सिलिकॉन का उपयोग कहाँ किया जाता है? सिलिकॉन: औषधीय प्रयोजनों के लिए गुण और उपयोग। भवन निर्माण सामग्री के रूप में सिलिकॉन

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ग्राफीन युग की शुरुआत

इसके अलावा, कार्बन भी कम गर्मी पैदा करता है और बहुत छोटे ट्रांजिस्टर बना सकता है बड़ी मात्रा में उन्हें एक ही स्थान पर। इस चिप की प्रारंभिक उपयोगिता मोबाइल फोन में होगी, जहां इसका उपयोग एक रेडियो रिसीवर के रूप में किया जा सकता है, जो सिग्नल को समझदार जानकारी में अनुवादित करने की अनुमति देता है जिसे भेजा और प्राप्त किया जा सकता है। नकारात्मक हिस्सा, हमेशा की तरह जब हम एक सामग्री के रूप में ग्रेफीन के उपयोग के बारे में बात करते हैं, तो इसके उत्पादन की उच्च लागत होती है, जो फिलहाल अल्पावधि में इसके व्यावसायिक उपयोग के लिए असंभव बना देती है।

छात्रों, स्नातक छात्रों, युवा वैज्ञानिकों ने अपने अध्ययन और काम में ज्ञान के आधार का उपयोग करते हुए आपको बहुत आभारी होंगे।

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रूस की शाखा के मंत्रालय

संघीय राज्य बजटीय शैक्षिक संस्थान

उच्च व्यावसायिक शिक्षा

"सेंट पीटर्सबर्ग स्टेट टेक्नोलॉजिकल इंस्टीट्यूट

इस काम में, रूसी भौतिक विज्ञानी आंद्रेई जिम और कोंस्टेंटिन नोवोसिलोव, मैनचेस्टर विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के साथ मिलकर काम कर रहे हैं, जिनके साथ वे एक ग्राफीन आधारित सुरंग ट्रांजिस्टर बनाने में कामयाब रहे औद्योगिक उत्पादन... सुरंग प्रभाव ट्रांजिस्टर, पारंपरिक क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर के विपरीत, अर्धचालक सामग्री में एक चैनल के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए एक विद्युत क्षेत्र का उपयोग करता है। इस प्रकार, इसके चैनल क्वांटम टनलिंग प्रभाव से संचालित होते हैं। क्वांटम सिद्धांत के अनुसार, इलेक्ट्रॉन एक बाधा को पार कर सकते हैं, भले ही उनके पास ऐसा करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा न हो।

(तकनीकी विश्वविद्यालय) "(एसपीबीएसटीआई (टीयू))

CHAIR HNT MET

यूजीएस 240100.62

विशेष रासायनिक प्रौद्योगिकी

पदार्थों और सामग्रियों का प्रत्यक्ष रसायन विज्ञान

DISCIPLINE विशेषता का परिचय

TOPIC पर: सिलिकॉन, आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स में इसके गुण और अनुप्रयोग

एक प्रथम वर्ष के छात्र, समूह 131 द्वारा प्रदर्शन किया गया

ज़ुकोव्स्काया एकातेरिना ओलेसेवना

अवरोध की चौड़ाई को कम करके, क्वांटम प्रभाव को बढ़ाया जा सकता है, और इलेक्ट्रॉनों को अवरोध को पार करने वाली ऊर्जा को तेजी से घटाना चाहिए। नतीजतन, टनलिंग प्रभाव के साथ, ट्रांजिस्टर के वोल्टेज को कम किया जा सकता है, जो उनके बिजली की खपत को कम करने में मदद करेगा।

मस्तिष्क की संरचना से प्रेरित माइक्रोप्रोसेसर

इस प्रकार, सूचना प्रौद्योगिकी प्रणालियों की नई पीढ़ियों को वर्तमान वॉन न्यूमैन मशीनों के पूरक होने की उम्मीद है, जो सिस्टम, सॉफ्टवेयर और सेवाओं के विकासवादी पारिस्थितिकी तंत्र के साथ संपन्न हैं। मेमिस्टर इलेक्ट्रिकल इंजीनियर लियोन चुआ द्वारा विकसित एक विचार है और इसके काम में न्यूरॉन्स के समान होने की संपत्ति है जो जानकारी को संचारित, संचारित और संग्रहीत करता है। इस प्रकार, जानकारी प्राप्त और संसाधित और संग्रहीत की जानी चाहिए, लेकिन एक ही समय में नहीं। यादें एक ही समय में काम कर सकती हैं, इसलिए आप एक कंप्यूटर बना सकते हैं जो गणना को बहुत तेज़ी से कर सकता है, इसे हल कर सकता है, और समाधान को बचा सकता है, जबकि उन सभी ऊर्जा को भी बचा सकता है जो पहले एक तरफ से दूसरी तरफ जानकारी भेजने में खर्च की गई थीं।

येझोव्स्की यूरी कोन्स्टेंटिनोविच

सेंट पीटर्सबर्ग 2013

परिचय

1. सिलिकॉन

2. इतिहास

3. नाम की उत्पत्ति

4. प्रकृति में होना

5. प्राप्त करना

6. भौतिक गुण

7. इलेक्ट्रोफिजिकल गुण

8. रासायनिक गुण

10. आवेदन

संदर्भ की सूची

परिचय

सिलिकॉन महत्वपूर्ण तत्वों में से एक है। वर्नाडस्की ने अपना प्रसिद्ध कार्य लिखा: "कोई भी जीव सिलिकॉन के बिना मौजूद नहीं हो सकता है" (1944)। "सिलिकॉन" खंड में 9 वीं कक्षा के स्कूली बच्चों (मिंस्क प्रकाशन हाउस: "स्लोवो", 1977) के लिए रसायन शास्त्र पर एक पुस्तिका में यह कहा गया है: "... सिलिकॉन माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के निर्माण के लिए उपयोग किया जाने वाला एक अत्यंत महत्वपूर्ण अर्धचालक पदार्थ है -" माइक्रिकोइक्रिट्स। " सौर बैटरी के उत्पादन में उपयोग किया जाता है, सौर ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। आवधिक तालिका के 104 तत्वों में से, सिलिकॉन की एक विशेष भूमिका है। यह एक पीजोइलेक्ट्रिक तत्व है। यह एक प्रकार की ऊर्जा को दूसरे में परिवर्तित कर सकता है। यांत्रिक में विद्युत, गर्मी से प्रकाश, आदि। " यह सिलिकॉन है जो अंतरिक्ष और पृथ्वी पर ऊर्जा-सूचना विनिमय को रेखांकित करता है। मेज से रासायनिक संरचना यह देखा जा सकता है कि इस दुनिया में सबसे आम तत्व ऑक्सीजन है - 47%, दूसरा स्थान सिलिकॉन द्वारा कब्जा कर लिया है - 29.5%, और अन्य तत्वों की सामग्री बहुत कम है।

इस नए कंप्यूटर मॉडल के लिए एक वास्तविकता बनने के लिए, एक नई ऑपरेटिंग सिस्टम विकसित करना आवश्यक होगा जो कंपनी पहले से ही चलती है, जो सूचना प्रौद्योगिकी की दुनिया में विश्वसनीयता हासिल करने के अपने लक्ष्य के लिए एक सहायता के रूप में भी काम करेगी। चरम यूवी लिथोग्राफी एक और तकनीक है जो बड़े इलेक्ट्रॉनिक्स इलेक्ट्रॉनिक्स मूर के नियम की समस्या को दूर करने के लिए काम कर रहे हैं, जो सेमीकंडक्टर के रूप में सिलिकॉन की सीमाओं के कारण धीमा हो रहा है।

जब तक क्वांटम कंप्यूटिंग नहीं आती

यह इलेक्ट्रॉनों की क्वांटम अवस्था पर आधारित एक तकनीक है और इसका उपयोग डेटा को स्टोर करने और यादृच्छिक चुंबकीय मेमोरी तक पहुंचने के लिए उन्नत हार्ड ड्राइव में किया जाता है। क्वांटम कंप्यूटर वर्तमान कंप्यूटरों के साथ पूरी तरह से अलग तरीके से काम करता है: तार्किक दरवाजे पर निर्भर होने या सूचना को संसाधित करने के लिए तार्किक दरवाजों के संयोजन के बजाय, यह क्वांटम भौतिकी के नियमों के साथ काम करेगा। क्वांटम कंप्यूटर इन कानूनों का उपयोग समस्याओं को तेजी से और अधिक कुशलता से हल करने के लिए कर सकते हैं।

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के उत्पादन में सबसे व्यापक अर्धचालक सिलिकॉन है, क्योंकि ग्रह पर इसके भंडार व्यावहारिक रूप से असीमित हैं।

1. सिलिकॉन

सिलिकॉन डी। मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली के तीसरे अवधि के चौथे समूह के मुख्य उपसमूह का एक तत्व है, जिसमें परमाणु संख्या 14. यह प्रतीक सी (लैटिन सिलिकिक) द्वारा नामित है।

स्पेन में हमारे पास क्वांटम कंप्यूटिंग के क्षेत्र में दुनिया के महानतम विशेषज्ञों में से एक हैं, भौतिक विज्ञानी जुआन इग्नासियो त्सिराक, जो इंस्टीट्यूट ऑफ क्वांटम ऑप्टिक्स में सैद्धांतिक विभाग के निदेशक हैं। मैक्स प्लैंक। क्वांटम कंप्यूटर का उपयोग ईमेल पढ़ने या इंटरनेट पर खरीदारी करने के लिए नहीं किया जाएगा, क्योंकि हमारे पास पहले से ही हमारे कंप्यूटर हैं और यह बहुत अच्छा काम करता है। एक क्वांटम कंप्यूटर एक शक्तिशाली गणना के रूप में काम करेगा जो आम तौर पर लोगों को नहीं करना चाहिए, लेकिन जो लोग सामग्री डिजाइन या दवा विकास करते हैं।

एक साधारण पदार्थ की उपस्थिति

अनाकार रूप में - भूरे रंग का पाउडर, क्रिस्टलीय रूप में - गहरा ग्रे, थोड़ा चमकदार।

परमाणु गुण

नाम, प्रतीक, संख्या: सिलिकॉन / सिलिकियम (सी), 14

परमाणु द्रव्यमान (दाढ़ द्रव्यमान) 28,0856 amu (जी / मोल)

इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन: 3s2 3p2, कॉन। 3s 3p3 (संकरण)

परमाणु त्रिज्या 132 एनएम

रासायनिक गुण

जुआन इग्नासियो चिरक। जुआन इग्नासियो चिराक स्पष्ट रूप से उन समस्याओं का खुलासा करता है जो क्वांटम कंप्यूटरों के विकास का सामना करते हैं: शास्त्रीय कंप्यूटरों पर, अगर थोड़ी देर बाद हम थोड़ी जानकारी संग्रहीत करते हैं, तो यह अभी भी मौजूद है। यह शून्य से एक तक नहीं जाता है, यह बस रहता है। हालांकि, क्वांटम कंप्यूटरों में, क्वांटम बिट, बिट समतुल्य, बहुत संवेदनशील है, और पर्यावरण के साथ कोई भी बातचीत पूरी तरह से गणना को बदल सकती है। तो आपको उन्हें अच्छी तरह से अलग करना होगा, यही मुख्य समस्या है: उन्हें कैसे अलग करना है।

यदि वे पूरी तरह से अलग नहीं होते हैं या किसी प्रकार की त्रुटि होती है, तो हमें यह सोचना चाहिए कि इसे कैसे ठीक किया जाए या इसे कैसे ठीक किया जाए। यह चल रही जांच का एक बुनियादी हिस्सा है। प्रारंभिक संदेह के बाद जिसके साथ समाचार प्राप्त हुआ था, उनकी प्रौद्योगिकी तक पहुँचने और क्वांटम कंप्यूटिंग की दुनिया में प्रवेश करने के लिए कंपनियों और संस्थानों से दिलचस्पी बढ़ रही है। यदि सही ढंग से किया जाता है, तो मशीन क्वैब कम ऊर्जा की स्थिति की तलाश करती है जो किसी दिए गए समस्या के उत्तर का प्रतिनिधित्व करती है।

सहसंयोजक त्रिज्या 111 एनएम

आयन त्रिज्या 42 (+ 4e) 271 (-4e) एनएम

वैद्युतीयऋणात्मकता 1.90 (पॉलिंग स्केल)

इलेक्ट्रोड संभावित 0

ऑक्सीकरण अवस्थाएं: +4, +2, 0, -4

आयनीकरण ऊर्जा (पहला इलेक्ट्रॉन) 786.0 (8.15) kJ / mol (eV)

एक साधारण पदार्थ के थर्मोडायनामिक गुण

घनत्व (सामान्य स्तर पर) 2.33 ग्राम / सेमी 3

गलनांक 1414.85 ° C (1688 K)

इसलिए, मशीन तथाकथित "अनुकूलन समस्याओं" को हल करने के लिए आदर्श है जिसमें कई मानदंड हैं जो एक साथ मिलना चाहिए और जिसमें एक बेजोड़ समाधान है जो उनमें से अधिकांश को संतुष्ट करता है, उदाहरण के लिए, एक ट्रक के लिए इष्टतम मार्ग समय और दूरी को कम करने के लिए। दूरी। यह जटिल डेटा संरचनाओं के सार को खोजने के लिए भी बहुत उपयोगी हो सकता है, जिसका उपयोग, उदाहरण के लिए, सामाजिक नेटवर्क पर डेटा को खोजने और संसाधित करने या छवियों में पैटर्न को पहचानने के लिए किया जा सकता है।

वाष्पीकरण तापमान 2349.85 ° C (2623 K)

संलयन की ऊष्मा 50.6 kJ / mol

वाष्पीकरण की गर्मी 383 kJ / मोल

मोलर ताप क्षमता 20.16 J / (K mol)

मोलर वॉल्यूम 12.1 सेमी 3 / मोल

एक साधारण पदार्थ का क्रिस्टल जाली

जालीदार संरचना: घन, हीरा

जाली पैरामीटर: 5.4307 ई

डिबाई तापमान 625 K

अन्य विशेषताएं

एक क्वांटम कंप्यूटर कार की कई छवियों को दिखाते हुए, एक निश्चित तरीके से महत्वपूर्ण कार्य सीख सकता है, जैसे कि कार। एक बार जब आप उन्हें पहचान लेते हैं, तो आप उन्हें पारंपरिक प्रणालियों की तुलना में अधिक आसानी से पहचान सकते हैं। इसके अलावा, एक बार जब आप कार को पहचानने योग्य बना लेते हैं, तो आप इसे कंप्यूटर को पहचानने में आसान बनाने के लिए पारंपरिक कंप्यूटरों को "सिखाने" के लिए इस्तेमाल कर सकते हैं। कणों को इंटरव्यू करने से, टोपोलॉजिकल क्वांटम कंप्यूटर काल्पनिक किस्में बनाते हैं जिनके गांठ और मोड़ एक शक्तिशाली कंप्यूटिंग सिस्टम का निर्माण करेंगे।

