοστό Na2SiF6

υποβλήθηκε σε επεξεργασία σε NaF. Αποκτήστε το Na2SiF6 από απόβλητα που περιέχουν SiF4

υπερφωσφορικά φυτά. Φθορίδια πυριτίου Mg, Zn και Al ευδιάλυτα στο νερό

(τεχνική ονομασία fluates) χρησιμοποιούνται για στεγανοποίηση

οικοδομική πέτρα. Όλα τα K. (καθώς και το H2SiF6) είναι δηλητηριώδη.

Εφαρμογές

Εικ. 1 Δεξιά και αριστερά χαλαζία.

Εικ. 2 Ορυκτά διοξειδίου του πυριτίου.

Εικ. 3 χαλαζία (δομή)