Որտեղ է օգտագործվում սիլիցիումը: Սիլիցիում. Հատկություններ և բուժական նպատակներ Սիլիցիումը որպես շինանյութ

Ուղարկեք ձեր լավ աշխատանքը գիտելիքների բազայում, պարզ է: Օգտագործեք ստորև բերված ձևը

Լավ գործ էդեպի կայք ">

Գրաֆենի դարաշրջանի սկիզբը

Բացի այդ, ածխածինը նույնպես ձգտում է ավելի քիչ ջերմություն առաջացնել և շատ ավելի փոքր տրանզիստորներ պատրաստելով `կարելի է ունենալ մեծ քանակությունդրանք նույն տարածքում: Այս չիպի նախնական օգտակարությունը կլինի բջջային հեռախոսներում, որտեղ այն կարող է օգտագործվել որպես ռադիոընդունիչ, որը թույլ է տալիս ազդանշանները թարգմանել հասկանալի տեղեկատվության, որը կարող է ուղարկվել և ստացվել: Բացասական մասը, ինչպես միշտ, երբ մենք խոսում ենք գրաֆենի որպես նյութ օգտագործելու մասին, դրա արտադրության բարձր գինն է, որն այս պահին անհնար է դարձնում դրա առևտրային օգտագործումը կարճաժամկետ հատվածում:

Ուսանողները, ասպիրանտները, երիտասարդ գիտնականները, ովքեր օգտագործում են գիտելիքների բազան իրենց ուսման և աշխատանքի ընթացքում, շատ շնորհակալ կլինեն ձեզ:

Տեղադրված է http://www.allbest.ru/

ՌՈՒՍԱՍՏԱՆԻ ՄԱՍՆԱՅՈՒԻ ՆԱԽԱՐԱՐՈՒԹՅՈՒՆ

դաշնային նահանգի բյուջետային ուսումնական հաստատություն

բարձրագույն մասնագիտական ​​կրթություն

Սանկտ Պետերբուրգի պետական ​​տեխնոլոգիական ինստիտուտ

(տեխնիկական համալսարան) »(SPbSTI (TU))

Ամբիոնը հանդիպեց

UGS 240100.62

ՄԱՍՆԱԳԻՏՈՒԹՅՈՒՆ Քիմիական տեխնոլոգիա

ՈՒ DIREՈՒԹՅՈՒՆ Նյութերի և նյութերի քիմիա

ԿԱՐԳԱՊԱՀՈՒԹՅՈՒՆ Մասնագիտության ներածություն

Թեմայի շուրջ. Սիլիցիումը, դրա հատկությունները և կիրառումը ժամանակակից էլեկտրոնիկայում

Կատարում է 1-ին կուրսի ուսանող, 131 խումբ

Ukուկովսկայա Եկատերինա Օլեսեվնա

Եժովսկի Յուրի Կոնստանտինովիչ

Սանկտ Պետերբուրգ 2013

Ներածություն

1. Սիլիցիում

2. Պատմություն

3. Անվան ծագումը

4. Բնության մեջ լինելը

5. Ստանալը

6. Ֆիզիկական հատկություններ

7. Էլեկտրոֆիզիկական հատկություններ

8. Քիմիական հատկություններ

10. Դիմում

Մատենագիտություն

Ներածություն

Սիլիցիումը կարևոր տարրերից մեկն է: Վերնադսկին գրել է իր հայտնի աշխատանքը. «Ոչ մի օրգանիզմ չի կարող գոյություն ունենալ առանց սիլիցիումի» (1944): «Սիլիցիում» բաժնում 9-րդ դասարանի դպրոցականների քիմիայի ձեռնարկը (հրատարակչություն Մինսկ. «Սլովո», 1977) »բաժնում ասվում է.« ... սիլիցիումը չափազանց կարևոր կիսահաղորդչային նյութ է, որն օգտագործվում է միկրոէլեկտրոնային սարքերի արտադրության համար: - «միկրոսխեմաներ». օգտագործվում է արևային մարտկոցների արտադրության մեջ, արևի էներգիան վերածում է էլեկտրական էներգիայի: Պարբերական համակարգի 104 տարրերի շարքում սիլիցիումը հատուկ դեր ունի: Այն պիեզոէլեկտրական տարր է: Այն կարող է էներգիայի մի տեսակը վերածել մյուսի: Մեխանիկականը ՝ էլեկտրականության, լույսը ՝ ջերմության և այլն »: Դա սիլիցիումն է, որն ընկած է էներգիայի և տեղեկատվության փոխանակման հիմքում տարածության և երկրի վրա: Սեղանից քիմիական բաղադրությունըՏեսանելի է, որ այս աշխարհում ամենատարածված տարրը թթվածինն է `47%, երկրորդ տեղը զբաղեցնում է սիլիցիումը` 29,5%, իսկ մնացած տարրերի պարունակությունը շատ ավելի քիչ է:

Էլեկտրոնային բաղադրիչների արտադրության մեջ ամենատարածված կիսահաղորդիչը սիլիցիումն է, քանի որ նրա պաշարները մոլորակի վրա գրեթե անսահմանափակ են:

1. Սիլիցիում

Սիլիցիումը Դ. Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի երրորդ շրջանի չորրորդ խմբի հիմնական ենթախմբի տարր է ՝ 14 ատոմային համարով: Նշանակվում է Si խորհրդանիշով (լատինական Silicium):

Պարզ նյութի տեսք

Ամորֆ տեսքով ՝ շագանակագույն փոշի, բյուրեղային ՝ մուգ մոխրագույն, փոքր-ինչ փայլուն:

Ատոմի հատկությունները

Անուն, խորհրդանիշ, համար ՝ Սիլիցիում / Սիլիցիում (Si), 14

Ատոմային զանգված (մոլային զանգված) 28,0856 ամու (գ / մոլ)

Էլեկտրոնային կազմաձևում ՝ 3s2 3p2, կապ. 3s 3p3 (հիբրիդացում)

Ատոմային շառավիղ 132 նմ

Քիմիական հատկություններ

Կովալենտ շառավղով 111 նմ

Իոնի շառավիղը 42 (+ 4e) 271 (-4e) նմ

Էլեկտրաբացասականություն 1.90 (Պաուլինգի մասշտաբ)

Էլեկտրոդի ներուժ 0

Օքսիդացման վիճակները. +4, +2, 0, -4

Իոնացման էներգիա (առաջին էլեկտրոն) 786.0 (8.15) կJ / մոլ (eV)

Պարզ նյութի ջերմոդինամիկական հատկություններ

Խտություն (նորմալ մակարդակում) 2.33 գ / սմ 3

Հալման կետ 1414,85 ° C (1688 K)

Եռման կետ 2349.85 ° C (2623 K)

Միաձուլման ջերմություն 50.6 կJ / մոլ

Գոլորշացման ջերմություն 383 կJ / մոլ

Մոլային ջերմային հզորություն 20,16 / / (Կ մոլ)

Մոլային ծավալը 12,1 սմ 3 / մոլ

Պարզ նյութի բյուրեղային ցանց

Latանցի կառուցվածքը `խորանարդ, ադամանդ

Latանցի պարամետրերը ՝ 5.4307 Ե

Debye ջերմաստիճանը 625 K

Այլ բնութագրեր

Rmերմահաղորդականություն (300 Կ) 149 Վտ (մ մ)

2. Պատմություն

Սիլիցիումի կամ սիլիկոնի բնական միացությունները (անգլ. Silicon, ֆրանսիական և գերմանական Silicium) ՝ սիլիցիումի երկօքսիդ (սիլիցիում) - հայտնի են շատ վաղուց: Հները լավ գիտեին ռոք բյուրեղը կամ քվարցը, ինչպես նաև թանկարժեք քարերը, որոնք քվարցով ներկված են տարբեր գույներով (ամեթիստ, ծխագույն քվարց, քաղկեդոնիա, քրիզոպրազ, տոպազ, օնիքս և այլն): Տարրական սիլիցիումը ստացվել է միայն XIX դարում: չնայած Շելեի և Լավուազիեի, Ձվիի (Վոլտայական սյան օգնությամբ), Գայ-Լուսակի և Թենարդի (քիմիապես) փորձերը ձեռնարկեցին խտանյութի քայքայումը: Վերցելիուսը, փորձելով քայքայվել սիլիցիան, այն տաքացրեց երկաթի փոշու և ածխի խառնուրդով մինչև 1500 ° C և ստացավ երկաթի սիլիցիում: Միայն 1823 թ. Հիդրոֆտորային թթվի միացությունները, ներառյալ SiF4- ն ուսումնասիրելիս, նա սիլիցիումի ֆտորիդի և կալիումի գոլորշիների փոխազդեցությամբ ստացավ ազատ ամորֆ սիլիցիում («սիլիցիումի արմատական»): Սենթ Քլեր-Դեվիլը բյուրեղային սիլիցիում է ձեռք բերել 1855 թվականին:

3. Անվան ծագումը

Սիլիցիում կամ կիզել (Kiesel, կայծքար) անվանումը առաջարկվել է Բերցելիուսի կողմից: Ավելի վաղ Թոմսոնը առաջարկել էր սիլիկոն (Silicon) անվանումը, որն ընդունվել էր Անգլիայում և ԱՄՆ-ում, լճերի (բոր) և ածխածնի (ածխածնի) անալոգիայով: Սիլիցիում (Silicium) բառը գալիս է սիլիցիայից (silica); «ա» վերջը ընդունվել է 18-րդ և 19-րդ դարերում: նշանակել հողեր (Silica, Aluminia, Thoria, Terbia, Glucina, Cadmia և այլն): Իր հերթին, silica բառը կապված է լատ. Silex (ուժեղ, կայծքար):

Սիլիցիումի ռուսական անվանումը գալիս է հին սլավոնական բառերից `կայծքար (քարի անվանում), կրեմիկ, ուժեղ, կրեսմեն, կրեսատի (երկաթով գոտի հարվածելը կայծեր ստանալու համար) և այլն: 19-րդ դարի սկզբի ռուսական քիմիական գրականության մեջ , կան անվանումներ silica ((ախարով, 1810), silicium (Soloviev, Dvigubsky, 1824), կայծքար (Strakhov, 1825), siliceousness (Iovskiy, 1827), silica and silicon (Hess, 1831):