तापीय चालकता (300 K) 149 W / (m K)

2. इतिहास

प्राकृतिक सिलिकॉन यौगिक या सिलिकॉन (अंग्रेजी सिलिकॉन, फ्रेंच और जर्मन सिलिकियम) - सिलिकॉन डाइऑक्साइड (सिलिका) - लंबे समय से ज्ञात हैं। पूर्वजों को अच्छी तरह से रॉक क्रिस्टल, या क्वार्ट्ज, साथ ही कीमती पत्थरों का पता था, जो अलग-अलग रंगों (एमेथिस्ट, स्मोकी क्वार्ट्ज, चेल्सीडोनी, क्राइसोप्रेज, पुखराज, गोमेद, आदि) में चित्रित क्वार्ट्ज हैं, प्राथमिक सिलिकॉन केवल 19 वीं शताब्दी में प्राप्त किया गया था, हालांकि प्रयास। शेहेले और लावोइज़ियर, दज़वी (वोल्टाइक स्तंभ की मदद से), गे-लुसाक और थेनार्ड (रासायनिक रूप से) ने सिलिका को विघटित करने का उपक्रम किया। वर्सीलियस, सिलिका को विघटित करने की कोशिश कर रहा था, इसे लोहे के पाउडर और कोयले के साथ 1500 ° C के मिश्रण में गर्म किया और फेरोसोनिकॉन प्राप्त किया। केवल 1823 में आर। जब SiF4 सहित हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड के यौगिकों का अध्ययन किया गया, तो उन्होंने सिलिकॉन फ्लोराइड और पोटेशियम के वाष्पों के संपर्क से मुक्त अनाकार सिलिकॉन ("सिलिका कट्टरपंथी") प्राप्त किया। सेंट क्लेयर-डेविल ने 1855 में क्रिस्टलीय सिलिकॉन प्राप्त किया।

इससे भी महत्वपूर्ण बात, उनके आंदोलनों का गणित उन त्रुटियों को ठीक करेगा जो इस प्रकार क्वांटम कंप्यूटर डिजाइनरों के सामने सबसे महत्वपूर्ण चुनौती का गठन किया है। क्षेत्र में अपने समय के दौरान, कंपनी का कहना है कि उन्होंने सेमीकंडक्टर इंटरफ़ेस में जबरदस्त प्रगति की है, जो सामग्री का संचालन करने की अनुमति देता है जैसे कि वे अतिचालक थे।

यह अर्धचालकों को बहुत उच्च गति पर संचालित करने की अनुमति देता है जिसमें बहुत कम या कोई गर्मी अपव्यय नहीं होती है। हमें आशा और आशावाद है कि इन अग्रिमों से व्यावहारिक परिणाम प्राप्त होंगे, लेकिन यह जानना मुश्किल है कि कब और कहां। यह आवश्यक कंप्यूटर उपकरण बनाने में मदद करने के लिए एक महत्वपूर्ण कदम है जो आधुनिक क्वांटम कंप्यूटरों में काम करेगा।

3. नाम की उत्पत्ति

नाम सिलिकियम या किज़ेल (केज़ल, फ्लिंट) का प्रस्ताव बर्ज़ेलियस ने रखा था। इससे पहले, थॉमसन ने सिलिकॉन और सिलिकॉन (नाम) का प्रस्ताव रखा, इंग्लैंड और संयुक्त राज्य अमेरिका में अपनाया, सादृश्य के साथ हैरो (बोरॉन) और कार्बन (कार्बन)। सिलिका (सिलिकिक) शब्द सिलिका (सिलिका) से आया है; 18 वीं और 19 वीं शताब्दी में "ए" को अपनाया गया था। भूमि (सिलिका, एलुमिनिया, थोरिया, टेराबिया, ग्लूकीना, कैडमिया, आदि) को नामित करने के लिए। बदले में, सिलिका शब्द लैट के साथ जुड़ा हुआ है। Silex (मजबूत, चकमक पत्थर)।

इसके लिए, एक अध्ययन एक नए आविष्कार के साथ प्रस्तुत किया गया था, जिसमें वास्तविक क्वांटम बिट्स को अलग-अलग क्वांटम कंप्यूटिंग मॉड्यूल के बीच स्थानांतरित किया जा सकता है जो पूरी तरह से मॉड्यूलर बड़े पैमाने पर मशीन बनाने में सक्षम हो। अब तक, वैज्ञानिकों ने व्यक्तिगत कंप्यूटिंग मॉड्यूल को जोड़ने के लिए फाइबर-ऑप्टिक कनेक्शन का उपयोग करने का सुझाव दिया है, लेकिन इस परियोजना में हम बिजली के क्षेत्रों पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं जो चार्ज किए गए परमाणुओं को एक मॉड्यूल से दूसरे में स्थानांतरित करने की अनुमति देते हैं।

इस नए डिजाइन के साथ, आप मशीन बनाने वाले विभिन्न क्वांटम कंप्यूटिंग मॉड्यूल के बीच 000 गुना तेजी से कनेक्शन गति प्राप्त कर सकते हैं। कई सालों से, लोग कह रहे हैं कि वास्तविक क्वांटम कंप्यूटर बनाना असंभव है। हमारे काम के साथ, हमने न केवल यह दिखाया है कि यह किया जा सकता है, लेकिन अब हम एक ठोस निर्माण योजना पेश कर रहे हैं। Winfried Hensinger, ससेक्स विश्वविद्यालय में एक वैज्ञानिक।

सिलिकॉन के लिए रूसी नाम ओल्ड स्लाव शब्द फ्लिंट (पत्थर का नाम), क्रेमेक, मजबूत, kresmen, kresati (स्पार्क्स का उत्पादन करने के लिए एक लोहे के साथ एक बेल्ट मारना), आदि से आता है। 19 वीं सदी की शुरुआत में रूसी रासायनिक साहित्य में। सिलिका (ज़ाखरोव, 1810), सिलिकियम (सोलोविएव, डविगबस्की, 1824), फ्लिंट (स्ट्रॉखोव, 1825), सिलिसेंस (Iovskii, 1827), सिलिका और सिलिकॉन (हेस, 1831) के नाम हैं।

कंप्यूटर विज्ञान को समझने के एक नए तरीके के रूप में जैविक कंप्यूटर

जैविक कंप्यूटिंग कम्प्यूटेशनल गणना या अन्य कम्प्यूटेशनल ऑपरेशन करने के लिए जीवित जीवों या उनके घटकों का उपयोग है। इसमें उन्होंने हैमिल्टनियन प्रक्षेपवक्र समस्या के सात नोड्स के साथ एक उदाहरण हल किया। जैविक कंप्यूटिंग के क्षेत्र में हो रहे विभिन्न अग्रिमों में, उल्लेख तकनीक इजरायल इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के वैज्ञानिकों द्वारा किए गए कार्यों से किया जा सकता है, जिन्होंने एक उन्नत जैविक ट्रांसड्यूसर का डिजाइन और निर्माण किया था, जो एक कंप्यूटिंग मशीन के रूप में कार्य करता है जो आनुवांशिक कोड में हेरफेर करने और बाद की गणना के लिए परिणामों का उपयोग करने में सक्षम है।

4. प्रकृति में होना

ज्यादातर प्रकृति में, सिलिकॉन सिलिका के रूप में पाया जाता है - सिलिकॉन डाइऑक्साइड (IV) SiO2 (पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का लगभग 12%) पर आधारित यौगिक। सिलिकॉन डाइऑक्साइड द्वारा गठित मुख्य खनिज और चट्टानें रेत (नदी और क्वार्ट्ज), क्वार्ट्ज और क्वार्टजाइट, चकमक पत्थर, फेल्ड्स हैं। प्रकृति में सिलिकॉन यौगिकों का दूसरा सबसे आम समूह सिलिकेट्स और एल्यूमिनोसिलिकेट्स हैं।

प्रगति जैव प्रौद्योगिकी में नए अवसरों को जन्म दे सकती है, जैसे कि व्यक्तिगत जीन थेरेपी। इसके अलावा, कनाडा में मैकगिल विश्वविद्यालय के शोधकर्ता जर्मनी, स्वीडन और नीदरलैंड के वैज्ञानिकों के साथ मिलकर एक नए दृष्टिकोण के साथ जैविक कंप्यूटिंग विकसित कर रहे हैं जो इन तकनीकों का उपयोग करने की वर्तमान समस्याओं को हल कर सकता है। उनका काम एक जैविक कम्प्यूटेशनल मॉडल बनाना है जो इलेक्ट्रॉनों के बजाय सूचना प्रसारित करने के लिए प्रोटीन फाइबर का उपयोग करता है।

यह एक छोटा माइक्रोचिप है, लगभग 1.5 सेमी 2, जिसमें चैनलों की एक नेटवर्क जैसी संरचना होती है जिसके माध्यम से प्रोटीन श्रृंखलाएं बहती हैं। इलेक्ट्रॉनिक सुपर कंप्यूटर पर इस प्रोटोटाइप के फायदों में से एक यह है कि यह मुश्किल से गर्म होता है और इसे संचालित करने के लिए बहुत कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है, इसलिए यह मॉडल बहुत अधिक स्थिर है। अब तक चलाए गए अवधारणा के प्रमाण में, जैविक माइक्रोचिप ने दिखाया है कि यह एक जटिल गणितीय समस्या को प्रभावी ढंग से हल करने में सक्षम है, लेकिन यह अभी भी इलेक्ट्रॉनिक माइक्रोकिरेट्स की दक्षता के लिए तुलनीय नहीं है, इसलिए पूरी तरह कार्यात्मक टीम प्राप्त करने के लिए शोधकर्ताओं के पास अभी भी बहुत काम है। ...

देशी रूप में शुद्ध सिलिकॉन खोजने के पृथक तथ्यों पर ध्यान दिया जाता है।

सिलिकॉन अधिकांश खनिजों और अयस्कों में पाया जाता है। दुनिया के कई देशों में क्वार्टजाइट और क्वार्ट्ज रेत के आवश्यक भंडार हैं। हालांकि, अधिक पाने के लिए गुणवत्ता वाला उत्पाद या लाभप्रदता संकेतकों को बढ़ाने के लिए, अधिकतम सिलिकॉन सामग्री (99% SiO2 तक) के साथ कच्चे माल का उपयोग करना अधिक लाभदायक है। इस तरह के समृद्ध जमा बेहद दुर्लभ हैं और पूरी दुनिया में लंबे समय से प्रतिस्पर्धी ग्लास उद्योग द्वारा उपयोग किया जाता है। उत्तरार्द्ध, हालांकि, कम से कम लोहे के संदूषण के साथ भी कच्चे माल को संसाधित करने के लिए अनिच्छुक है, लेकिन यह फेरोलेयोसिस के उत्पादन में बहुत महत्वपूर्ण नहीं है। पूरी दुनिया में, सिलिकॉन उत्पादन के लिए कच्चे माल की आपूर्ति को उच्च माना जाता है, और इसकी लागत में लागत के अनुरूप हिस्सेदारी नगण्य है (10% से कम)।

जेनेटिक कोडस्ट्रीम को एन्कोड किया गया है और उनके प्रत्येक आधार पर एक बाइनरी वैल्यू सौंपी गई है। और अंत में, हम एक उदाहरण देखते हैं कि कंप्यूटिंग की दुनिया में अभी भी कितना काम करने की आवश्यकता है, और कभी-कभी एक मौका पूरी तरह से विकल्प की एक नई दुनिया खोल सकता है जब यह बात आती है कि इस समय कंप्यूटर कैसे काम करते हैं। पहली नज़र में, हालांकि, यह बकवास लग सकता है जब यह कंप्यूटर के लिए कुछ सबसे कठिन समस्याओं को हल करने की बात आती है, जैसे कि वास्तविक दुनिया से वीडियो या अन्य बोझिल डेटा को समझना, क्योंकि गलत गणना की गारंटी देने वाली चिप कई पर अच्छे परिणाम प्राप्त कर सकती है। कम सर्किट की आवश्यकता होती है और कम ऊर्जा की खपत होती है।

सिलिकॉन अनाकार परमाणु

5. प्राप्त करना

"मुक्त सिलिकॉन मैग्नीशियम के साथ ठीक सफेद रेत को शांत करके प्राप्त किया जा सकता है, जो सिलिकॉन डाइऑक्साइड है:"

यह एक भूरे रंग का पाउडर बनाता है अनाकार सिलिकॉन».

उद्योग में, शाफ्ट-प्रकार के अयस्क-थर्मल भट्टियों में लगभग 1800 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर कोक के साथ SiO2 पिघल को कम करके तकनीकी ग्रेड सिलिकॉन प्राप्त किया जाता है। इस तरह से प्राप्त सिलिकॉन की शुद्धता 99.9% तक पहुंच सकती है (मुख्य अशुद्धियां कार्बन, धातुएं हैं)।

अशुद्धियों से सिलिकॉन की अधिक शुद्धि संभव है।

प्रयोगशाला स्थितियों के तहत सफाई मैग्नीशियम सिलीसाइड Mg2Si की प्रारंभिक तैयारी द्वारा की जा सकती है। इसके अलावा, गैसीय मोनोसिलीन SiH4 को हाइड्रोक्लोरिक या एसिटिक एसिड का उपयोग करके मैग्नीशियम सिलिसाइड से प्राप्त किया जाता है। मोनोसिलीन को शुद्धिकरण, सोराशन और अन्य तरीकों से शुद्ध किया जाता है, और फिर लगभग 1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर सिलिकॉन और हाइड्रोजन में विघटित किया जाता है।

एक औद्योगिक पैमाने पर सिलिकॉन की शुद्धि सिलिकॉन के प्रत्यक्ष क्लोरीनीकरण द्वारा की जाती है। इस स्थिति में, संरचना SiCl4 और SiCl3H के यौगिक बनते हैं। इन क्लोराइडों को विभिन्न तरीकों से अशुद्धियों से शुद्ध किया जाता है (आमतौर पर आसवन और अपव्यय से) और, अंतिम चरण में, 900 से 1100 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर शुद्ध हाइड्रोजन के साथ कम किया जाता है।

सस्ती, स्वच्छ और अधिक कुशल औद्योगिक सिलिकॉन शोधन तकनीक विकसित की जा रही है। 2010 के लिए, इनमें फ्लोरीन (क्लोरीन के बजाय) का उपयोग करके सिलिकॉन शुद्धि तकनीकें शामिल हैं; सिलिकॉन मोनोऑक्साइड के आसवन के लिए प्रौद्योगिकी; इंटरक्रिस्टललाइन सीमाओं पर केंद्रित अशुद्धियों की नक़्क़ाशी पर आधारित प्रौद्योगिकियाँ।

अपने शुद्ध रूप में सिलिकॉन प्राप्त करने की विधि निकोलाई निकोलेविच बेकेटोव द्वारा विकसित की गई थी।

रूस में, कामिकस्क-उरलस्की (सेवरडलोव्स्क क्षेत्र) और शेल्खोव (इरकुत्स्क क्षेत्र) में कारखानों पर ओके रुसल द्वारा तकनीकी सिलिकॉन का उत्पादन किया जाता है; क्लोराइड प्रौद्योगिकी का उपयोग करके परिष्कृत किए गए सिलिकॉन का उत्पादन उस्ले-सिबिरस्कॉय में संयंत्र में नाइटोल सौर समूह द्वारा किया जाता है।

6. भौतिक गुण

सिलिकॉन की क्रिस्टल संरचना

सिलिकॉन की क्रिस्टल जाली, क्यूबिक, चेहरे पर केंद्रित, हीरे के प्रकार की, पैरामीटर a \u003d 0.54307 एनएम (उच्च दबावों पर, सिलिकॉन के अन्य बहुरूपी संशोधन प्राप्त किए गए थे), लेकिन लंबाई की तुलना में Si - Si परमाणुओं की तुलना में अधिक लंबे बंधन के कारण। लिंक सी - सी सिलिकॉन की कठोरता हीरे की तुलना में काफी कम है। सिलिकॉन नाजुक होता है, केवल 800 ° C से ऊपर गर्म होने पर यह एक नमनीय पदार्थ बन जाता है। दिलचस्प है, सिलिकॉन 1.1 μm की तरंग दैर्ध्य से अवरक्त विकिरण के लिए पारदर्शी है। आत्म एकाग्रता प्रभारी वाहक - 5.81 · 1015 मीटर? 3 (300 K के तापमान के लिए)।

7. इलेक्ट्रोफिजिकल गुण

मोनोक्रिस्टलाइन रूप में मौलिक सिलिकॉन एक अप्रत्यक्ष-अंतराल अर्धचालक है। बैंड अंतराल पर कमरे का तापमान 1.12 eV है, और T \u003d 0 K पर 1.21 eV है। सामान्य परिस्थितियों में सिलिकॉन में आंतरिक चार्ज वाहक की एकाग्रता लगभग 1.5 × 1010 सेमी? 3 है।

क्रिस्टलीय सिलिकॉन के इलेक्ट्रोफिजिकल गुण इसमें निहित अशुद्धियों से बहुत प्रभावित होते हैं। छेद चालकता के साथ सिलिकॉन क्रिस्टल प्राप्त करने के लिए, बोरोन, एल्यूमीनियम, गैलियम, इंडियम जैसे III समूह के तत्वों के परमाणुओं को सिलिकॉन में पेश किया जाता है। इलेक्ट्रॉनिक चालकता के साथ सिलिकॉन क्रिस्टल प्राप्त करने के लिए, परमाणुओं को सिलिकॉन में पेश किया जाता है vth के तत्व फास्फोरस, आर्सेनिक, सुरमा जैसे समूह।

सिलिकॉन पर आधारित इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का निर्माण करते समय, सामग्री की सतह परत मुख्य रूप से शामिल होती है (दसियों माइक्रोन तक), इसलिए, क्रिस्टल की सतह की गुणवत्ता सिलिकॉन के इलेक्ट्रोफिजिकल गुणों पर महत्वपूर्ण प्रभाव डाल सकती है और, तदनुसार, तैयार डिवाइस के गुणों पर। कुछ डिवाइस सतह संशोधन तकनीकों का उपयोग करते हैं, जैसे कि विभिन्न रासायनिक एजेंटों के साथ सिलिकॉन का सतह उपचार।

ढांकता हुआ स्थिर: 12

इलेक्ट्रॉन गतिशीलता: 1200-1450 सेमी 2 / (वी एस)।

छेद की गतिशीलता: 500 सेमी 2 / (वी एस)।

निषिद्ध बैंड 1.205-2.84 10 4 टी

इलेक्ट्रॉन जीवनकाल: 5 एनएस - 10 एमएस

एक इलेक्ट्रॉन का मुक्त पथ: लगभग 0.1 सेमी

छेद मुक्त पथ: लगभग 0.02 - 0.06 सेमी

सभी मान सामान्य स्थितियों पर आधारित होते हैं।

8. रासायनिक गुण

कार्बन परमाणुओं की तरह, सिलिकॉन परमाणुओं की कक्षा 3 के संकरण की स्थिति की विशेषता है। संकरण के संबंध में, शुद्ध क्रिस्टलीय सिलिकॉन एक हीरे की तरह जाली बनाता है जिसमें सिलिकॉन टेट्रावैलेंट होता है। यौगिकों में, सिलिकॉन आमतौर पर +4 या −4 के ऑक्सीकरण राज्य के साथ खुद को एक टेट्रावेलेंट तत्व के रूप में प्रकट करता है। द्विध्रुवीय सिलिकॉन यौगिक हैं, उदाहरण के लिए, सिलिकॉन ऑक्साइड (II) - SiO।

सामान्य परिस्थितियों में, सिलिकॉन रासायनिक रूप से निष्क्रिय है और केवल गैसीय फ्लोरीन के साथ सक्रिय रूप से प्रतिक्रिया करता है, इस प्रकार अस्थिर सिलिकॉन टेट्रफ्लुओराइड SiF4 बनता है। सिलिकॉन की यह "निष्क्रियता" सिलिकॉन डाइऑक्साइड की एक नैनोसाइज्ड परत के साथ सतह के पारित होने से जुड़ी है, जो तुरंत ऑक्सीजन, हवा या पानी (जल वाष्प) की उपस्थिति में बनती है।

400-500 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर गर्म होने पर, सिलिकॉन ऑक्सीजन के साथ SiO2 डाइऑक्साइड बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है, यह प्रक्रिया सतह पर डाइऑक्साइड परत की मोटाई में वृद्धि के साथ होती है, ऑक्सीकरण प्रक्रिया की दर डाइऑक्साइड फिल्म के माध्यम से परमाणु ऑक्सीजन के प्रसार द्वारा सीमित होती है।

400-500 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर गर्म होने पर, सिलिकॉन क्लोरीन, ब्रोमिन और आयोडीन के साथ प्रतिक्रिया करता है ताकि संबंधित आसानी से वाष्पशील टेट्राहलाइड्स SiHal4 बन सके और, संभवतः, एक अधिक जटिल रचना के हल।

सिलिकॉन हाइड्रोजन के साथ सीधे प्रतिक्रिया नहीं करता है, हाइड्रोजन के साथ सिलिकॉन यौगिकों - सामान्य सूत्र SinH2n + 2 के साथ गलियों को अप्रत्यक्ष रूप से प्राप्त किया जाता है। Monosilane SiH4 (इसे अक्सर सिलेन कहा जाता है) तब जारी किया जाता है जब धातु सिलिकाइड एसिड समाधान के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, उदाहरण के लिए:

इस प्रतिक्रिया में गठित साइलेन SiH4 में अन्य सिलने की अशुद्धता होती है, विशेष रूप से, Si2H6 और ट्रिसिलीन Si3H8 को विघटित करते हैं, जिसमें एकल बांड (--Si - Si--) से जुड़े सिलिकॉन परमाणुओं की एक श्रृंखला होती है।

नाइट्रोजन के साथ, सिलिकॉन लगभग 1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर Si3N4 नाइट्राइड बनाता है, बोरान के साथ - थर्मली और रासायनिक रूप से प्रतिरोधी बोरिड्स SiB3, SiB6 और SiB12।

1000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर, आप आवर्त सारणी के अनुसार एक सिलिकॉन यौगिक और इसके निकटतम एनालॉग प्राप्त कर सकते हैं - कार्बन - सिलिकॉन कार्बाइड SiC (कार्बोरंडम), जो उच्च कठोरता और कम रासायनिक गतिविधि की विशेषता है। कार्बोरंडम व्यापक रूप से एक अपघर्षक के रूप में उपयोग किया जाता है। उसी समय, दिलचस्प रूप से, एक सिलिकॉन पिघल (1415 डिग्री सेल्सियस), आइसोस्टैटिक दबाने से घने पापयुक्त ठीक-दाने वाले ग्रेफाइट के बड़े टुकड़ों के रूप में लंबे समय तक कार्बन से संपर्क कर सकता है, व्यावहारिक रूप से उत्तरार्द्ध के साथ भंग या बातचीत नहीं कर सकता है।

4 वें समूह के अंतर्निहित तत्व (जीई, एसएन, पीबी) सिलिकॉन में असीम रूप से घुलनशील हैं, अन्य धातुओं की तरह। जब सिलिकॉन को धातुओं के साथ गर्म किया जाता है, तो सिलिकाइड बन सकता है। सिलिकाइड को दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है: आयनिक-सहसंयोजक (क्षार, क्षारीय पृथ्वी धातु और मैग्नीशियम जैसे Ca2Si, Mg2Si, आदि) और धातु-जैसे (संक्रमण धातु आत्महत्या)। सक्रिय धातुओं के सिलिकाइड एसिड की कार्रवाई के तहत विघटित होते हैं, संक्रमण धातुओं के सिलिकाइड रासायनिक रूप से स्थिर होते हैं और एसिड की कार्रवाई के तहत विघटित नहीं होते हैं। धातु जैसे सिलिकाइड में उच्च गलनांक (2000 ° C तक) होता है। बहुधा, मैसी, मी 3 एस 2, मी 2 एस 3, मी 5 एस 3, और मी एस 2 की रचनाओं की धातु जैसी सिलिकोसिस बनती है। धातु जैसे सिलिकाइड रासायनिक रूप से उच्च तापमान पर भी ऑक्सीजन के लिए निष्क्रिय और प्रतिरोधी हैं।

यह विशेष रूप से ध्यान दिया जाना चाहिए कि सिलिकॉन लोहे के साथ एक यूटेक्टिक मिश्रण बनाता है, जो इन सामग्रियों को लौह और सिलिकॉन के पिघलने के तापमान की तुलना में कम तापमान पर फेरोसिलिकॉन सिरेमिक बनाने के लिए इन सामग्रियों को बनाने की अनुमति देता है।

जब 1200 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर सिलिकॉन के साथ SiO2 कम हो जाता है, तो सिलिकॉन ऑक्साइड (II) - SiO बनता है। यह प्रक्रिया लगातार Czochralski विधियों, निर्देशित क्रिस्टलीकरण का उपयोग करके सिलिकॉन क्रिस्टल के उत्पादन में देखी जाती है, क्योंकि वे सिलिकॉन के लिए सबसे कम प्रदूषणकारी सामग्री के रूप में सिलिकॉन डाइऑक्साइड के कंटेनरों का उपयोग करते हैं।

सिलिकॉन को ऑर्गोसिलिकॉन यौगिकों के गठन की विशेषता है जिसमें सिलिकॉन परमाणुओं को ऑक्सीजन परमाणुओं - के - और, प्रत्येक सिलिकॉन परमाणु के कारण लंबी श्रृंखलाओं में जोड़ा जाता है, दो ओ परमाणुओं के अलावा, दो और कार्बनिक मूलक 1 और आर 2 \u003d सीएच 3, सी 2 एच 5, संलग्न होते हैं। C6H5, CH2CH2CF3, आदि।

एचिंग सिलिकॉन के लिए हाइड्रोफ्लोरिक और नाइट्रिक एसिड का मिश्रण सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। कुछ विशेष आदि में क्रोमिक एनहाइड्राइड और अन्य पदार्थों का समावेश होता है। नक़्क़ाशी के दौरान, एसिड नक़्क़ाशी समाधान जल्दी ही क्वथनांक तक पहुँच जाता है, जबकि नक़्क़ाशी दर कई गुना बढ़ जाती है।

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

SiO2 + 4HF \u003d SiF4 + 2H2O

3Si44 + 3H2O \u003d 2H2SiF6 + vH2SiO3

सिलिकॉन की नक़्क़ाशी के लिए, क्षार के जलीय घोल का उपयोग किया जा सकता है। क्षारीय विलयनों में सिलिकन का उत्कीर्णन 60 ° C से अधिक के विलयन तापमान पर शुरू होता है।

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

K2SiO3 + 2H2O-H2SiO3 + 2KOH

9. मानव शरीर में सिलिकॉन

सी मानव शरीर में एक आवश्यक ट्रेस तत्व है। मानव शरीर में सिलिकॉन की मुख्य भूमिका एक रासायनिक प्रतिक्रिया में भागीदारी है, जिसका सार शरीर के तंतुमय ऊतकों (कोलेजन और इलास्टिन) के सबयूनिट्स को एक साथ बांधना है, जो उन्हें ताकत और लोच देता है। वह सीधे हड्डियों के खनिजकरण की प्रक्रिया में भी शामिल है। यह फेफड़े, अधिवृक्क ग्रंथियों, श्वासनली, हड्डियों और स्नायुबंधन जैसे कई अंगों और ऊतकों में पाया जाता है, जो इसकी बढ़ी हुई जैवसक्रियता को इंगित करता है। सिलिकॉन का एक और महत्वपूर्ण कार्य शरीर में सामान्य चयापचय को बनाए रखना है। अधिक सटीक - यदि सिलिकॉन पर्याप्त नहीं है, तो लगभग 70 अन्य तत्व शरीर द्वारा अवशोषित नहीं होते हैं। सिलिकॉन कोलाइडल सिस्टम बनाता है जो हानिकारक सूक्ष्मजीवों और वायरस को अवशोषित करता है, इस प्रकार शरीर को शुद्ध करता है। एक व्यक्ति को रोजाना कम से कम 10 मिलीग्राम सिलिकॉन की जरूरत होती है। सिलिकॉन को दो तरीकों से शरीर में पहुंचाया जा सकता है: सिलिकॉन युक्त पानी, और कुछ पौधों को खाने के साथ। हर दिन मानव शरीर को 1 ग्राम तक सी की आपूर्ति की जाती है, इस तत्व की कमी से हड्डियों के ऊतकों का कमजोर होना और संक्रामक रोगों का विकास हो सकता है।

बदा ही मशहूर औषधीय गुण सिलिकॉन पानी। सिलिकॉन पानी शरीर में इस महत्वपूर्ण पदार्थ की एकाग्रता को फिर से भरने का एक सरल साधन है। सबसे अधिक सिलिकॉन युक्त प्राकृतिक स्रोतों में से एक नीला, औषधीय, खाद्य मिट्टी है।