4. Բնության մեջ լինելը

Բնության մեջ առավել հաճախ սիլիցիումը հայտնաբերվում է սիլիցիումի տեսքով. Միացություններ, որոնք հիմնված են սիլիցիումի երկօքսիդի (IV) SiO2- ի վրա (զանգվածի մոտ 12% ընդերքը) Սիլիցիումի երկօքսիդի կողմից առաջացած հիմնական օգտակար հանածոներն ու ապարներն են ավազը (գետ և որձաքար), որձաքար և քվարցիտ, կայծքար, ֆելդսպարներ: Բնության մեջ սիլիցիումի միացությունների երկրորդ ամենատարածված խումբը սիլիկատներն ու ալյումինօծիկներն են:

Նշվում են մաքուր սիլիցիումը բնիկ տեսքով գտնելու մեկուսացված փաստեր:

Սիլիցիումը պարունակվում է օգտակար հանածոների և հանքաքարերի մեծ մասում: Քվարցիտի և քվարց ավազի անհրաժեշտ հանքավայրեր հայտնաբերված են աշխարհի շատ երկրներում: Այնուամենայնիվ, ավելին ստանալու համար որակյալ արտադրանքկամ շահութաբերության ցուցանիշները բարձրացնելու համար առավել շահավետ է օգտագործել հումք առավելագույն սիլիցիումի պարունակությամբ (մինչև 99% SiO2): Նման հարուստ հանքավայրերը չափազանց հազվադեպ են և ակտիվորեն և երկար ժամանակ օգտագործվել են ամբողջ աշխարհի ապակու մրցակցային արդյունաբերության կողմից: Վերջինս, այնուամենայնիվ, չի ցանկանում մշակել հումքը նույնիսկ երկաթի նվազագույն աղտոտվածությամբ, բայց երկաթաձուլվածքների արտադրության մեջ դա շատ կարևոր չէ: Ընդհանուր առմամբ, ամբողջ աշխարհում սիլիցիումի արտադրության համար հումքի մատակարարումը համարվում է բարձր, և ծախսերի համապատասխան մասնաբաժինը դրա արժեքի մեջ աննշան է (10% -ից պակաս):

սիլիցիումի ամորֆ ատոմ

5. Ստանալը

«Ազատ սիլիցիումը կարելի է ստանալ նուրբ սպիտակ ավազը մագնեզիումով, որը սիլիցիումի երկօքսիդ է, զտելով.

Սա կազմում է շագանակագույն փոշի ամորֆ սիլիցիում».

Արդյունաբերության մեջ տեխնիկական մաքրության սիլիցիումը ստացվում է լիսեռային տիպի հանքաքարային վառարաններում մոտ 1800 ° C ջերմաստիճանում SiO2- ի հալոցքը կոքսով կրճատելու միջոցով: Այս եղանակով ստացված սիլիցիումի մաքրությունը կարող է հասնել 99,9% -ի (հիմնական խառնուրդներն են ածխածինը, մետաղները):

Հնարավոր է սիլիցիումի հետագա մաքրումը խառնուրդներից:

Լաբորատոր պայմաններում մաքրումը կարող է իրականացվել մագնեզիումի սիլիցիդ նախնական պատրաստմամբ Mg2Si: Բացի այդ, գազային մոնոզիլան SiH4- ը ստացվում է մագնեզիումի սիլիցիդից `օգտագործելով հիդրոքլորային կամ քացախաթթուներ: Մոնոսիլանը մաքրվում է շտկմամբ, ներծծմամբ և այլ մեթոդներով, ապա քայքայվում է սիլիցիումի և ջրածնի ՝ մոտ 1000 ° C ջերմաստիճանի պայմաններում:

Արդյունաբերական մասշտաբով սիլիցիումի մաքրումն իրականացվում է սիլիցիումի ուղղակի քլորացման միջոցով: Այս դեպքում առաջանում են SiCl4 և SiCl3H բաղադրության միացություններ: Այս քլորիդները մաքրվում են խառնուրդներից տարբեր ձևերով (սովորաբար թորում և անհամաչափ), իսկ վերջին փուլում մաքուր ջրածնով կրճատվում են 900-ից 1100 ° C ջերմաստիճանում:

Մշակվում են սիլիցիումի մաքրման ավելի էժան, մաքուր և արդյունավետ արդյունաբերական տեխնոլոգիաներ: 2010 թ.-ի համար դրանք ներառում են սիլիցիումի մաքրման տեխնոլոգիաներ, որոնք օգտագործում են ֆտոր (քլորի փոխարեն): սիլիցիումի մոնօքսիդի թորում ապահովող տեխնոլոգիաներ; միջբյուրեղային սահմանների վրա կենտրոնացած խառնուրդների փորագրման վրա հիմնված տեխնոլոգիաներ:

Սիլիցիումի մաքուր տեսքով ստանալու մեթոդը մշակվել է Նիկոլայ Նիկոլաևիչ Բեկետովի կողմից:

Ռուսաստանում տեխնիկական սիլիցիումը արտադրվում է OK Rusal- ի կողմից Կամենսկ-Ուրալսկի (Սվերդլովսկի մարզ) և Շելեխով (Իրկուտսկի մարզ) գործարաններում; Քլորիդի տեխնոլոգիայի միջոցով զտված սիլիցիումը արտադրվում է Nitol Solar խմբի կողմից Ուսոլե-Սիբիրսկոյե գործարանում:

6. Ֆիզիկական հատկություններ

Սիլիցիումի բյուրեղային կառուցվածք

Սիլիցիումի բյուրեղային ցանցը խորանարդային է, դեմքին կենտրոնացված, ադամանդե տիպի, a = 0,54307 նմ պարամետր (ժամը բարձր ճնշումներստացվել են սիլիցիումի այլ պոլիմորֆային փոփոխություններ), բայց Si - Si ատոմների միջև երկարության համեմատ ավելի երկար կապի երկարության պատճառով կապեր C - Cսիլիցիումի կարծրությունը զգալիորեն պակաս է, քան ադամանդը: Սիլիցիումը փխրուն է, միայն 800 ° C- ից բարձր տաքացման դեպքում այն ​​դառնում է պլաստիկ նյութ: Հետաքրքիր է, որ սիլիցիումը թափանցիկ է ինֆրակարմիր ճառագայթման համար `սկսած 1,1 միկրոն ալիքի երկարությունից: Ինքնակենտրոնացումլիցքավորող կրիչներ - 5,81 · 1015 մ? 3 (300 Կ ջերմաստիճանի համար):

7. Էլեկտրոֆիզիկական հատկություններ

Էլեմենտային սիլիցիումը մոնոկրիստալ տեսքով անուղղակի բացի կիսահաղորդիչ է: Խմբի բացը ժամը սենյակային ջերմաստիճանը 1,12 eV է, իսկ T = 0 K– ում ՝ 1,21 eV: Սիլիկոնում բնական լիցքի կրիչների կոնցենտրացիան նորմալ պայմաններում մոտ 1,5 1.5 1010 սմ է: 3:

Դրանում պարունակվող խառնուրդները մեծ ազդեցություն ունեն բյուրեղային սիլիցիումի էլեկտրոֆիզիկական հատկությունների վրա: Սիլիցիումի բյուրեղներ անցքի հաղորդունակությամբ ձեռք բերելու համար սիլիցիում են մտցվում III խմբի տարրերի ատոմներ ՝ բոր, ալյումին, գալլիում, ինդիում: Էլեկտրոնային հաղորդունակությամբ սիլիցիումի բյուրեղներ ստանալու համար ատոմները ներմուծվում են սիլիցիում V– ի տարրերըխմբեր, ինչպիսիք են ֆոսֆորը, մկնդեղը, սաղմոնը:

Սիլիցիումի հիման վրա էլեկտրոնային սարքեր ստեղծելու ժամանակ նյութի մակերեսային շերտը հիմնականում ներգրավված է (մինչև տասնյակ միկրոն), այնպես որ բյուրեղի մակերևույթի որակը կարող է էական ազդեցություն ունենալ սիլիցիումի էլեկտրոֆիզիկական հատկությունների և, համապատասխանաբար, հատկությունների վրա: պատրաստի սարքի. Որոշ սարքեր ստեղծելիս օգտագործվում են մեթոդներ, որոնք վերաբերում են մակերեսի փոփոխմանը, օրինակ ՝ սիլիցիումի մակերեսի մշակումը տարբեր քիմիական նյութերով:

Դիէլեկտրական հաստատուն ՝ 12

Էլեկտրոնի շարժունակություն `1200-1450 սմ 2 / (V վրկ):

Փոսի շարժունակություն ՝ 500 սմ / (V վրկ):

Bandgap 1.205-2.84 10 4 Տ

Էլեկտրոնի կյանքի տևողությունը ՝ 5 ns - 10 ms

Էլեկտրոնի ազատ ուղի ՝ մոտ 0,1 սմ

Խոռոչի ազատ ուղի ՝ մոտ 0,02 - 0,06 սմ

Բոլոր արժեքները հիմնված են նորմալ պայմանների վրա:

8. Քիմիական հատկություններ

Ածխածնի ատոմների նման, սիլիցիումի ատոմները բնութագրվում են ուղեծրերի sp3- հիբրիդացման վիճակով: Հիբրիդացման շնորհիվ մաքուր բյուրեղային սիլիցիումը կազմում է ադամանդի նման ցանց, որի մեջ սիլիցիումը քառավալենտ է: Միացություններում սիլիցիումը սովորաբար նաև արտահայտվում է որպես քառավալենտ տարր ՝ +4 կամ −4 օքսիդացման վիճակով: Գոյություն ունեն երկվալենտ սիլիցիումի միացություններ, օրինակ ՝ սիլիցիումի օքսիդ (II) - SiO:

Նորմալ պայմաններում սիլիցիումը քիմիապես անգործուն է և ակտիվորեն արձագանքում է միայն գազային ֆտորինով `այդպիսով կազմելով ցնդող սիլիցիումի տետրաֆլորիդ SiF4: Սիլիցիումի այս «անգործությունը» կապված է մակերեսի պասիվացման հետ սիլիկոնային երկօքսիդի նանոզիզացված շերտով, որն անմիջապես ձեւավորվում է թթվածնի, օդի կամ ջրի (ջրային գոլորշու) առկայության դեպքում:

400-500 ° C- ից բարձր ջերմաստիճանում տաքացնելիս սիլիցիումը թթվածնի հետ արձագանքում է `կազմելով SiO2 երկօքսիդ, գործընթացն ուղեկցվում է մակերևույթին երկօքսիդի շերտի հաստության ավելացմամբ, օքսիդացման գործընթացի արագությունը սահմանափակվում է ցրվածքով երկօքսիդի թաղանթի միջոցով ատոմային թթվածնի:

400-500 ° C- ից բարձր ջերմաստիճանում տաքացնելիս սիլիցիումը արձագանքում է քլորի, բրոմի և յոդի հետ և առաջացնում համապատասխան հեշտությամբ ցնդող tetrahalides SiHal4 և, հնարավոր է, ավելի բարդ կազմի հալոգեններ:

Սիլիցիումը անմիջականորեն չի արձագանքում ջրածնի հետ, ջրածնի հետ սիլիցիումի միացությունները ՝ սիլաններ SinH2n + 2 ընդհանուր բանաձևով, ստացվում են անուղղակիորեն: Monosilane SiH4 (այն հաճախ անվանում են պարզապես սիլան) թողարկվում է, երբ մետաղական սիլիցիդները արձագանքում են թթվային լուծույթներով, օրինակ ՝

Այս ռեակցիայի մեջ առաջացած սիլանային SiH4 պարունակում է այլ սիլանների, մասնավորապես, disilane Si2H6 և trisilane Si3H8 խառնուրդներ, որոնցում կա սիլիցիումի ատոմների շղթա, որոնք կապված են մեկ կապերով (--Si - Si - Si--):

Ազոտի հետ սիլիցիումը մոտ 1000 ° C ջերմաստիճանում կազմում է Si3N4 նիտրիդ, բորի հետ `ջերմորեն և քիմիապես դիմացկուն բորիդներ SiB3, SiB6 և SiB12:

1000 ° C- ից բարձր ջերմաստիճանում հնարավոր է ձեռք բերել սիլիցիումի միացություն և դրա ամենամոտ անալոգը ըստ պարբերական համակարգի `ածխածնային - սիլիցիումի կարբիդ SiC (կարբորունդ), որը բնութագրվում է բարձր կարծրությամբ և ցածր քիմիական ակտիվությամբ: Carborundum- ը լայնորեն օգտագործվում է որպես հղկող նյութ: Միևնույն ժամանակ, հետաքրքիր է, որ սիլիցիումի հալոցքը (1415 ° C) կարող է երկար ժամանակ կապվել ածխածնի հետ `խիտ սինթեզված մանրահատիկ գրաֆիտի մեծ կտորների տեսքով` իզոստատիկ սեղմումով, գործնականում չհալվելով և ոչ մի դեպքում ճանապարհ

4-րդ խմբի հիմքում ընկած տարրերը (Ge, Sn, Pb) անվերջ լուծվում են սիլիցիում, ինչպես մյուս մետաղների մեծ մասը: Երբ սիլիցիումը ջեռուցվում է մետաղներով, կարող են առաջանալ սիլիցիդներ: Սիլիցիդները կարելի է բաժանել երկու խմբի `իոնային-կովալենտ (ալկալիների, ալկալային հողային մետաղների և մագնեզիումի սիլիցիդներ, ինչպիսիք են Ca2Si, Mg2Si և այլն) և մետաղանման (անցումային մետաղի սիլիցիդներ): Ակտիվ մետաղների սիլիցիդները քայքայվում են թթուների ազդեցության տակ, անցումային մետաղների սիլիցիդները քիմիապես կայուն են և չեն քայքայվում թթուների ազդեցության տակ: Մետաղի նման սիլիցիդները ունեն հալման բարձր կետեր (մինչև 2000 ° C): Շատ հաճախ առաջանում են MeSi, Me3Si2, Me2Si3, Me5Si3 և MeSi2 կոմպոզիցիաների մետաղանման սիլիցիդներ: Մետաղի նման սիլիցիդները քիմիապես իներտ են և թթվածնի դիմացկուն են նույնիսկ բարձր ջերմաստիճանում:

Հատկապես պետք է նշել, որ սիլիցիումը երկաթի հետ կազմում է էվտեկտիկական խառնուրդ, որը թույլ է տալիս այդ նյութերը մանրացնել (ձուլել) երկաթի և սիլիցիումի հալման ջերմաստիճանից նկատելիորեն ցածր ջերմաստիճաններում ֆերոսիլիցիումի կերամիկա առաջացնել:

Երբ SiO2- ը սիլիցիումի միջոցով կրճատվում է 1200 ° C- ից բարձր ջերմաստիճանում, առաջանում է սիլիցիումի օքսիդ (II) - SiO: Այս գործընթացը անընդհատ նկատվում է սիլիցիումի բյուրեղների արտադրության մեջ `zոխրալսկու մեթոդներով, ուղղված բյուրեղացումով, քանի որ դրանցում օգտագործվում են սիլիցիումի երկօքսիդի տարաներ` որպես սիլիցիումի նվազագույն աղտոտող նյութ:

Սիլիցիումը բնութագրվում է organosilicon միացությունների ձևավորմամբ, որոնցում սիլիցիումի ատոմները կապվում են երկար շղթաների հետ թթվածնի ատոմների կամրջման պատճառով --O-, և յուրաքանչյուր սիլիցիումի ատոմին, բացի երկու O ատոմներից, եւս երկու օրգանական արմատականներ կցվում են R1 և R2 = CH3, C2H5, C6H5, CH2CH2CF3 և այլն:

Սիլիցիումի փորագրման համար առավել լայնորեն օգտագործվում է հիդրոֆլորորային և ազոտական ​​թթուների խառնուրդը: Որոշ հատուկ փորագրիչներ ներառում են քրոմապատ անհիդրիդի և այլ նյութերի ավելացում: Փորագրման ընթացքում թթվային փորագրման լուծույթը արագորեն տաքանում է մինչև եռման կետը, մինչդեռ փորագրման արագությունը բազմապատկվում է:

Si + 2HNO3 = SiO2 + NO + NO2 + H2O

SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O

3SiF4 + 3H2O = 2H2SiF6 + vH2SiO3

Սիլիցիումի փորագրման համար կարող են օգտագործվել ալկալիների ջրային լուծույթներ: Սիլիցիումի փորագրումը ալկալային լուծույթներում սկսվում է ավելի քան 60 ° C լուծույթի ջերմաստիճանում:

Si + 2KOH + H2O = K2SiO3 + 2H2 ^

K2SiO3 + 2H2O-H2SiO3 + 2KOH

9. Սիլիցիումը մարդու մարմնում

Si- ն մարդու մարմնում էական հետքի տարր է: Սիլիցիումի հիմնական դերը մարդու մարմնում մասնակցությունն է քիմիական ռեակցիայի, որի էությունը մարմնի մանրաթելային հյուսվածքների (կոլագեն և էլաստին) ենթաբաժիններն իրար կապելն է, ինչը նրանց ուժ և առաձգականություն է հաղորդում: Նա նաև անմիջականորեն մասնակցում է ոսկորների հանքայնացման գործընթացին: Այն հայտնաբերվում է բազմաթիվ օրգաններում և հյուսվածքներում, ինչպիսիք են թոքերը, մակերիկամները, շնչափողը, ոսկորները և կապանները, ինչը վկայում է նրա կենսաբազմազանության բարձրացման մասին: Սիլիցիումի մեկ այլ կարևոր գործառույթ է մարմնում նորմալ նյութափոխանակության պահպանումը: Ավելի ճիշտ, եթե սիլիցիումը բավարար չէ, ապա շուրջ 70 այլ տարրեր մարմնի կողմից չեն յուրացվում: Սիլիցիումը ստեղծում է կոլոիդային համակարգեր, որոնք կլանում են վնասակար միկրոօրգանիզմները և վիրուսները ՝ այդպիսով մաքրելով մարմինը: Մարդուն օրական անհրաժեշտ է առնվազն 10 միլիգրամ սիլիցիում: Սիլիցիումը մարմնին կարող է առաքվել երկու եղանակով. Սիլիցիում պարունակող ջուր և որոշակի բույսեր ուտել: Սննդամթերքով մարդու մարմնին օրական մատակարարվում է մինչև 1 գ Si, այս տարրի պակասը կարող է հանգեցնել ոսկրային հյուսվածքի թուլացմանը: և վարակիչ հիվանդությունների զարգացումը:

Լայնորեն հայտնի է բուժիչ հատկություններսիլիկոնային ջուր Սիլիցիումի ջուրը պարզ միջոց է մարմնում այս կենսական նյութի կոնցենտրացիան լրացնելու համար: Սիլիկոնով հարուստ բնական աղբյուրներից մեկը կապույտ, բուժիչ, սննդային կավն է:

10. Դիմում

Դիմում բժշկության մեջ.

Բժշկության մեջ սիլիցիումը օգտագործվում է սիլիկոններում, բարձր մոլեկուլային իներտ միացություններում, որոնք օգտագործվում են որպես բժշկական տեխնոլոգիաների ծածկույթներ: Վերջին տարիներին սննդային հավելումներ և դեղամիջոցներհարստացված սիլիցիումով, որն օգտագործվում է օստեոպորոզի, աթերոսկլերոզի, եղունգների, մազերի և մաշկի հիվանդությունների կանխարգելման և բուժման համար:

Դիմում շինարարության և թեթև արդյունաբերության ոլորտում.

Սիլիցիումի միացությունները լայնորեն օգտագործվում են ինչպես բարձր տեխնոլոգիաների ոլորտում, այնպես էլ առօրյա կյանքում: Սիլիցիան և բնական սիլիկատները ապակու, կերամիկայի, ճենապակու, ցեմենտի, բետոնե արտադրանքի, հղկող նյութերի և այլնի արտադրության նախորդներ են: Սիլիցիումի երկօքսիդը օգտագործվում է օպտիկամանրաթելային մալուխների արտադրության մի շարք բաղադրիչների հետ համատեղ: Միկան և ասբեստը օգտագործվում են որպես էլեկտրական և ջերմամեկուսիչ նյութեր:

Պոլիմերային ձևափոխված փամփուշտը ծախսարդյունավետ թունելային նյութ է: Սիլիկոնները կանխում են խոնավության և վնասակար քիմիական նյութերի վնասը: Տանիքի ծածկերը, որոնք հիմնված են սիլիկոնային ցրման վրա, թույլ են տալիս համարձակ դիզայնի գաղափարներ և տպավորիչ տեխնիկական բնութագրեր: Կոպոլիմերային ցրումները ապահովում են կպչման և ճկունության անհրաժեշտ հավասարակշռություն բարձրորակ HVAC հերմետիկների համար:

Սիլիկոնները հիանալի են կաշի և տեքստիլը ավարտելու, վերջնական արտադրանքը պաշտպանելու և արտադրական գործընթացները օպտիմալացնելու համար:

Տարբեր սիլիկոնային միացություններ հարմար են որպես փրփուր միջոցներ բոլոր տեսակի մաքրող նյութերի համար:

Սիլիկոնի վրա հիմնված ցրումները ապահովում են արդյունավետ կլանում և օգտագործվում են ներծծող նյութերի արտադրության մեջ:

Սիլիկոնները կարելի է գտնել կափարիչի տակ, փոխանցման տուփերում, էլեկտրոնիկայում և էլեկտրական համակարգերում, մեքենաների ներսում կամ մարմնի կարերում: Նույնիսկ բարձր ջերմաստիճանում սիլիցիումը պաշտպանում է ագրեսիվ նյութերից, կամ հանդես է գալիս որպես կամուրջ, թրթռման կափույր, հաղորդիչ կամ մեկուսիչ: Այս ամենը հնարավոր է միայն այն բանի շնորհիվ, որ սիլիցիում պարունակող պոլիմերներն ունեն զարմանալիորեն լայն օգտակար հատկություններ:

Սոսինձներն ու կնիքները կարևոր արտադրանք են շատ հիմնական արդյունաբերություններում: Սիլիցիումը օգտագործվում է արդյունաբերական տարբեր կիրառություններում ՝ թղթից, փաթեթավորմամբ, փայտից և հատակի սոսինձներից մինչև ավտոմոբիլային և քամու էներգիայի ոլորտներ:

Industryանր արդյունաբերության ծրագրեր.