10. आवेदन

दवा में आवेदन:

चिकित्सा में, सिलिकोन में सिलिकॉन का उपयोग किया जाता है, उच्च आणविक अक्रिय यौगिकों का उपयोग चिकित्सा प्रौद्योगिकी के लिए कोटिंग्स के रूप में किया जाता है। हाल के वर्षों में, आहार की खुराक और दवाओंसिलिकॉन से समृद्ध, ऑस्टियोपोरोसिस, एथेरोस्क्लेरोसिस, नाखून, बाल और त्वचा रोगों की रोकथाम और उपचार के लिए उपयोग किया जाता है।

निर्माण और प्रकाश उद्योग में आवेदन:

सिलिकॉन यौगिकों का व्यापक रूप से उच्च तकनीक के क्षेत्र में और रोजमर्रा की जिंदगी में दोनों का उपयोग किया जाता है। सिलिका और प्राकृतिक सिलिकेट्स ग्लास, सिरेमिक, चीनी मिट्टी के बरतन, सीमेंट, कंक्रीट उत्पादों, अपघर्षक पदार्थों आदि के उत्पादन में अग्रदूत हैं। सिलिकॉन डाइऑक्साइड का उपयोग फाइबर ऑप्टिक केबल के निर्माण में कई सामग्रियों के संयोजन में किया जाता है। मीका और अभ्रक का उपयोग विद्युत और थर्मल इन्सुलेशन सामग्री के रूप में किया जाता है।

पॉलिमर-संशोधित छिड़काव कंक्रीट सुरंग बनाने के लिए एक किफायती सामग्री है। सिलिकोन नमी और हानिकारक रसायनों से होने वाले नुकसान को रोकते हैं। सिलिकॉन dispersions के आधार पर छत कोटिंग्स बोल्ड डिजाइन विचारों और प्रभावशाली तकनीकी विशेषताओं के लिए अनुमति देते हैं। कॉपोलीमर फैलाव उच्च गुणवत्ता वाले एचवीएसी सीलेंट के लिए आसंजन और लचीलेपन का आवश्यक संतुलन प्रदान करते हैं।

चमड़ा और वस्त्र तैयार करने, अंतिम उत्पाद की रक्षा करने और विनिर्माण प्रक्रियाओं के अनुकूलन के लिए सिलिकोन महान हैं।

सभी प्रकार के सफाई एजेंटों के लिए विभिन्न सिलिकॉन यौगिक एंटीफोम एजेंट के रूप में उपयुक्त हैं।

सिलिकॉन-आधारित फैलाव कुशल अवशोषण प्रदान करते हैं और शोषक के निर्माण में उपयोग किए जाते हैं।

सिलिकोसिस को हुड के तहत, ट्रांसमिशन, इलेक्ट्रॉनिक्स और इलेक्ट्रिकल सिस्टम में, कार अंदरूनी में या बॉडी सीम में पाया जा सकता है। उच्च तापमान पर भी, सिलिकॉन आक्रामक पदार्थों से बचाता है, या पुल, कंपन स्पंज, कंडक्टर या इन्सुलेटर के रूप में कार्य करता है। यह सब केवल इस तथ्य के कारण संभव है कि सिलिकॉन युक्त पॉलिमर में उपयोगी गुणों की एक अद्भुत विस्तृत श्रृंखला है।

कई प्रमुख उद्योगों में चिपकने और सीलेंट महत्वपूर्ण उत्पाद हैं। ऑटोमोटिव और पवन ऊर्जा क्षेत्रों में कागज, पैकेजिंग, लकड़ी और फर्श के चिपकने से लेकर कई तरह के औद्योगिक अनुप्रयोगों में सिलिकॉन का उपयोग किया जाता है।

भारी उद्योग अनुप्रयोग:

सिलिकॉन की पूरी श्रृंखला के लिए आधार के रूप में सिलिकॉन का उपयोग - सौर बैटरी से कंप्यूटर प्रोसेसर तक - "सुना" है, इसलिए यह सामग्री सबसे "उच्च प्रौद्योगिकियों" का आधार है। उच्च शुद्धता वाले सेमीकंडक्टर सिलिकॉन के विश्व उत्पादन का टन भार औसतन 20% प्रति वर्ष की दर से कई दशकों से बढ़ रहा है और अन्य दुर्लभ धातुओं के बीच कोई एनालॉग नहीं है।

उच्च शुद्धता के सिलिकॉन का उपयोग सेमीकंडक्टर प्रौद्योगिकी में किया जाता है, और तकनीकी शुद्धता (96-99% सी) में - गैर-लौह मिश्र धातु (सिलुमिन, आदि) प्राप्त करने के लिए लौह और गैर-लौह धातु विज्ञान में, मिश्र धातु (सिलिकॉन स्टील्स और विद्युत उपकरणों में उपयोग किए जाने वाले मिश्र धातु) और डीऑक्सीडेशन। स्टील और मिश्र धातु (ऑक्सीजन निकालना), सिलिसाइड उत्पादन आदि।

उद्योग में, शाफ्ट-प्रकार के अयस्क-थर्मल भट्टियों में लगभग 1800 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर कोक के साथ SiO2 पिघल को कम करके तकनीकी शुद्धता का सिलिकॉन प्राप्त किया जाता है। इस तरह से प्राप्त सिलिकॉन की शुद्धता 99.9% तक पहुंच सकती है (मुख्य अशुद्धियां कार्बन, धातुएं हैं)।

रासायनिक उद्योग में शुद्ध सिलिकॉन और इसके यौगिकों का उपयोग एक बाहरी दर से बढ़ रहा है (प्रति वर्ष विकास का लगभग 8%)। हाल के दशकों में, विकसित देशों ने प्लास्टिक, पेंट और वार्निश, स्नेहक, आदि के उत्पादन में इस्तेमाल होने वाली सिलिकॉन (ऑर्गोसिलिकॉन) सामग्री की एक श्रृंखला के उत्पादन के लिए तेजी से तकनीक विकसित की है।

हालांकि, दुनिया में सिलिकॉन के अधिकांश अनुप्रयोग (लगभग 80%) पारंपरिक बने हुए हैं - यह विशेष स्टील्स (विद्युत, गर्मी प्रतिरोधी) और विभिन्न मिश्र (सिलुमिन, आदि) की एक श्रृंखला के उत्पादन में एक मास्टर मिश्र धातु है। सिलिकॉन और इसके मिश्र धातुओं का एक महत्वपूर्ण हिस्सा लौह धातु विज्ञान में स्टील्स के लिए एक बहुत प्रभावी डीऑक्सीडाइज़र के रूप में उपयोग किया जाता है।

फेरालोयॉयस और अन्य सिलिकॉन मिश्र धातु मुख्य रूप से लौह धातु विज्ञान में उपयोग किए जाते हैं। वे उपयोग करने के लिए सस्ता और अधिक तकनीकी रूप से उन्नत हैं, और लोहे की सामग्री (और कुछ मामलों में एल्यूमीनियम) इतनी महत्वपूर्ण नहीं है। एक नियम के रूप में, विद्युत स्टील्स की संरचना में 3.8-4.2% सिलिकॉन शामिल हैं, इसलिए, दुनिया में केवल ये इस्पात उद्योग मास्टर मिश्र धातु के रूप में प्रति वर्ष 0.5 मिलियन टन से अधिक सिलिकॉन का उपभोग करते हैं। फेरोसिलिकॉन का एक और महत्वपूर्ण अनुप्रयोग (सिलिकामंगानी और जटिल रचनाएं भी शामिल हैं) स्टील्स के लिए प्रभावी और अपेक्षाकृत सस्ती डीऑक्सीडाइज़र है।

अलौह धातु विज्ञान (और रासायनिक उद्योग) में, धातु मैग्नीशियम का अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यह कठोर एल्यूमीनियम (सिलुमिन) और मैग्नीशियम मिश्र धातुओं के एक मास्टर मिश्र धातु के रूप में सबसे बड़ा अनुप्रयोग पाता है।

सिलिकॉन अपघर्षक और कार्बाइड उत्पादों और उपकरणों के उत्पादन में कुछ एप्लिकेशन (सिलिकॉन कार्बाइड और जटिल रचनाओं के रूप में) पाता है।

ऊर्जा, विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक्स में अनुप्रयोग:

सिलिकॉन के दोहरे गुण, जैसे विद्युत चालकता और इन्सुलेट गुण, साथ ही लचीलेपन, पूरे उत्पाद लाइन में सिलिकॉन का उपयोग करने की अनुमति देते हैं, जैसे प्रकाश उपकरणों, कैपेसिटर, इन्सुलेटर, और चिप्स और डाइलेट्रिक्स। इस प्रकार, सिलिकॉन सभी प्रकार के बाहरी प्रभावों जैसे गंदगी, नमी, विकिरण या गर्मी के खिलाफ जोर देता है।

उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और माप सेंसर में, सिलिकॉन्स विद्युत और संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की विश्वसनीयता और सुरक्षा प्रदान करते हैं। वे मोटर वाहन उद्योग, प्रकाश उद्योग, अर्धचालक उद्योग और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स, साथ ही इंस्ट्रूमेंटेशन और नियंत्रण और प्रकाश प्रौद्योगिकी में उपयोग किए जाते हैं।

प्रतिरोधों और कैपेसिटर में, मिथाइल सिलिकॉन रेजिन पावर सर्ज की स्थिति में आग को रोकने के लिए एक प्रभावी कोटिंग प्रदान करता है।

इन्सुलेटर, केबल और ट्रांसफार्मर में, पाइरोजेनिक सिलिका कमरे के तापमान से लेकर 1000 डिग्री सेल्सियस तक एक विस्तृत तापमान सीमा पर उत्कृष्ट थर्मल इन्सुलेशन प्रदर्शित करता है।

आधुनिक और होनहार सूचना प्रौद्योगिकी (कंप्यूटर, इलेक्ट्रॉनिक्स, दूरसंचार, आदि) आधारित हैं और सेमीकंडक्टर सिलिकॉन के उपयोग पर आधारित होंगे। सबसे अधिक मांग अब अर्द्ध-तैयार उत्पाद हैं - सटीक (पॉलिश) सिलिकॉन 300 मिमी व्यास तक के वेफर्स हैं, जिसके आधार पर सबसे आधुनिक माइक्रोक्रिस्केट बनाए जाते हैं (तत्व आकार 0.065 माइक्रोन तक)।

उड्डयन उद्योग में सिलिकॉन का उपयोग उच्च-गुणवत्ता वाले सौर पैनलों के माध्यम से ऊर्जा उत्पन्न करने की क्षमता के साथ-साथ जटिल माइक्रोक्रिस्केट में सब्सट्रेट के रूप में कार्य करने और बाहरी प्रभावों से जहाज के पतवारों की रक्षा करने की क्षमता के कारण है।

सिलिकॉन (सी-सी) अपने विभिन्न रूपों (क्रिस्टलीय, पॉलीक्रिस्टलाइन, अनाकार) में अब और निकट भविष्य में माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक की मुख्य सामग्री रहेगा। यह कई विशिष्ट भौतिक और रासायनिक गुणों के कारण है, जिनमें से निम्नलिखित को प्रतिष्ठित किया जा सकता है:

1. एक शुरुआती सामग्री के रूप में सिलिकॉन उपलब्ध और सस्ता है, और इसके उत्पादन, शोधन, प्रसंस्करण और मिश्र धातु की तकनीक अच्छी तरह से विकसित की गई है, जो मनगढ़ंत संरचनाओं के क्रिस्टललोग्राफिक पूर्णता का एक उच्च स्तर प्रदान करती है। यह विशेष रूप से जोर दिया जाना चाहिए कि इस सूचक में सिलिकॉन स्टील से बहुत बेहतर है।

2. सिलिकॉन में अच्छे यांत्रिक गुण होते हैं। यंग के मापांक के संदर्भ में, सिलिकॉन स्टेनलेस स्टील से संपर्क करता है और क्वार्ट्ज और विभिन्न चश्मे से बहुत बेहतर है। कठोरता के संदर्भ में, सिलिकॉन क्वार्ट्ज के करीब है और लोहे की तुलना में लगभग दोगुना है। सिलिकॉन एकल क्रिस्टल में एक उपज बिंदु होता है जो स्टेनलेस स्टील का तीन गुना होता है। हालांकि, विरूपण पर, यह आकार में दिखाई देने वाले परिवर्तनों के बिना ढह जाता है, जबकि धातु आमतौर पर प्लास्टिक विरूपण से गुजरती है। सिलिकॉन के विनाश के कारणों में सिलिकॉन सिंगल क्रिस्टल की सतह पर स्थित क्रिस्टल जाली के संरचनात्मक दोषों से जुड़े हैं।

सेमीकंडक्टर उद्योग सिलिकॉन की उच्च-गुणवत्ता वाली सतह के उपचार की समस्या को सफलतापूर्वक हल करता है, ताकि अक्सर सिलिकॉन यांत्रिक घटकों (उदाहरण के लिए, दबाव सेंसर में लोचदार तत्व) स्टील की तुलना में मजबूत होते हैं।

सिलिकॉन उपकरणों के निर्माण के लिए माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक तकनीक, आयन आरोपण या डोपेंट परमाणुओं के थर्मल प्रसार द्वारा बनाई गई पतली परतों के उपयोग पर आधारित है, जो कि एक सिलिकॉन सतह पर धातुओं के वैक्यूम जमाव के तरीकों के साथ संयोजन में, छोटे उत्पादों के प्रयोजन के लिए बहुत सुविधाजनक निकला।

सिलिकॉन माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का उपयोग समूह प्रौद्योगिकी के द्वारा किया जाता है। इसका मतलब है कि सभी निर्माण प्रक्रियाएं पूरे सिलिकॉन वेफर के लिए की जाती हैं, जिसमें कई सौ व्यक्तिगत क्रिस्टल ("चिप्स") होते हैं। और केवल निर्माण के अंतिम चरण में, प्लेट को क्रिस्टल में विभाजित किया जाता है, जो तब व्यक्तिगत उपकरणों की विधानसभा में उपयोग किया जाता है, जो अंततः उनकी लागत को कम कर देता है।

सिलिकॉन उपकरणों की संरचनाओं के आकार और आकार को पुन: पेश करने के लिए, फोटोलिथोग्राफी विधि का उपयोग किया जाता है, जो उच्च विनिर्माण सटीकता सुनिश्चित करता है।