Սիլիցիումի օգտագործումը `որպես կիսահաղորդիչների մի ամբողջ շրջանակի հիմք` արևային մարտկոցներից մինչև համակարգչային պրոցեսորներ, «լսվում է», ուստի այդ նյութը հիմք է հանդիսանում «բարձր տեխնոլոգիաների» մեծ մասի համար: Բարձր մաքրությամբ կիսահաղորդչային սիլիցիումի համաշխարհային արտադրության տոննա մի քանի տասնամյակ աճում է տարեկան միջինը մինչև 20% տեմպով և այլ հազվագյուտ մետաղների միջև անալոգներ չունի:

Բարձր մաքրության սիլիցիումը օգտագործվում է կիսահաղորդչային տեխնոլոգիայի մեջ, և տեխնիկական մաքրության (96-99% Si) - գունավոր և գունավոր մետաղագործության մեջ `գունավոր համաձուլվածքներ ստանալու համար (սիլյումին և այլն), համաձուլվածքներ (էլեկտրական սարքավորումների մեջ օգտագործվող սիլիցիումի պողպատներ և համաձուլվածքներ) ) և դեզօքսիդացման պողպատ և համաձուլվածքներ (թթվածնի հեռացում), սիլիցիդի արտադրություն և այլն:

Արդյունաբերության մեջ տեխնիկական մաքրության սիլիցիումը ստացվում է լիսեռի տիպի հանքաքարային վառարաններում մոտ 1800 աստիճան ցելսիուսի ջերմաստիճանում SiO2- ի հալոցքը կոքսով կրճատելու միջոցով: Այս եղանակով ստացված սիլիցիումի մաքրությունը կարող է հասնել 99,9% -ի (հիմնական խառնուրդներն են ածխածինը, մետաղները):

Մաքուր սիլիցիումի և դրա միացությունների օգտագործումը քիմիական արդյունաբերությունում աճում է գերազանցող տեմպերով (տարեկան աճի մոտ 8%): Վերջին տասնամյակների ընթացքում զարգացած երկրները արագորեն զարգացրել են պլաստմասսայի, ներկերի և լաքերի, քսանյութերի և այլնի արտադրության մեջ օգտագործվող մի շարք սիլիկոնային (օրգանօղակրոնային) նյութերի արտադրության տեխնոլոգիաներ:

Այնուամենայնիվ, աշխարհում սիլիցիումի կիրառման մեծ մասը (գրեթե 80%) մնում է ավանդական. Այն գլխավոր խառնուրդ է մի շարք հատուկ պողպատների (էլեկտրական, ջերմակայուն) և տարբեր համաձուլվածքների (սիլյումիններ և այլն) արտադրության մեջ: Սիլիցիումի և դրա համաձուլվածքների մի զգալի մասը օգտագործվում է գունավոր մետաղագործության մեջ ՝ որպես պողպատների շատ արդյունավետ օքսիդացնող նյութ:

Երկաթաձուլվածքները և այլ սիլիկոնային համաձուլվածքներ հիմնականում օգտագործվում են սեւ մետաղագործության մեջ: Դրանք ավելի էժան են և տեխնոլոգիապես ավելի առաջադեմ օգտագործման մեջ, և երկաթի պարունակությունը (որոշ դեպքերում ալյումին) այնքան էլ կարևոր չէ: Էլեկտրական պողպատների կազմը, որպես կանոն, պարունակում է 3,8-4,2% սիլիցիում, հետևաբար, աշխարհում միայն այդ պողպատե գործարաններն են սպառում ավելի քան 0,5 միլիոն տոննա սիլիցիում `որպես գլխավոր խառնուրդ: Ferrosilicon- ի մեկ այլ նշանակալից կիրառություն (ներառյալ նաև սիլիկոմանգան և բարդ կոմպոզիցիաներ) պողպատների արդյունավետ և համեմատաբար էժան օքսիդացնող միջոցների մեջ է:

Գունավոր մետաղագործության մեջ (և քիմիական արդյունաբերության մեջ) մետաղական մագնեզիումը ավելի լայնորեն է օգտագործվում: Այն գտնում է ամենամեծ կիրառումը որպես հիմնական խառնուրդ կարծրացված ալյումինի (սիլյումինների) և մագնեզիումի համաձուլվածքների համար:

Սիլիցիումը որոշակի կիրառություն է գտնում (որպես սիլիցիումի կարբիդ և բարդ կոմպոզիցիաներ) հղկող և կարբիդային արտադրանքների և գործիքների արտադրության մեջ:

Դիմումներ էներգետիկայի, էլեկտրականության և էլեկտրոնիկայի ոլորտում.

Սիլիցիումի երկակի հատկությունները, ինչպիսիք են էլեկտրական հաղորդունակությունը և մեկուսացման որակները, ինչպես նաև ճկունությունը, թույլ են տալիս սիլիցիումը օգտագործել արտադրանքի ամբողջ շարքում, ինչպիսիք են լուսատուները, կոնդենսատորները, մեկուսիչները, ինչպես նաև չիպսերն ու դիէլեկտրիկները: Այսպիսով, սիլիցիումը մեկուսացնում է բոլոր տեսակի արտաքին ազդեցություններից, ինչպիսիք են կեղտը, խոնավությունը, ճառագայթումը կամ ջերմությունը:

Սպառողական էլեկտրոնիկայի և չափման սենսորներում սիլիկոնները ապահովում են էլեկտրական և զգայուն էլեկտրոնային սարքավորումների բաղադրիչների հուսալիությունն ու անվտանգությունը: Դրանք օգտագործվում են ավտոմոբիլային արդյունաբերության, թեթև արդյունաբերության, կիսահաղորդչային արդյունաբերության և օպտոէլեկտրոնիկայի, ինչպես նաև չափիչ գործիքների և կառավարման և լուսավորության տեխնոլոգիայի մեջ:

Ռեզիստորներում և կոնդենսատորներում մեթիլսիլիկոնային խեժերը ծառայում են որպես արդյունավետ ծածկույթ `հոսանքի ալիքի դեպքում հրդեհները կանխելու համար:

Մեկուսիչներում, մալուխներում և տրանսֆորմատորներում pyrogenic silica- ն ցուցադրում է գերազանց ջերմամեկուսացում լայն ջերմաստիճանային տիրույթում `սենյակային ջերմաստիճանից մինչև ավելի քան 1000 ° C:

Modernամանակակից և հեռանկարային տեղեկատվական տեխնոլոգիաները (համակարգիչներ, էլեկտրոնիկա, հեռահաղորդակցություն և այլն) հիմնված են և հիմնվելու են կիսահաղորդչային սիլիցիումի օգտագործման վրա: Այժմ առավել պահանջարկ ունեն կիսաֆաբրիկատները `ճշգրիտ (հղկված) սիլիցիումի վաֆլեր մինչև 300 մմ տրամագծով, որոնց հիման վրա ստեղծվում են ամենաժամանակակից միկրոսխեմաները (տարրի չափերը մինչև 0,065 մկմ):

Սիլիցիումի օգտագործումը ավիացիոն արդյունաբերության մեջ պայմանավորված է բարձրորակ արևային վահանակների միջոցով էներգիա արտադրելու նրա կարողությամբ, ինչպես նաև բարդ միկրոսխեմաներում որպես հիմք ծառայելու և նավի կեղևները արտաքին ազդեցությունից պաշտպանելու հնարավորությունից:

Սիլիցիումը (c-Si) իր տարբեր ձևերով (բյուրեղային, բազմաբյուրեղային, ամորֆ) ներկա և տեսանելի ապագայում կմնա միկրոէլեկտրոնիկայի հիմնական նյութը: Դա պայմանավորված է նրա մի շարք եզակի ֆիզիկական և քիմիական հատկություններով, որոնցից կարելի է առանձնացնել հետևյալը.

1. Սիլիցիումը որպես սկզբնական նյութ մատչելի և էժան է, և դրա արտադրության, մաքրման, վերամշակման և խառնուրդի տեխնոլոգիան լավ զարգացած է, որն ապահովում է շինծու կառույցների բյուրեղագրական կատարյալության բարձր աստիճան: Հատուկ պետք է ընդգծել, որ սիլիցիումը այս ցուցանիշով շատ ավելի բարձր է պողպատից:

2. Սիլիցիումը լավ մեխանիկական հատկություններ ունի: Յանգի մոդուլի առումով սիլիցիումը մոտենում է չժանգոտվող պողպատին և շատ ավելի բարձր է, քան որձաքարն ու տարբեր ակնոցները: Կարծրության առումով սիլիցիումը մոտ է քվարցին և գրեթե երկու անգամ ավելի կոշտ է, քան երկաթը: Սիլիցիումի մեկ բյուրեղներն ունեն զիջման կետ, որը երեք անգամ գերազանցում է չժանգոտվող պողպատին: Այնուամենայնիվ, դեֆորմացիայից հետո այն փլուզվում է առանց չափի տեսանելի փոփոխությունների, մինչդեռ մետաղները սովորաբար ենթարկվում են պլաստիկ դեֆորմացիայի: Սիլիցիումի ոչնչացման պատճառները կապված են բյուրեղային ցանցի կառուցվածքային արատների հետ, որոնք տեղակայված են սիլիցիումի մեկ բյուրեղների մակերեսին:

Կիսահաղորդչային արդյունաբերությունը հաջողությամբ լուծում է սիլիցիումի բարձրորակ մակերեսային մշակման խնդիրը, այնպես, որ հաճախ սիլիցիումի մեխանիկական բաղադրիչները (օրինակ ՝ ճնշման տվիչների առաձգական տարրերը) ավելի ուժեղ են, քան պողպատը:

Սիլիկոնային սարքերի արտադրության միկրոէլեկտրոնային տեխնոլոգիան հիմնված է իոնային իմպլանտացիայի կամ դոպանտ ատոմների ջերմային ցրման արդյունքում առաջացած բարակ շերտերի օգտագործման վրա, որոնք, սիլիցիումի մակերևույթի վրա մետաղների վակուումային տեղակայման մեթոդների հետ համատեղ, պարզվեց, որ շատ հարմար է արտադրանքի մանրանկարահանման նպատակով:

Սիլիկոնային միկրոէլեկտրոնային սարքերը արտադրվում են խմբային տեխնոլոգիայի միջոցով: Սա նշանակում է, որ արտադրական բոլոր գործընթացներն իրականացվում են մի ամբողջ սիլիցիումի վաֆլի համար, որը պարունակում է մի քանի հարյուր անհատական ​​բյուրեղներ («չիպսեր»): Եվ միայն արտադրության վերջին փուլում, ափսեը բաժանված է բյուրեղների, որոնք այնուհետեւ օգտագործվում են առանձին սարքերի հավաքման ժամանակ, ինչը, ի վերջո, կտրուկ նվազեցնում է դրանց արժեքը:

Սիլիկոնային սարքերի կառուցվածքների չափերն ու ձևերը վերարտադրելու համար օգտագործվում է ֆոտոլիտոգրաֆիայի մեթոդը, որն ապահովում է արտադրության բարձր ճշգրտություն:

Սենսորների արտադրության համար սիլիցիումի արձագանքման հնարավորությունը տարբեր տեսակներազդեցությունները ՝ մեխանիկական, ջերմային, մագնիսական, քիմիական և էլեկտրական: Սիլիցիումի կիրառման բազմակողմանիությունն օգնում է նվազեցնել սենսորների գինը և միավորել դրանց արտադրության տեխնոլոգիան: Սենսորներում սիլիցիումը ծառայում է որպես փոխարկիչ, որի հիմնական նպատակն է չափված ֆիզիկական կամ քիմիական ազդեցությունը էլեկտրական ազդանշանի վերածելը: Սիլիկոնային գործառույթները սենսորներում շատ ավելի լայն են, քան սովորական ինտեգրալային շղթաներում: Սա որոշում է սիլիցիումի նկատմամբ զգայուն տարրերի արտադրության տեխնոլոգիայի որոշ առանձնահատկություններ:

Մատենագիտություն

1. Քիմիական հանրագիտարան ՝ 5 հատորում: / Խմբագրական խորհուրդ ՝ Ի. Լ. Կնունյանց (գլխավոր խմբագիր): - Մոսկվա. Սովետական ​​հանրագիտարան, 1990 թ. - Թ. 2. - էջ 508 .-- 671 էջ: - 100,000 օրինակ

2. J.P. Riley and Skirrow G. Քիմիական օվկիանոսագրություն V. 1, 1965

3. Մետաղական սիլիցիում Գորյաչեգորսկի լեռնազանգվածի իջոլիտներում, սովորական քրոնդրիտների նավթաբանություն

4. Glinka N.L. Ընդհանուր քիմիա: - 24-րդ հրատ., Սբ. - Լ. Քիմիա, 1985 թ. - S. 492 .-- 702 էջ

5. Ռ. Սմիթ., Կիսահաղորդիչներ. Պեր. անգլերենից - Մ., Միր, 1982 թ. - 560 էջ, հիվանդ

6. Պախոմովա Թ.Բ., Ալեքսանդրովա Է.Ա., Սիմանովա Ս.Ա. Սիլիցիում. Ուսումնասիրության ուղեցույց - SPb.: SPbGTI (TU), 2003 թ. - 24 էջ

7. Ziի Ս., Կիսահաղորդչային սարքերի ֆիզիկա. 2 գրքում: Գիրք 1. Պեր. անգլերենից - Մ., Միր, 1984 թ. - 456 էջ, Ill.

8. Koledov LA Միկրոսխեմաների, միկրոպրոցեսորների և միկրոհավաքվածքների տեխնոլոգիաներ և ձևավորումներ. Դասագիրք // 2-րդ հրատ., Վերանայված: և ավելացնել: - SPb. «Լան» հրատարակչություն, 2007:

9. Սամսոնով: G.V. Սիլիցիդները և դրանց օգտագործումը տեխնոլոգիայում: - Կիև, Ուկրաինական ԽՍՀ ԳԱ հրատարակչություն, 1959: - 204 էջ: նկ.

Տեղադրված է Allbest.ru- ում

...

Նմանատիպ փաստաթղթեր

Սիլիցիումի ատոմի կառուցվածքը, դրա հիմնական քիմիական և ֆիզիկական հատկությունները: Սիլիկատների և սիլիցիումի բաշխումը բնության մեջ, քվարցային բյուրեղների օգտագործումը արդյունաբերության մեջ: Կիսահաղորդչային տեխնոլոգիայի համար մաքուր և խիստ մաքուր սիլիցիում ստանալու մեթոդներ:

վերացական, ավելացված է 12/25/2014


Երկրակեղեւի երկրորդ ամենատարածված (թթվածնից հետո) տարրը: Պարզ նյութ և տարր սիլիցիում: Սիլիցիումի միացություններ: Սիլիցիումի միացությունների կիրառություններ: Organosilicon միացություններ: Սիլիկոնային կյանք:

վերացական, ավելացված է 08/14/2007


Երկրի ընդերքում տարածվածության առումով սիլիցիումը թթվածնից հետո երկրորդ տեղում է: Մետաղական սիլիցիումը և դրա միացությունները կիրառություն են գտել տեխնոլոգիական տարբեր ոլորտներում: Ալյումինե հավելանյութերի տեսքով պողպատի և գունավոր մետաղների տարբեր դասարանների արտադրության մեջ:

ժամկետային փաստաթուղթն ավելացվել է 01/04/2009


Սիլիցիումը Դ.Ի.-ի քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի երրորդ շրջանի չորրորդ խմբի հիմնական ենթախմբի տարր է: Մենդելեև; բաշխում բնության մեջ: Սիլիցիումի օքսիդի հիման վրա ստացված հանքանյութեր: Սիլիցիումի միացությունների կիրառություններ; ապակի.

շնորհանդեսը ավելացվել է 05/16/2011 թ


Պարզ նյութերի քիմիական հատկությունները: Ածխածնի և սիլիցիումի մասին ընդհանուր տեղեկություններ: Ածխածնի, նրա թթվածին և ազոտ պարունակող ածանցյալների քիմիական միացություններ: Կարբիդներ ՝ ջրի մեջ լուծվող և չլուծվող և նոսր թթուներով: Սիլիցիումի թթվածնի միացություններ:

վերացական, ավելացված է 10/07/2010


III խմբի հիմնական ենթախմբի տարրերի ֆիզիկական հատկությունները: Ալյումինի, բորի ընդհանուր բնութագրերը: Բնական անօրգանական միացություններԱծխածին. Սիլիցիումի քիմիական հատկությունները. Ածխածնի փոխազդեցությունը մետաղների, ոչ մետաղների և ջրի հետ: Օքսիդների հատկությունները.

շնորհանդեսը ավելացվել է 04/09/2017


Սիլիցիումի ուղղակի նիտրացում: Գոլորշիների նստեցման գործընթացներ: Պլազմայի կուտակում և ռեակտիվ ցրում: Սիլիցիումի նիտրիդի բարակ թաղանթների կառուցվածքը: Սուբստրատի մակերեսի ազդեցությունը տեղակայված սիլիցիումի նիտրիդային շերտերի կազմի, կառուցվածքի և ձևաբանության վրա:

ժամկետային փաստաթուղթ, ավելացված է 12/03/2014


Սիլիկոն-նիկելի համաձուլվածքներ, դրանց հատկությունները և արդյունաբերական կիրառությունները: Կոշտ մետաղական լուծույթների հատկությունների ջերմոդինամիկական մոդելավորում: «Հերթական» լուծումների տեսություն: Միջմետաղական միացությունների առաջացման ջերմոդինամիկական գործառույթները: Բաղադրիչների գործունեության հաշվարկ:

թեզ, ավելացվել է 03/13/2011


Սիլիցիումի արտադրության մեջ օգտագործվող հանքաքարի ձուլման վառարանների վերանայում: Սիլիցիումի արտադրության մեջ օգտագործվող հումքի և ածխաջրածնային ռեդուկտատորների քիմիական կազմի փոխարկում քիմիական տարրերի մոլային քանակությամբ ՝ հաշվի առնելով բեռնման գործոնները:

ժամկետային փաստաթուղթը ավելացվել է 04/12/2015


Ֆոսֆորի հայտնաբերման պատմությունը: Բնական միացություններ, ֆոսֆորի բաշխում բնության մեջ և դրա արտադրություն: Քիմիական հատկություններ, էլեկտրոնային կազմաձևում և ֆոսֆորի ատոմի անցում դեպի հուզված վիճակ: Թթվածնի, հալոգենների, ծծմբի և մետաղների հետ փոխազդեցություն:

Ընդհանուր և արհեստագործական կրթության նախարարություն

Նովոսիբիրսկի պետական ​​տեխնիկական

համալսարան

Օրգանական քիմիայի վերաբերյալ RGR:

«ՍԻԼԻԿՈՆ»

Ֆակուլտետ ՝ Է.Մ.

Խումբ ՝ EM-012

Ավարտեց ՝ Դանիլով Ի.Վ.

Ուսուցիչ ՝ Շևնիցինա Լ.Վ.