सेंसर के उत्पादन के लिए, विभिन्न प्रकार के प्रभावों पर प्रतिक्रिया करने के लिए सिलिकॉन की क्षमता विशेष रूप से महत्वपूर्ण है: यांत्रिक, थर्मल, चुंबकीय, रासायनिक और विद्युत। सिलिकॉन एप्लिकेशन की बहुमुखी प्रतिभा सेंसर की लागत को कम करने और उनके विनिर्माण प्रौद्योगिकी को एकजुट करने में मदद करती है। सेंसर में, सिलिकॉन एक ट्रांसड्यूसर के रूप में कार्य करता है, जिसका मुख्य उद्देश्य मापा भौतिक या रासायनिक प्रभाव को विद्युत संकेत में बदलना है। पारंपरिक एकीकृत परिपथों की तुलना में सेंसरों में सिलिकॉन कार्य बहुत व्यापक हैं। यह सिलिकॉन संवेदनशील तत्वों के निर्माण के लिए प्रौद्योगिकी की कुछ विशिष्ट विशेषताओं को निर्धारित करता है।

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शैवाल) और जानवर (उदाहरण के लिए, चकमक स्पंज, रेडिओलेरियन),

समुद्र के तल पर मरने के दौरान, सिलिकॉन डाइऑक्साइड के शक्तिशाली जमाव का निर्माण होता है। में

ठंडे समुद्र और झीलों का प्रभुत्व बायोजेनिक सिल्ट में ऑक्सीजन के साथ समृद्ध है, में

उष्णकटिबंधीय समुद्र - कम K सामग्री के साथ चूना मिट्टी।

कई पौधे के। घास, सेज, हथेलियों और घोड़े की नाल को जमा करते हैं। कशेरुक में

k की सबसे बड़ी मात्रा घने संयोजी ऊतक, गुर्दे, में पाई जाती है

अग्न्याशय। दैनिक मानव आहार में 1 ग्राम K. तक होता है

मानव और रोग का कारण बनता है -साइलिसिस (लैटिन सिलेक्स से -

चकमक पत्थर), धूल के लंबे समय तक साँस लेने के कारण होने वाली एक मानव बीमारी,

रोगों। यह खनन के श्रमिकों के बीच पाया जाता है, चीनी मिट्टी के बरतन,

धातुकर्म, मशीन बनाने वाले उद्योग। एस - सबसे

न्यूमोकोनिओसिस के समूह से प्रतिकूल रोग; से ज्यादा

अन्य बीमारियों के साथ, तपेदिक प्रक्रिया में शामिल होने का उल्लेख किया जाता है

(तथाकथित सिलिकोटुबरकुलोसिस) और अन्य जटिलताओं।

खोज इतिहास और उपयोग।

ऐतिहासिक संदर्भ। के। यौगिक, पृथ्वी पर व्यापक थे, थे

पाषाण युग से मनुष्य के लिए जाना जाता है। श्रम के लिए पत्थर के औजारों का उपयोग करना

और शिकार कई सदियों तक चला। के। यौगिकों का उपयोग,

उनके प्रसंस्करण से संबंधित - कांच बनाना - लगभग 3000 से शुरू हुआ

वर्षों ई.पू. इ। (प्राचीन मिस्र में)। सबसे पहले ज्ञात यौगिक के

siO2 डाइऑक्साइड (सिलिका)। 18 वीं शताब्दी में। सिलिका को एक साधारण शरीर माना जाता था और

"भूमि" के लिए जिम्मेदार (जो इसके नाम से परिलक्षित होता है)। रचना की जटिलता

सिलिका की स्थापना I. Ya। Berzelius द्वारा की गई थी। पहली बार फ्री सिलिकॉन

1811 में फ्रांसीसी वैज्ञानिक जे गे-लुसाक और ओ थेनार्ड द्वारा प्राप्त किया गया था। में

1825 स्वीडिश खनिजविद और रसायनज्ञ जेन्स जैकब बर्जेलियस ने एक अनाकार प्राप्त किया

सिलिकॉन। ब्राउन अनाकार सिलिकॉन पाउडर को कम करके प्राप्त किया गया था

पोटेशियम धातु गैसीय सिलिकॉन टेट्रफ्लुओराइड:

SiF4 + 4K \u003d Si + 4KF

बाद में, सिलिकॉन का एक क्रिस्टलीय रूप प्राप्त किया गया था। पुन: स्फटिक द्वारा

पिघली हुई धातुओं से सिलिकॉन को ग्रे ठोस, लेकिन प्राप्त किया गया था

धातुई चमक के साथ नाजुक क्रिस्टल। एलीमेंट के लिए रूसी नाम

सिलिकॉन को G.I.Hess द्वारा 1834 में उपयोग में लाया गया था।

प्रकृति में वितरण।

ऑक्सीजन के बाद, सिलिकॉन पृथ्वी पर सबसे प्रचुर मात्रा में तत्व (27.6%) है।

यह एक ऐसा तत्व है जो अधिकांश खनिजों और चट्टानों में पाया जाता है,

पृथ्वी की पपड़ी के कठिन खोल का गठन। पृथ्वी की पपड़ी में K. समान खेलता है

पशु और पौधों की दुनिया में कार्बन के रूप में एक प्राथमिक भूमिका। के लिये

के। का रसायन विज्ञान ऑक्सीजन के साथ अपने मजबूत बंधन के लिए बेहद महत्वपूर्ण है। अधिकांश

व्यापक सिलिकॉन यौगिकों - सिलिकॉन ऑक्साइड SiO2 और

सिलिकिक एसिड डेरिवेटिव जिसे सिलिकेट्स कहा जाता है। सिलिकॉन (IV) ऑक्साइड

एक क्वार्ट्ज खनिज (सिलिका, चकमक पत्थर) के रूप में होता है। इससे प्रकृति में

पूरे पहाड़ों को ढेर कर दिया जाता है। बहुत बड़े होते हैं, जिनका वजन 40 टन तक होता है,

क्वार्ट्ज क्रिस्टल। साधारण रेत में ठीक क्वार्ट्ज होता है जो दूषित होता है

विभिन्न अशुद्धियाँ। रेत की वार्षिक वैश्विक खपत 300 तक पहुंचती है

मिलियन टन।

सिलिकेट्स की, एलुमिनोसिलिकेट्स (काओलिन)

Al2O3 * 2SiO2 * 2H2O, एस्बेस्टोस CaO * 3MgO * 4SiO2, orthoclase K2O * Al2O3 * 6SiO2, आदि)।

यदि सिलिकॉन और एल्यूमीनियम ऑक्साइड के अलावा, खनिज में ऑक्साइड होते हैं

सोडियम, पोटेशियम या कैल्शियम, खनिज को फेल्डस्पर (सफेद) कहा जाता है

अभ्रक, आदि)। फेल्डस्पार के बारे में ज्ञात के आधे के लिए खाते

सिलिकेट्स की प्रकृति। रॉक ग्रेनाइट और गनीस में क्वार्ट्ज, माइका,

स्फतीय।

वनस्पतियों और जीवों में, सिलिकॉन नगण्य मात्रा में शामिल है

इन पौधों के तनों की बढ़ी हुई ताकत की व्याख्या करता है। सिलियट गोले,

स्पंज, अंडे और पक्षियों के पंख, जानवरों के बाल, बाल, विट्रोस के शरीर

आँखों में भी सिलिकॉन होता है।

जहाजों द्वारा वितरित चंद्र मिट्टी के नमूनों का विश्लेषण दिखाया गया है

40 प्रतिशत से अधिक की मात्रा में सिलिकॉन ऑक्साइड की उपस्थिति। पत्थर के हिस्से के रूप में

उल्कापिंड, सिलिकॉन सामग्री 20 प्रतिशत तक पहुँच जाता है।

परमाणु संरचना और बुनियादी रासायनिक और भौतिक। पवित्र द्वीप।

K. एक धात्विक चमक के साथ गहरे-भूरे रंग के क्रिस्टल बनाता है, जो कि है

एक हीरे का एक घन चेहरा केंद्रित जाली एक अवधि के साथ \u003d 5.431E,

2.33 जी / सेमी 3 के घनत्व के साथ। बहुत उच्च दबाव पर, एक नया (

जाहिरा तौर पर हेक्सागोनल) 2.55 ग्राम / सेमी 3 के घनत्व के साथ संशोधन। के। पिघला देता है

1417 डिग्री सेल्सियस पर, 2600 डिग्री सेल्सियस पर फोड़ा। विशिष्ट गर्मी (20-100 ° С पर) 800

j / (kgChK), या 0.191 cal / (gChrad); सबसे स्वच्छ के लिए भी तापीय चालकता

नमूने स्थिर नहीं हैं और सीमा (25 ° C) 84-126 W / (mChK), या में है

0.20-0.30 cal / (cmChsecChgrad)। रैखिक विस्तार का तापमान गुणांक

2.33X10-6 के -1; नीचे 120K नकारात्मक हो जाता है। के। से पारदर्शी है

लंबी लहर वाली अवरक्त किरणें; अपवर्तक सूचकांक (एल \u003d 6 माइक्रोन के लिए) 3.42;

ढांकता हुआ निरंतर 11.7। के। डायमैग्नेटिक, परमाणु चुंबकीय

संवेदनशीलता -0.13 × 10-6। कठोरता के। मोह्स 7.0, ब्रिनेल 2.4

Gn / m2 (240 kgf / mm2), लोचदार मापांक 109 Gn / m2 (10890 kgf / mm2),

संपीडन कारक 0.325X10-6 सेमी 2 / किग्रा है। के। भंगुर पदार्थ; ध्यान देने योग्य

प्लास्टिक विरूपण 800 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर शुरू होता है।

K. एक अर्धचालक है जो बढ़ते उपयोग का पता लगा रहा है। विद्युतीय

के। के गुण बहुत दृढ़ता से अशुद्धियों पर निर्भर करते हैं। खुद की विशिष्ट मात्रा

कमरे के तापमान पर विद्युत प्रतिरोध के। माना जाता है

2.3X103 ओमचम (2.3Ch105 ओमचम)।

पी-प्रकार की चालकता के साथ सेमीकंडक्टर के। (एडिटिव्स बी, अल, इन, या गा) और एन-

प्रकार (एडिटिव्स पी, बीआई, एस या एसबी) में काफी कम प्रतिरोध है।

बिजली के माप के अनुसार ऊर्जा का अंतर 1.21 eV है

0 K और घटकर 1.119 eV पर 300 K हो जाता है।

मेंडेलीव 14 की आवधिक प्रणाली में के। की स्थिति के अनुसार

परमाणु K के इलेक्ट्रॉनों को तीन गोले में बांटा गया है: पहले (नाभिक से) 2

इलेक्ट्रॉन, दूसरे 8 में, तीसरे (वैलेंस) 4 में; विन्यास इलेक्ट्रॉनिक

गोले 1s22s22p63s23p2 लगातार आयनीकरण क्षमता (eV):

8.149; 16.34; 33.46 और 45.13। परमाणु त्रिज्या 1.33Е, सहसंयोजक त्रिज्या

1.17 ई, आयनिक रेडी Si4 + 0.39E, Si4- 1.98E।

यौगिकों में, के। (कार्बन के समान) 4-वैलेंसी है। हालांकि, इसके विपरीत

समन्वय संख्या 4 के साथ कार्बन, के। एक समन्वय प्रदर्शित करता है

संख्या 6, जिसे उसके परमाणु की बड़ी मात्रा (इस तरह का एक उदाहरण) द्वारा समझाया गया है

यौगिकों में फ्लोरोसिलिकॉन होता है जिसमें समूह 2- होते हैं।

एक परमाणु और अन्य परमाणुओं के बीच रासायनिक बंधन आमतौर पर की कीमत पर किया जाता है

हाइब्रिड sp3 ऑर्बिटल्स, लेकिन इसके पांच में से दो को शामिल करना भी संभव है

(रिक्त) 3 डी ऑर्बिटल्स, खासकर जब के। छह-समन्वित होता है।

1.8 के एक छोटे से वैद्युतीयऋणात्मकता मूल्य (बनाम 2.5) के साथ

कार्बन; नाइट्रोजन, आदि के लिए 3.0), गैर-धातुओं के साथ यौगिकों में के

विद्युत रूप से सकारात्मक है, और ये यौगिक प्रकृति में ध्रुवीय हैं। बड़े

ऑक्सीजन सी-ओ के साथ बाध्यकारी ऊर्जा, 464 kJ / mol (111 kcal / mol) के बराबर,

इसके धीरज का निर्धारण करता है ऑक्सीजन यौगिक (SiO2 और सिलिकेट्स)।

सी-सी बंधन ऊर्जा कम है, 176 kJ / mol (42 kcal / mol); भिन्न

कार्बन, के। के लिए लंबी श्रृंखलाओं और डबल बॉन्ड के गठन की विशेषता नहीं है

सी परमाणुओं के बीच। एक सुरक्षात्मक ऑक्साइड के गठन के कारण हवा में के

ऊंचे तापमान पर भी फिल्में स्थिर हैं। ऑक्सीजन में ऑक्सीकरण होता है

400 डिग्री सेल्सियस पर शुरू, सिलिकॉन डाइऑक्साइड SiO2 बनाने। इसके अलावा मोनोऑक्साइड जाना जाता है

SiO, गैस के रूप में उच्च तापमान पर स्थिर; तेज के परिणामस्वरूप

शीतलन, एक ठोस उत्पाद प्राप्त किया जा सकता है जो आसानी से विघटित हो जाता है

सी और SiO2 का एक अच्छा मिश्रण। के। एसिड के लिए प्रतिरोधी है और केवल में घुल जाता है

नाइट्रिक और हाइड्रोफ्लोरिक एसिड का मिश्रण; गर्म में आसानी से घुल जाता है

हाइड्रोजन विकास के साथ क्षार समाधान। K. जब फ्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करता है

बाकी के साथ कमरे का तापमान - जब गर्म किया जाता है

सामान्य सूत्र SiX4 के यौगिकों का निर्माण (देखें सिलिकॉन हॉलिड्स)।

हाइड्रोजन सीधे के के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, और सिलिका (सिल्नेस)

सिलिकोसिस का अपघटन प्राप्त करें (नीचे देखें)। SiH4 से ज्ञात सिलिका

si8H18 तक (संतृप्त हाइड्रोकार्बन की रचना के समान)। के। रूप 2

ऑक्सीजन युक्त सिलने के समूह - सिलोक्सेन और सिलोक्सेन। नाइट्रोजन के साथ।

1000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर प्रतिक्रिया करता है। का बड़ा व्यावहारिक महत्व है