Նովոսիբիրսկ, 2001 թ

Սիլիցիում (լատ. Silicium), Si, IV խմբի պարբերականության քիմիական տարր

Մենդելեևի համակարգեր; ատոմային թիվ 14, ատոմային զանգված 28.086: Բնության մեջ

տարրը ներկայացված է երեք կայուն իզոտոպներով ՝ 28Si (92,27%), 29Si

(4.68%) և 30Si (3.05%):

Սիլիցիումը կենդանի օրգանիզմներում:

Սիլիցիումը մարմնում տարբեր ներգրավված միացությունների տեսքով է

հիմնականում կմախքի կոշտ մասերի և հյուսվածքների ձևավորման մեջ: Հատուկ

շատ Կ – ներ կարող են կուտակել ծովային որոշ բույսեր (օրինակ ՝ դիատոմներ)

ջրիմուռներ) և կենդանիներ (օրինակ ՝ siliceous sponges, radiolarians),

օվկիանոսի հատակին մեռնելու ժամանակ ՝ կազմելով սիլիցիումի երկօքսիդի հզոր հանքավայրեր: ԻՆ

ցուրտ ծովերում և լճերում գերակշռում են Կ., հարստացված հարստացված կենսածին սիլթերը

արեւադարձային ծովեր - կրաքարե սիլտեր ցածր K պարունակությամբ:

Բազմաթիվ բույսեր կուտակում են խոտեր, նստվածքներ, արմավենիներ և ձիավոր պոչեր: Ողնաշարավոր կենդանիներում

Կ – ի ամենամեծ քանակները հայտնաբերված են խիտ շարակցական հյուսվածքի, երիկամներ,

ենթաստամոքսային գեղձ Մարդու ամենօրյա սննդակարգը պարունակում է մինչև 1 գ K. Երբ

մարդկային և առաջացնում է հիվանդություն. Silicosis (լատինական silex- ից -

կայծքար), մարդու հիվանդություն, որն առաջացել է փոշու երկարատև ինհալացիաից,

հիվանդություններ Այն հանդիպում է հանքարդյունաբերության, ճենապակու,

մետաղագործական, մեքենաշինական արդյունաբերություն: Ս. - ամենաշատը

անբարենպաստ հիվանդություն պնեւմոկոնիոզի խմբից; ավելի քան

այլ հիվանդությունների հետ, նշվում է տուբերկուլոզային գործընթացի միացումը

(այսպես կոչված սիլիկոտուբերկուլյոզ) և այլ բարդություններ:

Բացահայտման պատմություն և օգտագործում:

Պատմական տեղեկանք. Կ. Միացությունները, որոնք տարածված են երկրի վրա, եղել են

հայտնի է մարդուն քարե դարից: Աշխատանքի համար օգտագործելով քարե գործիքներ

և որսը շարունակվեց մի քանի հազարամյակ: Կ. Միացությունների օգտագործումը,

դրանց վերամշակման հետ կապված ՝ ապակու պատրաստումը, սկսվել է շուրջ 3000 թվականը

մ.թ.ա. ե. (Հին Եգիպտոսում): Հայտնի է ամենավաղ կազմը K.- ն

SiO2 երկօքսիդ (սիլիկատ): 18-րդ դարում: սիլիցիան համարվում էր հասարակ մարմին և

վերագրվում է «հողերին» (որն արտացոլվում է նրա անվան մեջ): Կազմի բարդությունը

սիլիցիան հիմնադրվել է I. Յա. Բերցելիուսի կողմից: Առաջին անգամ անվճար սիլիցիում

ձեռք է բերվել 1811 թվականին ֆրանսիացի գիտնական J.. Գայ-Լյուսակի և Օ. Թենարդի կողմից: ԻՆ

1825 շվեդ հանքաբան և քիմիկոս Յենս Յակոբ Բերզելիուսը ամորֆ ստացավ

սիլիցիում Շագանակագույն ամորֆ սիլիցիումի փոշին ստացվել է նվազեցման միջոցով

գազային սիլիցիումի տետրաֆտորիումի կալիումի մետաղ.

SiF4 + 4K = Si + 4KF

Հետագայում ստացվեց սիլիցիումի բյուրեղային ձև: Վերաբյուրեղացումով

հալված մետաղներից սիլիցիումը ստացվել է մոխրագույն պինդ, բայց

փխրուն բյուրեղներ ՝ մետաղական փայլով: Էլիմենտների ռուսական անուններ

սիլիցիումը գործի է դրվել G.I.Hess- ի կողմից 1834 թվականին:

Բաշխում բնության մեջ:

Թթվածնից հետո սիլիցիումը երկրի ամենատարածված տարրն է (27,6%):

Դա տարր է, որը հանդիպում է օգտակար հանածոների և ապարների մեծ մասում,

կազմելով երկրի ընդերքի կոշտ պատյան: Երկրակեղեւում նույնն է խաղում Կ

առաջնային դեր, ինչպիսին է ածխածինը կենդանական և բուսական աշխարհում: Համար

Կ – ի երկրաքիմիան չափազանց կարևոր է թթվածնի հետ ամուր կապի համար: Մեծ մասը

տարածված սիլիցիումի միացություններ - սիլիցիումի օքսիդ SiO2 և

սիլիկաթթու կոչվող սիլիցաթթու ածանցյալներ: Սիլիցիումի (IV) օքսիդ

տեղի է ունենում քվարցային հանքանյութի (սիլիցիում, կայծքար) տեսքով: Բնության մեջ դրանից

ամբողջ լեռները կուտակված են: Կան շատ մեծեր ՝ մինչև 40 տոննա քաշով,

որձաքար բյուրեղներ Սովորական ավազը բաղկացած է նուրբ որձաքարից, որը աղտոտված է

տարբեր խառնուրդներ Ավազի տարեկան համաշխարհային սպառումը հասնում է 300-ի

միլիոն տոննա:

Սիլիկատներից բնության մեջ առավել տարածված են ալյումինօքսիթները (կաոլին)

Al2O3 * 2SiO2 * 2H2O, ասբեստ CaO * 3MgO * 4SiO2, օրթոկլազ K2O * Al2O3 * 6SiO2 և այլն):

Եթե ​​հանքանյութի բաղադրությունը, բացի սիլիցիումի և ալյումինի օքսիդներից, պարունակում է օքսիդներ

նատրիում, կալիում կամ կալցիում, հանքանյութը կոչվում է ֆելդսպատ (սպիտակ)

միկա և այլն): Ֆելդսպարներին բաժին է ընկնում հայտնիի մոտ կեսը

սիլիկատների բնույթը. Ժայռերի գրանիտը և գրեյսը ներառում են որձաքար, միկա,

ֆելդսպար

Բուսական և կենդանական աշխարհում սիլիցիումը ներառված է աննշան քանակությամբ

բացատրում է այդ բույսերի ցողունների ուժեղ ուժը: Կիլիատի կեղևներ,

սպունգների մարմիններ, թռչունների ձվեր և փետուրներ, կենդանիների մազեր, մազեր, ապակենմաներ

աչքերը պարունակում են նաև սիլիցիում:

Նավերի կողմից առաքված լուսնային հողի նմուշների վերլուծությունը ցույց տվեց

սիլիցիումի օքսիդի առկայությունը 40 տոկոսից ավելի քանակով: Որպես քարի մաս

երկնաքարերը, սիլիկոնի պարունակությունը հասնում է 20 տոկոսի:

Ատոմային կառուցվածք և հիմնական քիմիական և ֆիզիկական սվ-վա

K.– ն մետաղական փայլով մուգ մոխրագույն բյուրեղներ է կազմում, որոնք ունեն

դեմքի վրա կենտրոնացած խորանարդ ադամանդի տիպի ցանց `a = 5.431E ժամանակահատվածով,

2,33 գ / սմ 3 խտությամբ: Շատ բարձր ճնշումների դեպքում նոր (

ակնհայտորեն վեցանկյուն) փոփոխություն ՝ 2.55 գ / սմ 3 խտությամբ: Կ-ն հալվում է

1417 ° C ջերմաստիճանում, եռում է 2600 ° C: Հատուկ ջերմություն (20-100 ° С) 800

J / (kgChK), կամ 0.191 cal / (gChrad); ջերմահաղորդություն նույնիսկ ամենամաքուրի համար

նմուշները հաստատուն չեն և գտնվում են (25 ° C) 84-126 W / (mChK) միջակայքում, կամ

0,20-0,30 կալ / (սմ ChsecChgrad): Գծային ընդլայնման ջերմաստիճանի գործակից

2.33X10-6 K-1; 120K- ից ցածր դառնում է բացասական: K. թափանցիկ է

երկար ալիքային ինֆրակարմիր ճառագայթներ; բեկման ինդեքս (l = 6 միկրոնի համար) 3.42;

դիէլեկտրական հաստատուն 11.7. K. դիամագնիսական, ատոմային մագնիսական

զգայունություն -0,13 10-6: Կարծրություն K. Mohs 7.0, Brinell 2.4

Gn / m m2 (240 կգ / մմ 2), առաձգականության մոդուլը ՝ 109 Gn / m2 (10890 կգ / մմ 2),

սեղմելիության գործակից 0.325X10-6 սմ 2 / կգ: K. փխրուն նյութ; նկատելի

պլաստիկ դեֆորմացիան սկսվում է 800 ° C- ից բարձր ջերմաստիճանում:

Կ.-ն կիսահաղորդիչ է, որն ավելի ու ավելի մեծ կիրառություն է գտնում: Էլեկտրական

Կ – ի հատկությունները շատ խիստ կախված են խառնուրդներից: Սեփական որոշակի ծավալ

ենթադրվում է, որ էլեկտրական դիմադրություն K. սենյակային ջերմաստիճանում

2.3Ch103 ohmChm (2.3Ch105 ohmChm):

Կիսահաղորդչային K. p տիպի հաղորդունակությամբ (հավելումներ B, Al, In կամ Ga) և n-

տեսակը (հավելանյութեր P, Bi, As կամ Sb) ունի զգալիորեն ցածր դիմադրություն:

Ըստ էլեկտրական չափումների էներգետիկ բացը 1.21 eV է

0 Կ և նվազում է մինչև 1,119 էՎ 300 Կ-ի վրա:

Կ.-ի դիրքին համապատասխան `Մենդելեևի պարբերական համակարգում 14

ատոմի Կ – ի էլեկտրոնները բաշխված են երեք թաղանթների վրա. առաջինում (միջուկից) 2

էլեկտրոն, երկրորդում `8, երրորդում (վալենտային) 4; կազմաձեւում էլեկտրոնային

1s22s22p63s23p2 պատյաններ: Իոնացման հաջորդական ներուժ (eV):

8.149; 16.34; 33.46-ը և 45.13-ը: Ատոմային շառավղ 1.33Е, կովալենտ շառավիղ

1.17E, իոնային ճառագայթներ Si4 + 0.39E, Si4- 1.98E.