नाइट्राइड Si3N4, 1200 डिग्री सेल्सियस पर भी हवा में ऑक्सीकरण नहीं, प्रतिरोधी

एसिड (नाइट्रिक को छोड़कर) और क्षार के साथ-साथ पिघला हुआ

धातु और स्लैग, जो इसे रासायनिक के लिए एक मूल्यवान सामग्री बनाता है

उद्योग, अपवर्तक के उत्पादन के लिए, आदि उच्च कठोरता, और

थर्मल और रासायनिक प्रतिरोध भी यौगिकों के साथ भिन्न होते हैं

कार्बन (सिलिकॉन कार्बाइड SiC) और बोरान (SiB3, SiB6, SiB12)। कब

हीटिंग K. प्रतिक्रिया करता है (धातु उत्प्रेरक की उपस्थिति में,

उदाहरण के लिए कॉपर) ऑर्गनोक्लोरिन यौगिकों के साथ (उदाहरण के लिए, CH3Cl के साथ)

organohalosilanes के गठन [उदाहरण के लिए, Si (CH3) 3CI], जो सेवा करते हैं

कई ऑर्गोसिलिकॉन यौगिकों का संश्लेषण।

प्राप्त करना।

सिलिकॉन उत्पादन के लिए सबसे सरल और सबसे सुविधाजनक प्रयोगशाला विधि है

धातुओं के साथ उच्च तापमान पर सिलिकॉन ऑक्साइड SiO2 की कमी -

संरक्षणकर्ताओं। कमी के लिए सिलिकॉन ऑक्साइड की स्थिरता के कारण

मैग्नीशियम और एल्यूमीनियम जैसे सक्रिय कम करने वाले एजेंटों का उपयोग करें:

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

धातु एल्यूमीनियम, क्रिस्टलीय के साथ कम होने पर

सिलिकॉन। उनके धातु आक्साइड से धातुओं की कमी के लिए विधि

एल्यूमीनियम की खोज रूसी भौतिक विज्ञानी एनएन बेकेटोव ने 1865 में की थी। कब

एल्यूमीनियम के साथ सिलिकॉन ऑक्साइड की कमी, जारी गर्मी पर्याप्त नहीं है

पिघलने की प्रतिक्रिया उत्पादों - सिलिकॉन और एल्यूमीनियम ऑक्साइड, जो

2050 पर पिघला देता है। प्रतिक्रिया उत्पादों के पिघलने बिंदु को कम करने के लिए

प्रतिक्रिया मिश्रण में सल्फर और अतिरिक्त एल्यूमीनियम मिलाया जाता है। प्रतिक्रिया रूपों

कम पिघलने एल्यूमीनियम सल्फाइड:

2Al + 3S \u003d Al2S3

क्रूसिबल के तल तक पिघले हुए सिलिकॉन सिंक की बूंदें।

करने के लिए तकनीकी शुद्धता (95-98%) एक इलेक्ट्रिक आर्क में प्राप्त की जाती है

ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड के बीच सिलिका SiO2 की कमी।

अर्धचालक प्रौद्योगिकी के विकास के संबंध में, प्राप्त करने के तरीके

शुद्ध और विशेष रूप से शुद्ध के। यह शुद्धतम के प्रारंभिक संश्लेषण की आवश्यकता है

प्रारंभिक यौगिकों के।, जिसमें से के। को घटाकर या निकाला जाता है

थर्मल अपघटन।

शुद्ध अर्धचालक सिलिकॉन दो रूपों में प्राप्त किया जाता है: पॉलीक्रिस्टलाइन

(जस्ता या हाइड्रोजन, थर्मल के साथ SiCI4 या SiHCl3 की कमी

sil4 और SiH4 का अपघटन) और मोनोक्रिस्टलाइन (क्रूसिबल-फ्री ज़ोन पिघलने)

और पिघला हुआ कश्मीर से एक एकल क्रिस्टल "खींच" - Czochralski विधि)।

सिलिकॉन टेट्राक्लोराइड वाणिज्यिक सिलिकॉन के क्लोरीनीकरण द्वारा प्राप्त किया जाता है।

सिलिकॉन टेट्राक्लोराइड के अपघटन के लिए सबसे पुरानी विधि विधि है

उत्कृष्ट रूसी रसायनज्ञ शिक्षाविद एन.एन. बेकेटोव। यह तरीका हो सकता है

समीकरण द्वारा प्रस्तुत:

SiCl4 + Zn \u003d Si + 2ZnCl2।

यहाँ सिलिकॉन टेट्राक्लोराइड के वाष्प हैं, जो 57.6 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर उबलते हैं,

जस्ता वाष्प के साथ बातचीत।

वर्तमान में, हाइड्रोजन के साथ सिलिकॉन टेट्राक्लोराइड कम हो जाता है। प्रतिक्रिया

समीकरण के अनुसार आय:

SiCl4 + 2H2 \u003d Si + 4HCl।

सिलिकॉन पाउडर के रूप में प्राप्त किया जाता है। आयोडाइड विधि का भी उपयोग किया जाता है

प्राप्त करने के पहले की आयोडाइड विधि के समान सिलिकॉन प्राप्त करना

शुद्ध टाइटेनियम।

शुद्ध सिलिकॉन प्राप्त करने के लिए, इसे ज़ोन के पिघलने से अशुद्धियों से शुद्ध किया जाता है।

इसी तरह से शुद्ध टाइटेनियम कैसे प्राप्त किया जाता है।

विभिन्न अर्धचालक उपकरणों के लिए,

सेमीकंडक्टर सामग्री एकल क्रिस्टल के रूप में प्राप्त की, के बाद से

पॉलीक्रिस्टलाइन सामग्री, अनियंत्रित परिवर्तन होते हैं

विद्युत गुण।

एकल क्रिस्टल को घुमाते समय, Czochralski विधि का उपयोग किया जाता है, जिसमें शामिल हैं

निम्नलिखित में: एक रॉड पिघला हुआ सामग्री में उतारा जाता है, जिसके अंत में

इस सामग्री का एक क्रिस्टल है; वह भविष्य के भ्रूण के रूप में कार्य करता है

एकल क्रिस्टल। छड़ को 1-2 तक कम गति से पिघलाकर बाहर निकाला जाता है

मिमी / मिनट। नतीजतन, वांछित आकार का एक एकल क्रिस्टल धीरे-धीरे विकसित होता है। का

यह अर्धचालक उपकरणों में प्रयुक्त वेफर्स द्वारा काट दिया जाता है।

आवेदन।

विशेष रूप से मिश्र धातु कार्बन व्यापक रूप से विनिर्माण के लिए एक सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है

अर्धचालक उपकरण (ट्रांजिस्टर, थर्मिस्टर्स, पावर रेक्टीफायर्स)

वर्तमान, नियंत्रित डायोड - थाइरिस्टर; सौर फोटोवोल्टिक कोशिकाओं में इस्तेमाल किया

अंतरिक्ष यान, आदि)। चूँकि K लम्बाई के साथ किरणों के लिए पारदर्शी है

1 से 9 माइक्रोन की तरंगें, इसका उपयोग अवरक्त प्रकाशिकी (क्वार्ट्ज भी देखें) में किया जाता है।

K. के पास आवेदन के विभिन्न और कभी-कभी विस्तारित क्षेत्र हैं। में

पिघला हुआ में भंग को हटाने के लिए धातुकर्म के

ऑक्सीजन धातुएँ (डीऑक्सीडेशन)। के। एक बड़े का एक अभिन्न अंग है

लोहे और अलौह धातुओं के मिश्र धातुओं की संख्या। आमतौर पर के। मिश्र को प्रदान करता है

जंग के लिए प्रतिरोध में वृद्धि, उनके कास्टिंग गुणों में सुधार और

यांत्रिक शक्ति बढ़ाता है; हालाँकि, इसकी अधिक सामग्री के साथ, के। कर सकते हैं

नाजुकता। सबसे महत्वपूर्ण लोहा, तांबा और एल्यूमीनियम हैं

ऑर्गोसिलिकॉन यौगिक और सिलिकाइड। सिलिका और कई सिलिकेट्स

(clays, feldspars, micas, talc, आदि) ग्लास द्वारा संसाधित होते हैं,

सीमेंट, सिरेमिक, इलेक्ट्रिकल और अन्य उद्योग।

सिलिकॉन, सतह या सिलिकॉन के साथ सामग्री का बड़ा संतृप्ति।

यह उच्च में गठित सिलिकॉन वाष्प में सामग्री को संसाधित करके उत्पादित किया जाता है

सिलिकॉन बैकफ़िल के ऊपर या गैस युक्त वातावरण में तापमान

हाइड्रोजन द्वारा कम किए गए क्लोरोसिल प्लेन (उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया SiCI4 + 2H2 द्वारा

Si + 4HC1)। यह मुख्य रूप से दुर्दम्य की रक्षा के साधन के रूप में उपयोग किया जाता है

धातु (W, Mo, Ta, Ti, आदि) ऑक्सीकरण से। ऑक्सीकरण प्रतिरोध

घने प्रसार के एस में गठन के कारण

"सेल्फ-हीलिंग" साइलिसिक कोटिंग्स (WSi2, MoSi2, आदि)। चौड़ा

सिलिकॉनकृत ग्रेफाइट का उपयोग किया जाता है।

सम्बन्ध।

Silicides।

सिलिकिस (लाट से। सिलिकियम - सिलिकॉन), सिलिकॉन के रासायनिक यौगिकों के साथ

धातुओं और कुछ गैर-धातुओं। सी। रासायनिक बंधन के प्रकार से हो सकता है

तीन मुख्य समूहों में विभाजित: आयनिक-सहसंयोजक, सहसंयोजक और

धातु की तरह। आयनिक-सहसंयोजक एस का गठन क्षारीय (अपवाद के साथ) द्वारा किया जाता है

सोडियम और पोटेशियम) और क्षारीय पृथ्वी धातु, साथ ही उपसमूहों की धातुएं

तांबा और जस्ता; सहसंयोजक - बोरान, कार्बन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, फास्फोरस,

सल्फर, उन्हें बोराइड्स, कार्बाइड्स, सिलिकॉन नाइट्राइड्स), आदि भी कहा जाता है;

धातु जैसे - संक्रमण धातुओं।

सी के पाउडर मिश्रण को फ्यूज या सिंटर करके प्राप्त किया गया और

इसी धातु: Si, SiC, SiO2 और के साथ धातु आक्साइड को गर्म करके

प्राकृतिक या सिंथेटिक सिलिकेट्स (कभी-कभी कार्बन के साथ मिश्रित);

siCl4 और H2 के मिश्रण के साथ धातु की बातचीत; पिघलने के इलेक्ट्रोलिसिस,

k2SiF6 और संबंधित धातु के ऑक्साइड से मिलकर। सहसंयोजक और

धातु जैसी एस। दुर्दम्य, ऑक्सीकरण के लिए प्रतिरोधी, खनिज की कार्रवाई

एसिड और विभिन्न आक्रामक गैसों। एस का उपयोग गर्मी प्रतिरोधी के हिस्से के रूप में किया जाता है

धातु-सिरेमिक मिश्रित सामग्री विमानन और मिसाइल के लिए

प्रौद्योगिकी। MoSi2 का उपयोग प्रतिरोध भट्ठी हीटर के उत्पादन के लिए किया जाता है,

1600 ° С तक के तापमान पर हवा में काम करना। FeSi2, Fe3Si2, Fe2Si

डीऑक्सिडेशन और मिश्र धातु के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले फेरोसिलिकॉन का हिस्सा हैं

स्टील्स। सिलिकॉन कार्बाइड अर्धचालक पदार्थों में से एक है।

सिलिकॉनयुक्त ग्रेफाइट

सिलिकॉनकृत ग्रेफाइट, सिलिकॉन संतृप्त ग्रेफाइट। प्रसंस्करण द्वारा उत्पादित

1800-2200 डिग्री सेल्सियस (जबकि वाष्प) पर एक सिलिकॉन बैकफ़िल में झरझरा ग्रेफाइट

सिलिकॉन छिद्रों में जमा हो जाता है)। ग्रेफाइट बेस, सिलिकॉन कार्बाइड से बना

और मुफ्त सिलिकॉन। ग्रेफाइट की उच्च तापमान प्रतिरोध विशेषता को जोड़ती है

और घनत्व, गैस की जकड़न के साथ ऊंचे तापमान पर ताकत

1750 डिग्री सेल्सियस और कटाव तक के तापमान पर ऑक्सीकरण के लिए उच्च प्रतिरोध

हठ। इसका उपयोग उच्च तापमान वाली भट्टियों में, अस्तर के लिए किया जाता है

हीटिंग तत्वों में धातु कास्टिंग के लिए उपकरण

विमानन और अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी के लिए भागों का निर्माण, में काम करना

उच्च तापमान और कटाव की स्थिति

सिलल (लैटिन सिलिकियम से - सिलिकॉन और अंग्रेजी मिश्र धातु - मिश्र धातु), गर्मी प्रतिरोधी कच्चा लोहा

एक उच्च सिलिकॉन सामग्री (5-6%) के साथ। यूएसएसआर में 2 किस्मों का उत्पादन किया जाता है

एस - लैमेलर और गांठदार ग्रेफाइट के साथ। एस। से, अपेक्षाकृत

सस्ते उच्च तापमान (800-900) में काम करने वाले पुर्जे

° C), उदाहरण के लिए, खुली-चूल्हा भट्टियों के दरवाजे, भट्ठी, भाप बॉयलरों के भाग।

सिलुमिन (लाट से। सिलिसियम - सिलिकॉन और एल्यूमीनियम - एल्यूमीनियम), सामान्य नाम

एल्यूमीनियम आधारित कास्टिंग मिश्र धातुओं का एक समूह जिसमें सिलिकॉन (4-13%, में) है

कुछ ब्रांड 23% तक)। वांछित संयोजन पर निर्भर करता है

सी। के तकनीकी और परिचालन गुण कभी-कभी Cu, Mn, Mg के साथ मिश्रधातु होते हैं

Zn, तिवारी, Be और अन्य धातु। C. उच्च कास्टिंग और पर्याप्त है

उच्च यांत्रिक गुण, अवर, हालांकि, यांत्रिक में

अल - घन प्रणाली के आधार पर मिश्र धातुओं के कास्टिंग के गुण। एस की योग्यता के लिए।

गीला और समुद्री में उनके संक्षारण प्रतिरोध में वृद्धि हुई

वायुमंडल। एस का उपयोग जटिल विन्यास के भागों के निर्माण में किया जाता है,

मुख्य रूप से ऑटो और विमान निर्माण में। USSR में, AL2 ग्रेड का उत्पादन किया जाता है,

AL4, AL9, आदि।

Silicomanganese

सिलिकोमैंगनीज एक फेरोलाइल है जिसका मुख्य घटक सिलिकॉन और मैंगनीज हैं;