Միացություններում Կ. (Ածխածնի նման) 4-վալենսական է: Այնուամենայնիվ, ի տարբերություն

ածխածինը, Կ., կոորդինացիայի թիվ 4-ի հետ մեկտեղ, ցուցադրում է համակարգում

թիվ 6-ը, որը բացատրվում է իր ատոմի մեծ ծավալով (դրա օրինակ

միացությունները ֆտորոսիլիցիում պարունակող 2- խումբ են:

Թթվածնի ատոմի և այլ ատոմների միջև քիմիական կապը սովորաբար իրականացվում է դրա հաշվին

հիբրիդային sp3 օրբիտալներ, բայց հնարավոր է նաև ներգրավել դրա հինգից երկուսը

(դատարկ) 3-օրբիտալներ, հատկապես, երբ վեց համակարգված է Կ.

1.8 փոքր էլեկտրոնային ժխտողականության արժեքով (2.5-ի դիմաց)

Ածխածին; 3.0 ազոտի համար և այլն), ոչ մետաղների հետ միացություններում Կ

էլեկտրականորեն դրական է, և այդ միացություններն ունեն բևեռային բնույթ: Մեծ

կապող էներգիա թթվածնի Si-O- ով, հավասար է 464 կJ / մոլ (111 կկալ / մոլ),

որոշում է դրա դիմացկունությունը թթվածնի միացություններ(SiO2 և սիլիկատներ):

Si-Si կապի էներգիան ցածր է ՝ 176 կJ / մոլ (42 կկալ / մոլ); Ի տարբերություն

ածխածնի, Կ – ի համար բնորոշ չէ երկար շղթաների և կրկնակի կապերի առաջացումը

Si ատոմների միջեւ: Օդի մեջ պաշտպանիչ օքսիդի առաջացման պատճառով Կ

ֆիլմերը կայուն են նույնիսկ բարձր ջերմաստիճանում: Թթվածնի մեջ օքսիդանում է

սկսած 400 ° C- ից ՝ կազմելով սիլիցիումի երկօքսիդ SiO2: Հայտնի է նաև մոնօքսիդ

SiO, կայուն բարձր ջերմաստիճանում որպես գազ; արդյունքում սուր

հովացման միջոցով կարելի է ստանալ ամուր արտադրանք, որը հեշտությամբ քայքայվում է

Si- ի և SiO2- ի նուրբ խառնուրդ: Կ – ն դիմացկուն է թթուներին և լուծվում է միայն ներսում

ազոտային և հիդրոֆտորային թթուների խառնուրդներ; հեշտությամբ լուծվում է տաք վիճակում

ալկալիների լուծույթներ ջրածնի արտանետմամբ: Կ.-ն արձագանքում է ֆտորի հետ, երբ

սենյակային ջերմաստիճանը, մնացած հալոգենների հետ, երբ ջեռուցվում է

ընդհանուր SiX4 բանաձևի միացությունների առաջացումը (տես Սիլիցիումի հալոգեններ):

Hydրածինը ուղղակիորեն չի արձագանքում Կ-ի հետ, և սիլիցիաներ (սիլաններ)

ստացեք սիլիցիդների քայքայումը (տես ստորև): Հայտնի սիլիկատներ SiH4- ից

մինչև Si8H18 (բաղադրությամբ նման է հագեցած ածխաջրածինների): K.- ն ձեւավորում է 2

թթվածին պարունակող սիլանների խմբեր ՝ սիլոքսաններ և սիլոքսեներ: Ազոտի K- ով:

արձագանքում է 1000 ° C- ից բարձր ջերմաստիճանում: Գործնական մեծ նշանակություն ունի

Si3N4 նիտրիդ, որը օդում չի օքսիդանում նույնիսկ 1200 ° C ջերմաստիճանում, դիմացկուն է

թթուների (բացառությամբ ազոտի) և ալկալիների, ինչպես նաև հալվածի հետ կապված

մետաղներ և խարամներ, ինչը այն արժեքավոր նյութ է դարձնում քիմիական նյութերի համար

արդյունաբերություն, հրակայուն նյութերի արտադրության համար և այլն: Բարձր կարծրություն և

նույնպես ջերմային և քիմիական դիմադրությունը առանձնանում են Կ – ի միացություններով

ածխածնի (սիլիցիումի կարբիդ SiC) և բորի (SiB3, SiB6, SiB12): Երբ

ջեռուցում Կ. արձագանքում է (մետաղական կատալիզատորների առկայության դեպքում,

օրինակ ՝ պղինձ) օրգանոքլորային միացություններով (օրինակ ՝ CH3Cl– ով) հետ

օրգանոհալոսիլանների առաջացումը [օրինակ ՝ Si (CH3) 3CI], որոնք ծառայում են դրան

բազմաթիվ organosilicon միացությունների սինթեզ:

Ստացող

Սիլիցիումի արտադրության ամենապարզ և ամենահարմար լաբորատոր մեթոդը

սիլիցիումի օքսիդի իջեցում SiO2 բարձր ջերմաստիճանում մետաղների հետ -

վերականգնողներ: Նվազեցման համար սիլիցիումի օքսիդի կայունության շնորհիվ

օգտագործել այնպիսի ակտիվ նվազեցնող միջոցներ, ինչպիսիք են մագնեզիումը և ալյումինը.

3SiO2 + 4Al = 3Si + 2Al2O3

Մետաղական ալյումինի, բյուրեղայինի իջեցումից հետո

սիլիցիում Մետաղների դրանց մետաղների օքսիդներից նվազեցման մեթոդ

ալյումինը հայտնաբերել է ռուս ֆիզիկաքիմիկոս Ն.Ն.Բեկետովը 1865 թվականին: Երբ

սիլիցիումի օքսիդի նվազեցում ալյումինով, թողարկված ջերմությունը բավարար չէ դրա համար

Արձագանքի արտադրանքի հալումը `սիլիցիում և ալյումինի օքսիդ, որը

հալվում է 2050 C ջերմաստիճանում ՝ ռեակցիայի արտադրանքի հալման կետն իջեցնելու համար

Ռեակցիոն խառնուրդին ավելացնում են ծծումբը և ավելորդ ալյումինը: Արձագանքը ձեւավորվում է

ցածր հալման ալյումինե սուլֆիդ.

2Al + 3S = Al2S3

Հալված սիլիցիումի կաթիլները ընկղմվում են խորովածի հատակին:

Տեխնիկական մաքրությունը (95-98%) ստացվում է էլեկտրական աղեղում

սիլիցիումի SiO2- ի նվազեցում գրաֆիտային էլեկտրոդների միջեւ:

Կիսահաղորդչային տեխնոլոգիայի զարգացման հետ կապված `ստացման մեթոդներ

մաքուր և հատկապես մաքուր K. Սա պահանջում է ամենամաքուրի նախնական սինթեզ

սկզբնական միացություններ Կ., որոնցից Կ – ն արդյունահանվում է կրճատմամբ կամ

ջերմային քայքայում:

Մաքուր կիսահաղորդչային սիլիցիումը ստացվում է երկու ձևով ՝ պոլիկյուրեղային

(SiCI4- ի կամ SiHCl3- ի նվազում ցինկով կամ ջրածնով, ջերմային

Sil4- ի և SiH4- ի տարրալուծում) և մոնոկրիստալ (առանց խառնուրդի առանց գոտու հալման)

և հալված Կ. – ից մեկ բյուրեղ «քաշելով» ՝ Չոխրալսկու մեթոդը):

Սիլիցիումի տետրաքլորիդը ստացվում է առեւտրային սիլիցիումի քլորացման միջոցով:

Սիլիցիումի տետրաքլորիդի տարրալուծման ամենահին մեթոդը մեթոդն է

ականավոր ռուս քիմիկոս ակադեմիկոս Ն.Ն. Բեկետովը: Այս մեթոդը կարող է լինել

ներկայացված հավասարման միջոցով.

SiCl4 + Zn = Si + 2ZnCl2:

Այստեղ սիլիցիումի տետրաքլորիդի գոլորշիներ, որոնք եռում են 57,6 ° C ջերմաստիճանում,

փոխազդում են ցինկի գոլորշիների հետ:

Ներկայումս սիլիցիումի տետրաքլորիդը կրճատվում է ջրածնով: Ռեակցիա

ընթանում է ըստ հավասարման.

SiCl4 + 2H2 = Si + 4HCl:

Սիլիցիումը ստացվում է փոշու տեսքով: Օգտագործվում է նաև յոդի մեթոդը

սիլիցիումի ստացում, որը նման է նախկինում նկարագրված յոդի ստացման եղանակին

մաքուր տիտան:

Մաքուր սիլիցիում ստանալու համար այն մաքրվում է կեղտից `գոտու հալվելով:

նույն կերպ, ինչպես ստացվում է մաքուր տիտանը:

Մի շարք կիսահաղորդչային սարքերի համար

միայնակ բյուրեղների տեսքով ստացված կիսահաղորդչային նյութեր, քանի որ

բազմաբյուրեղ նյութ, տեղի են ունենում անվերահսկելի փոփոխություններ

էլեկտրական հատկություններ:

Երբ մեկ բյուրեղները պտտվում են, օգտագործվում է zոխրալսկի մեթոդը, որը բաղկացած է

հետևյալում. ձողը իջեցվում է հալված նյութի մեջ, որի վերջում

կա այս նյութի բյուրեղ; նա ծառայում է որպես ապագայի սաղմ

մեկ բյուրեղ Ձողը հալվելուց դուրս է բերվում ցածր արագությամբ մինչև 1-2

մմ / րոպե Արդյունքում, ցանկալի չափի մեկ բյուրեղը աստիճանաբար աճում է: Ի

այն կտրում են կիսահաղորդչային սարքերում օգտագործվող վաֆլիները:

Դիմում

Հատուկ խառնուրդով ածխածինը լայնորեն օգտագործվում է որպես նյութ արտադրության համար

կիսահաղորդչային սարքեր (տրանզիստորներ, տերմիստորներ, էլեկտրական ուղղիչներ)

ընթացիկ, վերահսկվող դիոդներ - թրիստորներ; օգտագործված արեգակնային ֆոտոգալվանային բջիջները

տիեզերանավեր և այլն): Քանի որ Կ.-ն թափանցիկ է երկարությամբ ճառագայթների համար

ալիքները 1-ից 9 միկրոն են, այն օգտագործվում է ինֆրակարմիր օպտիկայում (տես նաև Քվարց):

Կ.-ն ունի կիրառման տարատեսակ և անընդհատ ընդլայնվող ոլորտներ: ԻՆ

մետաղաձուլությունը K. օգտագործվում է հալվածի մեջ լուծվածը հանելու համար

թթվածնի մետաղներ (դեզօքսիդացում): Կ – ն մեծի բաղկացուցիչ մասն է

երկաթի և գունավոր մետաղների համաձուլվածքների քանակը: Սովորաբար համաձուլվածքներին է փոխանցում Կ