कार्बन-कमी प्रक्रिया द्वारा अयस्क-थर्मल भट्टियों में गलाना है। से।

मैंगनीज अयस्क से प्राप्त 10-26% सी (बाकी एमएन, फे और अशुद्धियों के साथ),

मैंगनीज लावा और क्वार्टजाइट, के रूप में स्टीलमेकिंग में उपयोग किया जाता है

डीऑक्सीडाइज़र और मिश्र धातु योजक, साथ ही साथ फेरोमैंगनीज़ को गलाने के लिए

सिलिकोथर्मल प्रक्रिया द्वारा कार्बन की मात्रा कम हो जाती है। 28-30% सी के साथ सी

(कच्चा माल जिसके लिए विशेष रूप से उच्च-मैंगनीज प्राप्त किया जाता है

कम-फास्फोरस स्लैग) का उपयोग धात्विक मैंगनीज के उत्पादन में किया जाता है।

Silicochrom

सिलिकोक्रोमियम, फेरोसिलिकोक्रोमियम, फेरोलॉयल, जिनमें से मुख्य घटक हैं

सिलिकॉन और क्रोमियम; कार्बन को कम करने वाले अयस्क-थर्मल भट्टी में गलाना

क्वार्टजाइट और दानेदार रूपांतरण फेरोक्रोम की एक प्रक्रिया या

क्रोम अयस्क। C. के साथ 10-46% Si (बाकी Cr, Fe और अशुद्धियों के लिए) का उपयोग किया जाता है

कम-अलॉय स्टील को गलाने के साथ-साथ फेरोक्रोम प्राप्त करने के लिए

सिलिकोथर्मल प्रक्रिया द्वारा कार्बन की मात्रा कम हो जाती है। C. 43-55% Si के साथ

कार्बन-मुक्त फेरोक्रोम के उत्पादन में और गलाने में उपयोग किया जाता है

स्टेनलेस स्टील का।

Silchrome

सिल्क्रोम (लैटिन सिलिकियम से - सिलिकॉन और क्रोमियम - क्रोमियम), सामान्य नाम

सीआर (5-14%) और सी के साथ गर्मी प्रतिरोधी और गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स के समूह

(1-3%)। परिचालन गुणों के आवश्यक स्तर के आधार पर, सी।

इसके अलावा मो (0.9% तक) या अल (1.8% तक) के साथ मिश्रधातु। सी। के खिलाफ प्रतिरोधी

हवा में और सल्फर युक्त मीडिया में ऑक्सीकरण 850-950 ° С तक; लागू

मुख्य रूप से आंतरिक दहन इंजन के लिए वाल्व के निर्माण के लिए,

साथ ही बॉयलर इंस्टॉलेशन, ग्रेट्स आदि का विवरण।

यांत्रिक भार, एस के बने भाग लंबे समय तक मज़बूती से काम करते हैं

600-800 डिग्री सेल्सियस तक तापमान पर शब्द। यूएसएसआर में, ग्रेड 4Х9С2 के एस।

4X10C2M, आदि।

सिलिकॉन हलाइड्स

सिलिकॉन हलाइड, हलोजन के साथ सिलिकॉन यौगिक। ज्ञात के। जी।

निम्नलिखित प्रकार (एक्स-हैलोजन): SiX4, SiHnX4-n (halogenosilanes), SinX2n + 2

मिश्रित हलाइड्स जैसे SiClBr3। सामान्य परिस्थितियों में, SiF4 एक गैस है,

SiCl4 और SiBr4 - तरल पदार्थ (tm - 68.8 और 5 ° C), SiI4 - ठोस (tnl)

124 ° C)। SiX4 यौगिक आसानी से हाइड्रोलाइज्ड होते हैं: SiX4 + 2H2O \u003d SiO2 + 4HX;

siO2 के बहुत छोटे कणों के गठन के कारण हवा में धुआं;

सिलिकॉन टेट्रफ्लोराइड अलग तरीके से प्रतिक्रिया करता है: 3SiF4 + 2H2O \u003d SiO2 + 2H2SiF6। chlorosilanes

(SiHnX4-n), उदाहरण के लिए SiHCl3 (Si पर गैसीय HCl की कार्रवाई द्वारा प्राप्त),

पानी की कार्रवाई के तहत एक मजबूत सिलोक्सेन के साथ बहुलक यौगिकों का निर्माण होता है

श्रृंखला सी-ओ-सी। अत्यधिक प्रतिक्रियाशील, क्लोरोसिल प्लेन

ऑर्गोसिलिकॉन यौगिकों के उत्पादन के लिए शुरुआती सामग्री के रूप में सेवा करें।

सिनएक्स 2 एन + 2 प्रकार के यौगिकों में एक्स परमाणुओं पर सी परमाणुओं की श्रृंखलाएं होती हैं

si6Cl14 (tnl 320 ° C) सहित एक श्रृंखला; बाकी के हैलोजन केवल Si2X6 बनते हैं।

प्रकार के यौगिक (SiX2) n और (SiX) n प्राप्त किए गए थे। SiX2 और SiX अणु

गैस के रूप में और तेज शीतलन के साथ उच्च तापमान पर मौजूद है

(तरल नाइट्रोजन) ठोस बहुलक पदार्थ बनाते हैं, जिसमें अघुलनशील होता है

आम कार्बनिक सॉल्वैंट्स।

सिलिकॉन टेट्राक्लोराइड SiCl4 का उपयोग चिकनाई तेलों के उत्पादन में किया जाता है,

विद्युत इन्सुलेशन, गर्मी हस्तांतरण तरल पदार्थ, जल-विकर्षक तरल पदार्थ, आदि।

सिलिकन कार्बाइड।

सिलिकॉन कार्बाइड, कार्बोरंडम, SiC, सिलिकॉन-कार्बन यौगिक; में से एक

प्रौद्योगिकी में प्रयुक्त सबसे महत्वपूर्ण कार्बाइड। अपने शुद्ध रूप में के। से - बेरंग

हीरे की चमक के साथ क्रिस्टल; तकनीकी उत्पाद हरा या नीला-काला

रंग की। टू। दो मुख्य क्रिस्टलीय संशोधनों में मौजूद है -

हेक्सागोनल (a-SiC) और क्यूबिक (b-SiC), हेक्सागोनल होने के साथ

"विशालकाय अणु" एक तरह के संरचनात्मक के सिद्धांत पर बनाया गया है

सरल अणुओं के निर्देशित बहुलककरण। कार्बन परमाणुओं की परतें और

सी-सी में सिलिकॉन को एक-दूसरे के सापेक्ष अलग-अलग तरीकों से रखा जाता है, जिससे कई बनते हैं

संरचनात्मक प्रकार। B-SiC से a-SiC में संक्रमण एक तापमान पर होता है

2100-2300 डिग्री सेल्सियस (रिवर्स संक्रमण आमतौर पर मनाया नहीं जाता है)। के। के। अपवर्तक

(2830 डिग्री सेल्सियस पर अपघटन के साथ पिघला देता है), एक अत्यंत उच्च कठोरता है

(microhardness 33400 Mn / m2 या 3.34 tf / mm2), हीरे और बोरान के बाद दूसरा

कार्बाइड बी 4 सी; नाजुक; घनत्व 3.2 ग्राम / सेमी 3। के। से। विभिन्न में स्थिर है

उच्च तापमान पर सहित रासायनिक वातावरण।

के। से। 2000-2200 डिग्री सेल्सियस पर क्वार्ट्ज रेत के मिश्रण से विद्युत भट्टियों में प्राप्त किया जाता है

(51-55%), कोक (35-40%) NaCl (I-5%) और चूरा (5-10%) के अलावा।

इसकी उच्च कठोरता, रासायनिक प्रतिरोध और पहनने के प्रतिरोध के कारण, के।

क्योंकि यह व्यापक रूप से एक अपघर्षक सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है (जब पीस), काटने के लिए

कठिन सामग्री, उपकरण बिंदु, साथ ही साथ विभिन्न के निर्माण के लिए

जटिल में परिचालन रासायनिक और धातुकर्म उपकरण के कुछ हिस्सों

उच्च तापमान की स्थिति। के। से।, विभिन्न अशुद्धियों के साथ मिश्रधातु,

अर्धचालक प्रौद्योगिकी में उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से वृद्धि के साथ

तापमान। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में के। का उपयोग करना दिलचस्प है - के लिए

उच्च तापमान बिजली के प्रतिरोध भट्टियों के लिए हीटर का निर्माण

(चलनी छड़), बिजली के पारेषण लाइनों के लिए बिजली गिरफ्तारी

विद्युत इन्सुलेट उपकरणों के भाग के रूप में वर्तमान, नॉनलाइनियर प्रतिरोध, आदि।

सिलिकॉन डाइऑक्साइड

सिलिकॉन डायोक्साइड (सिलिका), SiO2, क्रिस्टल। सबसे आम

खनिज - क्वार्ट्ज; साधारण रेत भी सिलिकॉन डाइऑक्साइड है। में इस्तेमाल किया

कांच, चीनी मिट्टी के बरतन, मिट्टी के बरतन, कंक्रीट, ईंट, चीनी मिट्टी की चीज़ें के रूप में उत्पादन

रबर भराव, क्रोमैटोग्राफी, इलेक्ट्रॉनिक्स, अकॉस्टो-ऑप्टिक्स में adsorbent

और अन्य सिलिका खनिज, कई खनिज प्रजातियां हैं, जो हैं

सिलिकॉन डाइऑक्साइड के बहुरूपी संशोधन; कुछ के तहत स्थिर

दबाव के आधार पर तापमान अंतराल।

| खनिज | | | हूँ * | | थ, |

| | | | | गोल, ° С | kg / m "|

| बी-क्रिस्टोबाली | | घन | 1 | 1728-147 | 2190 |

| टी | | | | 0 | |

| बी-ट्रिडाइमाइट | | हेक्सागोनल | 1 | 1470-870 | 2220 |

| ए-क्वार्ट्ज | | हेक्सागोनल | 1 | 870-573 | 2530 |

| | | नाया | | | 2260 |

| | वें | | | | 2260 |

| टी | | नाया | | | |

| स्टिशोविट | | टेट्रागोनल | 100-180 | 1400-600 | 4350 |

| किटिट | | टेट्रागोनल | 350-1260 | 585-380 | 2500 |

* मैं हूं \u003d 1 किग्रा / सेमी 2 @ 0.1 एमएन / एम 2।

क्रिस्टलीय सामग्री के क्रिस्टल संरचना का आधार एक त्रि-आयामी रूपरेखा है,

सामान्य ऑक्सीजन के माध्यम से जुड़ने वाले टेट्राहेड्रों का निर्माण (5104)।

हालांकि, उनकी व्यवस्था की समरूपता, पैकिंग घनत्व और आपसी

अभिविन्यास अलग हैं, जो व्यक्ति के क्रिस्टल के समरूपता में परिलक्षित होता है

खनिज और उनके भौतिक गुण... अपवाद है स्टिशोविएट,

संरचना की संरचना का आधार अष्टधारा (SiO6) हैं, जो संरचना का निर्माण करती हैं,

रूटाइल के समान। सभी क्वार्ट्ज क्रिस्टल (क्वार्ट्ज की कुछ किस्मों को छोड़कर)

आम तौर पर बेरंग। खनिज पैमाने पर कठोरता अलग है: 5.5 से (ए-

ट्राइडीमाइट) से 8-8.5 (स्टिशोसाइट)।

के। एम। आमतौर पर बहुत छोटे अनाजों, क्रिप्टोकरेंसी के रूप में पाए जाते हैं

तंतुमय (एक-क्राइस्टोबलाइट, तथाकथित ल्यूसेटाइट) और कभी-कभी गोलाकार

संरचनाओं। कम अक्सर - सारणीबद्ध या लैमेलर के क्रिस्टल के रूप में

आकार (ट्राइडिमाइट), ऑक्टाहेड्रल, डिपाइरामाइडल (ए- और बी-क्रिस्टोबलाइट),

ठीक सुई (कोएसाइट, स्टेशोविट)। अधिकांश क्वार्ट्ज मीटर (क्वार्ट्ज को छोड़कर) बहुत हैं

पृथ्वी की पपड़ी के सतह क्षेत्रों में दुर्लभ और अस्थिर।

उच्च तापमान संशोधन SiO2 - b-tridymite, b-cristobalite -

युवा प्रवाहकीय चट्टानों (डैकाइट्स, बेसल्ट्स) के छोटे voids में बनते हैं।

लाइपाराइट्स, आदि)। कम तापमान वाला ए-क्रिस्टोबलाइट, एक ट्रिडाइमाइट के साथ,

एजेट्स, चेल्सी, ओपल के घटक भागों में से एक है; जमा किया

गर्म जलीय समाधानों से, कभी-कभी कोलाइडल SiO2 से। स्टिशोविएट और कोएसाइट

एरिज़ोना (संयुक्त राज्य अमेरिका) में शैतान के घाटी उल्कापिंड के सैंडस्टोन में पाया गया,

जहां वे तात्कालिक अल्ट्राहैग दबाव पर क्वार्ट्ज के कारण बने थे और

जब उल्कापिंड गिरने के दौरान तापमान बढ़ता है। प्रकृति में भी

वहाँ हैं: क्वार्ट्ज ग्लास (तथाकथित leschatelite), में गठित

एक बिजली की हड़ताल से क्वार्ट्ज रेत के पिघलने के परिणामस्वरूप, और मेलेनोफ्लॉइट - में

छोटे क्यूबिक क्रिस्टल और क्रस्ट्स के रूप में (स्यूडोमोर्फ्स से मिलकर

ओपल और चेलेडोनी क्वार्ट्ज), देशी सल्फर में उगाया जाता है

सिसिली (इटली) के जमा। प्रकृति में किटाइट नहीं पाया गया है।

क्वार्ट्ज (जर्मन क्वार्ज़), खनिज; के। नाम के नीचे, दो क्रिस्टलीय

सिलिकॉन डाइऑक्साइड SiO2 के संशोधन: हेक्सागोनल के। (या ए-के।), स्थिर

तापमान सीमा में 1 atm (या 100 kn / m2) के दबाव में 870-573 ° C, और

त्रिकोणीय (बी-के।), 573 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर स्थिर। बी-कश्मीर। अधिकांश

व्यापक रूप से प्रकृति में पाया जाता है। यह त्रिकोणीय वर्ग में क्रिस्टलीकृत होता है

त्रिकोणीय प्रणाली के ट्रेपेज़ोहेड्रॉन। फ़्रेम-प्रकार क्रिस्टल संरचना

एक पेचदार (साथ) में व्यवस्थित सिलिकॉन-ऑक्सीजन टेट्राहेड्रा का निर्माण

क्रिस्टल की मुख्य धुरी के संबंध में दाएं या बाएं पेंच स्ट्रोक)। में

इसके आधार पर, दाएं और बाएं संरचनात्मक और रूपात्मक

क्रिस्टल आकार जो कुछ की व्यवस्था की समरूपता में बाहरी रूप से भिन्न होते हैं

चेहरे (उदाहरण के लिए, ट्रेपेज़ोहेड्रॉन, आदि)। विमानों और केंद्र का अभाव

क्रिस्टलों K में समरूपता पीजोइलेक्ट्रिक की उपस्थिति को निर्धारित करती है और

पायरोइलेक्ट्रिक गुण।

के। के प्रायः क्रिस्टल में लम्बी-प्रिज्मीय उपस्थिति होती है

एक हेक्सागोनल प्रिज्म और दो rhombohedrons के चेहरे का प्रमुख विकास

(क्रिस्टल सिर)। कम अक्सर, क्रिस्टल एक छद्म हेक्सागोनल का रूप लेते हैं

bipyramids। K. के बाहरी रूप से नियमित क्रिस्टल आमतौर पर जटिल रूप से जुड़वा होते हैं,

तथाकथित पर सबसे अधिक बार जुड़वा क्षेत्रों का गठन। ब्राजील या

डुपहिनियन कानून। उत्तरार्द्ध न केवल क्रिस्टल के विकास के दौरान उत्पन्न होता है,

लेकिन थर्मल a - b पर आंतरिक संरचनात्मक पुनर्व्यवस्था के परिणामस्वरूप भी

संपीड़न, साथ ही यांत्रिक विकृतियों के साथ संक्रमण।

क्रिस्टल, अनाज और समुच्चय का रंग बहुत विविध है: सबसे आम है

रंगहीन, दूधिया सफेद या ग्रे के। पारदर्शी या पारभासी

खूबसूरती से रंगीन क्रिस्टल, विशेष रूप से कहा जाता है: बेरंग, पारदर्शी -

स्फटिक; बैंगनी - नीलम; स्मोकी - rauchtopaz; काली

Morion; सुनहरा पीला - सिट्रीन। अलग-अलग रंग आमतौर पर के कारण होते हैं

संरचनात्मक दोष जब Si4 + को Fe3 + या Al3 + के साथ एक साथ प्रतिस्थापित किया जाता है

जाली Na1 +, Li1 + या (OH) 1- में प्रवेश करना। मिलना भी मुश्किल

विदेशी खनिजों के सूक्ष्मजीवों के कारण रंगीन क्रिस्टल: हरा रंग

एक्टिनोलाइट या क्लोराइट के माइक्रोक्रिस्टल्स का निष्कर्ष; स्वर्णिम टिमटिमाना

aventurine - अभ्रक या हेमटिट का समावेश, आदि क्रिप्टोकरेंसी

किस्में K. - agate और chalcedony - बेहतरीन रेशे से मिलकर बनी होती हैं

संरचनाओं। करने के लिए। अपवर्तक सूचकांक

(डेलाइट एल \u003d 589.3 के लिए): ne \u003d 1.553; न \u003d \u003d 1.544। के लिए पारदर्शी

पराबैंगनी और आंशिक रूप से अवरक्त किरणें। प्रकाश का संचार करते समय

ऑप्टिकल अक्ष की दिशा में एक विमान-ध्रुवीकृत बीम, बाएं हाथ के क्रिस्टल के।

ध्रुवीकरण के विमान को बाईं ओर और दाईं ओर घुमाएं - दाईं ओर। दृश्य भाग में

स्पेक्ट्रम, रोटेशन के कोण का मान (के। प्लेट की प्रति 1 मिमी मोटाई) से भिन्न होता है

32.7 (l 486 एनएम के लिए) से 13.9 ° (728 एनएम)। ढांकता हुआ मूल्य

पारगम्यता (eij), पीजोइलेक्ट्रिक मापांक (djj) और लोचदार

गुणांक (Sij) निम्नानुसार हैं (कमरे के तापमान पर): e11 \u003d 4.58; e33 \u003d

4.70; d11 \u003d -6.76 * 10-8; d14 \u003d 2.56 * 10-8; एस 11 \u003d 1.279; एस 12 \u003d - 0.159; S13 \u003d

0.110; S14 \u003d -0.446; एस 33 \u003d 0.956; S44 \u003d 1.978। रैखिक गुणांक

विस्तार हैं: 3 डी ऑर्डर की धुरी के लंबवत 13.4 * 10-6 और

अक्ष के समानांतर 8 * 10-6। परिवर्तन बी की गर्मी - एक के। 2.5 किलो कैलोरी / मोल है

(10.45 केजे / मोल)। खनिज कठोरता 7; घनत्व 2650

किग्रा / एम 3। यह 1710 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पिघलता है और तथाकथित में ठंडा होने पर जम जाता है।

क्वार्ट्ज ग्लास। फ्यूज्ड के। एक अच्छा इन्सुलेटर है; साथ घन प्रतिरोध

18 डिग्री सेल्सियस पर 1 सेमी की बढ़त 5 * 1018 ओम / सेमी है, जो रैखिक विस्तार का गुणांक है

0.57 * 10-6 सेमी / डिग्री सेल्सियस। एक आर्थिक रूप से व्यवहार्य खेती तकनीक विकसित की गई है

सिंथेटिक मोनोक्रिस्टल, जो SiO2 के जलीय घोल से प्राप्त होते हैं

ऊंचा दबाव और तापमान (हाइड्रोथर्मल संश्लेषण) पर। क्रिस्टल

सिंथेटिक के। में स्थिर पीजोइलेक्ट्रिक गुण होते हैं,

विकिरण प्रतिरोध, उच्च ऑप्टिकल एकरूपता और अन्य मूल्यवान

तकनीकी गुण।

प्राकृतिक के। एक बहुत व्यापक खनिज है जो आवश्यक है

कई चट्टानों का एक अभिन्न हिस्सा है, साथ ही उपयोगी के भंडार भी

सबसे विविध उत्पत्ति के जीवाश्म। के लिए सबसे महत्वपूर्ण है

उद्योग क्वार्ट्ज सामग्री - क्वार्ट्ज रेत, क्वार्टजाइट और

क्रिस्टलीय मोनोक्रिस्टलाइन के। उत्तरार्द्ध दुर्लभ और बहुत है

अधिक सम्मानित। यूएसएसआर में, के। के मुख्य क्रिस्टल जमा उरल्स में हैं

नदी के बेसिन में, यूक्रेनी एसएसआर (वोलिन), पामीर में। आल्डन; विदेश में - जमा

ब्राजील और मालागासी गणराज्य। क्वार्ट्ज रेत के लिए एक महत्वपूर्ण कच्चा माल है

सिरेमिक और कांच उद्योग। मोनोक्रिस्टल के। पाते हैं

रेडियो इंजीनियरिंग में आवेदन (पीजोइलेक्ट्रिक फ्रीक्वेंसी स्टेबलाइजर्स,

फिल्टर, गुंजयमान यंत्र, अल्ट्रासोनिक प्रतिष्ठानों में पीजोइलेक्ट्रिक प्लेटें, आदि); में

ऑप्टिकल इंस्ट्रूमेंटेशन (चश्मे के लिए प्रिज्म, मोनोक्रोमेटर्स, लेंस)

पराबैंगनी प्रकाशिकी के लिए, आदि)। Fused K. के लिए प्रयोग किया जाता है

विशेष रासायनिक कांच के बने पदार्थ बनाना। के। के लिए भी प्रयोग किया जाता है

रासायनिक रूप से शुद्ध सिलिकॉन प्राप्त करना। पारदर्शी, खूबसूरती से रंग

के। की किस्में अर्ध-कीमती पत्थर हैं और व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं

गहने का कारोबार।

क्वार्ट्ज ग्लास, पिघलने से प्राप्त एक घटक सिलिकेट ग्लास

सिलिका की प्राकृतिक किस्में - रॉक क्रिस्टल, नस क्वार्ट्ज और

क्वार्ट्ज रेत, साथ ही सिंथेटिक सिलिकॉन डाइऑक्साइड। दो के बीच भेद

औद्योगिक केएस का प्रकार: पारदर्शी (ऑप्टिकल और तकनीकी) और

न झिल्लड़। अपारदर्शिता पेज के लिए। एक बड़ी राशि देता है

इसमें छोटे गैस बुलबुले वितरित किए गए (0.03 से 0.3 के व्यास के साथ)

सुक्ष्ममापी), प्रकीर्णन प्रकाश। ऑप्टिकल पारदर्शी क्रिस्टल ग्लास, जो पिघलने से प्राप्त होता है

रॉक क्रिस्टल, पूरी तरह से सजातीय, दृश्यमान गैस नहीं है

बुलबुले; सिलिकेट चश्मे के बीच सबसे कम संकेतक है

अपवर्तन (nD \u003d 1.4584) और विशेष रूप से उच्चतम प्रकाश संप्रेषण

पराबैंगनी किरणे। के साथ के। उच्च तापीय और द्वारा विशेषता

रासायनिक प्रतिरोध; नरम तापमान K. पृष्ठ। 1400 ° से। के। एस। अच्छा

ढांकता हुआ, 20 ° С-10-14 पर विशिष्ट विद्युत चालकता - 10-16 ओम-

1 एम -1, ढांकता हुआ नुकसान 20 डिग्री सेल्सियस और आवृत्ति पर स्पर्शरेखा

106 हर्ट्ज - 0.0025-0.0006। के। एस। प्रयोगशाला के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है

व्यंजन, क्रूसिबल, ऑप्टिकल उपकरण, इन्सुलेटर (विशेष रूप से उच्च के लिए)

तापमान), तापमान में उतार-चढ़ाव के लिए प्रतिरोधी उत्पाद।

सिलिंस (लैटिन सिलिकिक - सिलिकॉन से), कुल हाइड्रोजन के साथ सिलिकॉन यौगिक

सूत्र SinH2n + 2 ऑक्टासिलीन Si8H18 तक के विमान प्राप्त हुए थे। कब

कमरे का तापमान, पहले दो के। - मोनोसिलन SiH4 और डिसिलन Si2H6 -

गैसीय, बाकी वाष्पशील तरल पदार्थ हैं। सभी के। में एक अप्रिय गंध है,

जहरीला। K. हवा में अल्कनों की तुलना में बहुत कम स्थिर है

आत्म-प्रज्वलित करना, उदाहरण के लिए 2Si2H6 + 7O2 \u003d 4SiO2 + 6H2O। पानी का विघटन:

Si3H8 + 6H2O \u003d 3SiO2 + 10H2। के। प्रकृति में नहीं होते हैं। कार्रवाई द्वारा प्रयोगशाला में

मैग्नीशियम साइलिसिस में तनु अम्ल, विभिन्न के। का मिश्रण प्राप्त किया जाता है, इसका

पूरी तरह से अनुपस्थित में दृढ़ता से ठंडा और अलग (भिन्नात्मक आसवन द्वारा)

वायु)।

सिलिकिक एसिड

सिलिकिक एसिड, सिलिकिक एनहाइड्राइड SiO2 का डेरिवेटिव; बोहोत कमज़ोर

एसिड, पानी में थोड़ा घुलनशील। अपने शुद्ध रूप में,

मेटासिलिक एसिड H2SiO3 (अधिक सटीक रूप से, इसका बहुलक रूप H8Si4O12) और

H2Si2O5। जलीय घोल में अनाकार सिलिकॉन डाइऑक्साइड (अनाकार सिलिका)

(1 लीटर में लगभग 100 मिलीग्राम) घुलनशीलता मुख्य रूप से ऑर्थोसिलिकॉन बनाती है

एसिड H4SiO4। अलग-अलग तरीकों से प्राप्त करने के लिए कश्मीर के सुपरसैचुरेटेड समाधान में।

कोलाइडल कणों (1500 तक मोलर द्रव्यमान) के गठन के साथ परिवर्तन

जिनकी सतहें OH समूह हैं। इतने पर शिक्षित हुए। सॉल में

पीएच मान के आधार पर, पीएच स्थिर हो सकता है (पीएच लगभग 2)

या यह एक जेल (पीएच 5-6) बनाने के लिए एकत्र कर सकता है। सतत

विशेष पदार्थों वाले K. से। के अत्यधिक संकेंद्रित तलवों -

स्टेबलाइजर्स, कपड़ा में कागज के निर्माण में उपयोग किया जाता है

जल उपचार के लिए उद्योग। फ्लोरासिलिक एसिड, H2SiF6,

मजबूत अकार्बनिक एसिड। यह केवल जलीय घोल में मौजूद है; में

मुक्त रूप सिलिकॉन tetrafluoride SiF4 और हाइड्रोजन फ्लोराइड में विघटित होता है

एचएफ। यह एक मजबूत कीटाणुनाशक के रूप में प्रयोग किया जाता है, लेकिन मुख्य रूप से -

के। के लवण प्राप्त करने के लिए।

सिलिकेट

सिलिकॉन, सिलिकॉन एसिड लवण। पृथ्वी की पपड़ी में सबसे व्यापक

(द्रव्यमान द्वारा 80%); 500 से अधिक खनिज ज्ञात हैं, उनमें से कीमती हैं

पन्ना, बेरिल, एक्वामरीन जैसे पत्थर। सिलिकेट्स सीमेंट्स के आधार हैं,

सिरेमिक, एनामेल्स, सिलिकेट ग्लास; कई धातुओं के उत्पादन में कच्चे माल,

चिपकने वाले, पेंट, आदि; रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स सामग्री, आदि। सिलिकॉन फ्लोराइड्स,

फ्लोरोसिलिकेट्स, हाइड्रोफ्लोरोसिलिक एसिड H2SiF6 के लवण। जब गर्म किया जाता है

विघटित, उदाहरण के लिए CaSiF6 \u003d CaF2 + SiF4। साल्ट्स Na, K, Rb, Cs और Ba हार्ड

पानी में घुलनशील और विशेषता क्रिस्टल बनाते हैं, जिसका उपयोग किया जाता है

मात्रात्मक और सूक्ष्म रासायनिक विश्लेषण। सबसे व्यावहारिक

सोडियम सिलिकोफ्लोराइड Na2SiF6 (विशेष रूप से, उत्पादन में) है

एसिड प्रतिरोधी सीमेंट, enamels, आदि)। Na2SiF6 का एक महत्वपूर्ण अनुपात

naF को संसाधित किया गया। Si24 वाले कचरे से Na2SiF6 प्राप्त करें

सुपरफॉस्फेट के पौधे। सिलिकॉन फ्लोराइड्स Mg, Zn और Al पानी में आसानी से घुलनशील है

(तकनीकी नाम फ्लुएंट) का उपयोग जलरोधी के लिए किया जाता है

इमारत का पत्थर। सभी K. (साथ ही H2SiF6) जहरीले होते हैं।

अनुप्रयोग।

अंजीर। 1 दायां और बायां क्वार्ट्ज।

अंजीर। 2 सिलिका खनिज।

चित्र 3 क्वार्ट्ज (संरचना)