ավելացել է դիմադրություն կոռոզիայից, բարելավում է դրանց ձուլման հատկությունները և

մեծացնում է մեխանիկական ուժը; սակայն, դրա ավելի մեծ բովանդակությամբ, Կ

փխրունություն առաջացնել Ամենակարևորն են երկաթը, պղինձը և ալյումինը

organosilicon միացություններ և սիլիցիդներ: Սիլիցիում և շատ սիլիկատներ

(կավեր, ֆելդսպարներ, միկաններ, տալկ և այլն) մշակվում են ապակու միջոցով,

ցեմենտի, կերամիկայի, էլեկտրականության և այլ արդյունաբերություններ:

Սիլիցիումի միջոցով նյութի սիլիկոնիզացում, մակերեսային կամ ծավալային հագեցում:

Այն արտադրվում է նյութը վերամշակելով բարձր մակարդակում սիլիցիումի գոլորշու մեջ

ջերմաստիճանը սիլիցիումի լցահարթիչից բարձր կամ գազային միջավայրում պարունակող

քլորոսիլաներ, ջրածնի միջոցով նվազեցված (օրինակ, SiCI4 + 2H2 ռեակցիայի միջոցով

Si + 4HC1): Այն հիմնականում օգտագործվում է որպես հրակայուն նյութ պաշտպանելու միջոց

օքսիդացումից մետաղներ (W, Mo, Ta, Ti և այլն): Օքսիդացման դիմադրություն

խիտ դիֆուզիոնի Ս. – ում առաջացման պատճառով

«Ինքնաբուժվող» սիլիցիդային ծածկույթներ (WSi2, MoSi2 և այլն): Լայն

Օգտագործվում է սիլիկոնիզացված գրաֆիտ:

Կապեր

Սիլիցիդներ

Սիլիցիդներ (լատ. Silicium - սիլիցիում), սիլիցիումի քիմիական միացություններ հետ

մետաղներ և որոշ ոչ մետաղներ: C. ըստ տեսակի քիմիական կապը կարող է լինել

բաժանվել են երեք հիմնական խմբերի ՝ իոնային-կովալենտ, կովալենտ և

մետաղի նման Ionic-covalent S.- ն առաջանում է ալկալային (բացառությամբ

նատրիում և կալիում) և ալկալային հողի մետաղներ, ինչպես նաև ենթախմբերի մետաղներ

պղինձ և ցինկ; կովալենտ - բոր, ածխածին, ազոտ, թթվածին, ֆոսֆոր,

ծծումբ, դրանք անվանում են նաև բորիդներ, կարբիդներ, սիլիցիումի նիտրիդներ) և այլն.

մետաղի նման `անցումային մետաղներ:

Ստացվել է Si- ի և փոշու խառնուրդի միաձուլման կամ մանրացման միջոցով

համապատասխան մետաղը. Si, SiC, SiO2 և

բնական կամ սինթետիկ սիլիկատներ (երբեմն խառնվում են ածխածնի հետ);

մետաղի փոխազդեցությունը SiCl4- ի և H2- ի խառնուրդի հետ; հալման էլեկտրոլիզը,

բաղկացած է K2SiF6- ից և համապատասխան մետաղի օքսիդից: Կովալենտային և

մետաղանման S. հրակայուն, դիմացկուն է օքսիդացման, հանքանյութի գործողության

թթուներ և տարբեր ագրեսիվ գազեր: S.- ն օգտագործվում են որպես ջերմակայուն մաս

մետաղական կերամիկական կոմպոզիտային նյութեր ավիացիայի և հրթիռների համար

տեխնոլոգիա MoSi2- ն օգտագործվում է դիմադրողական վառարանների տաքացուցիչների արտադրության համար,

օդում աշխատել մինչև 1600 ° С ջերմաստիճանում: FeSi2, Fe3Si2, Fe2Si

երկաթի սիլիցիումի մի մասն են, որն օգտագործվում է օքսիդացման և խառնուրդի համար

պողպատներ Սիլիցիումի կարբիդը կիսահաղորդչային նյութերից մեկն է:

Սիլիկոնիզացված գրաֆիտ

Սիլիկոնիզացված գրաֆիտ, սիլիցիումի հագեցած գրաֆիտ: Արտադրվում է վերամշակմամբ

ծակոտկեն գրաֆիտը սիլիցիումի լցնում 1800-2200 ° C ջերմաստիճանում (մինչդեռ գոլորշիները)

սիլիցիումը նստված է ծակոտիներում): Կազմված է գրաֆիտի հիմքից, սիլիցիումի կարբիդից

և անվճար սիլիցիում: Միավորում է գրաֆիտի բարձր ջերմաստիճանի դիմադրողականությունը

և ուժ բարձրացված ջերմաստիճանում խտությամբ, գազի խտությամբ,

բարձր դիմադրություն օքսիդացմանը մինչև 1750 ° C ջերմաստիճանում և էրոզիա

համառություն. Այն օգտագործվում է բարձր ջերմաստիճանի վառարանների շարման համար, ներս

սարքեր մետաղի ձուլման համար, ջեռուցման տարրերի համար

ավիացիայի և տիեզերական տեխնոլոգիայի մասերի արտադրություն,

բարձր ջերմաստիճան և էրոզիայի պայմաններ

Սիլալ (լատինական Silicium- ից `սիլիցիում և անգլերեն խառնուրդ` խառնուրդ), ջերմակայուն չուգուն

սիլիցիումի բարձր պարունակությամբ (5-6%): ԽՍՀՄ-ում արտադրվում է 2 տեսակ

S. - շերտավոր և հանգուցավոր գրաֆիտով: Ս – ից պատրաստվում է համեմատաբար

բարձր ջերմաստիճաններում աշխատող էժան ձուլված մասեր (800-900)

° С), օրինակ ՝ բաց օջախի վառարանների, վանդակաճաղերի, գոլորշու կաթսաների մասերի դռներ:

Սիլումին (լատինական Silicium - սիլիցիում և ալյումին - ալյումին), ընդհանուր անվանում

ալյումինի վրա հիմնված ձուլման համաձուլվածքների խումբ, որը պարունակում է սիլիցիում (4-13%, ներսում

որոշ ապրանքանիշեր `մինչև 23%): Կախված ցանկալի համադրությունից

C.– ի տեխնոլոգիական և գործառնական հատկությունները երբեմն խառնվում են Cu, Mn, Mg

Zn, Ti, Be և այլ մետաղներ: Գ. Ունեն բարձր ձուլում և բավարար

բարձր մեխանիկական հատկություններ, սակայն զիջում են մեխանիկականին

Al - Cu համակարգի հիման վրա համաձուլվածքների ձուլման հատկությունները. Ի արժանի Ս.

դրանց աճող կորոզիայի դիմադրությունը խոնավ և ծովային պայմաններում

մթնոլորտ Ս – ն օգտագործվում են բարդ կազմաձևերի մասերի արտադրության մեջ,

հիմնականում ավտոօդային արդյունաբերության մեջ: ԽՍՀՄ – ում արտադրվում է AL2 դասարանների Ս.

AL4, AL9 և այլն:

Սիլիկոմանգան

Silicomanganese ferroalloy, որի հիմնական բաղադրիչներն են սիլիցիումը և մանգանը.

ածխածնի կրճատման գործընթացով ձուլվում է հանքաքարային ջերմային վառարաններում: -Ից

մանգանի հանքաքարից ստացված 10-26% Si- ով (մնացածը Mn, Fe և խառնուրդներ են),

մանգանի խարամ և քվարցիտ, որոնք օգտագործվում են պողպատագործության մեջ, ինչպես

դեզօքսիդիչ և խառնուրդային հավելանյութ, ինչպես նաև ֆեռոմանգան հալելու համար

նվազեցված ածխածնի պարունակությունը սիլիկոթերմային գործընթացով: C. 28-30% Si- ով

(հումքը, որի համար հատուկ ձեռք է բերվում բարձր մանգան

ցածր ֆոսֆորային խարամ) օգտագործվում է մետաղական մանգանի արտադրության մեջ:

Սիլիկոխրոմ

Silicochromium, ferrosilicochromium, ferroalloy, որի հիմնական բաղադրիչներն են

սիլիցիում և քրոմ; հալված է հանքաքարի ջերմային վառարանում ՝ ածխածնի նվազեցմամբ

քվարցիտի և հատիկավոր փոխակերպման ֆերոխրոմի գործընթաց կամ

քրոմի հանքաքար: Օգտագործվում է 10-46% Si պարունակությամբ C. (մնացածը Cr, Fe և խառնուրդներ են) համար

ցածր խառնուրդով պողպատի ձուլում, ինչպես նաև ֆերրոկոմի արտադրության համար

նվազեցված ածխածնի պարունակությունը սիլիկոթերմային գործընթացով: C. 43-55% Si- ով

օգտագործվում է առանց ածխածնի ֆերոխրոմի արտադրության և հալման մեջ

չժանգոտվող պողպատից

Սիլխրոմ

Սիլխրոմ (լատինական Silicium - սիլիցիում և քրոմ - քրոմ), ընդհանուր անվանում

Cr- ով (5-14%) և Si- ով խառնված ջերմակայուն և ջերմակայուն պողպատների խմբեր

(1-3%): Կախված գործառնական հատկությունների պահանջվող մակարդակից, Գ.

լրացուցիչ խառնուրդով Mo- ով (մինչև 0,9%) կամ Al- ով (մինչև 1,8%): C. դիմացկուն է

օքսիդացում օդի և ծծմբ պարունակող միջավայրում մինչև 850-950 ° С; դիմել

հիմնականում ներքին այրման շարժիչների փականների արտադրության համար,

ինչպես նաև կաթսայատան գործարանների, վանդակաճաղերի և այլնի մանրամասները:

մեխանիկական բեռները, Ս.-ից պատրաստված մասերը հուսալիորեն աշխատում են երկար

ժամկետը `մինչև 600-800 ° C ջերմաստիճանում: ԽՍՀՄ – ում արտադրվում են 4X9S2 դասարանների Ս.

4X10C2M և այլն:

Սիլիցիումի հալոգեններ

Սիլիցիումի հալոգեններ, հալոգեններով սիլիցիումի միացություններ: Հայտնի K. g.

հետևյալ տեսակների (X- հալոգեն) ՝ SiX4, SiHnX4-n (հալոգենսիլաներ), SinX2n + 2 և

խառնված հալոգեններ, ինչպիսիք են SiClBr3: Նորմալ պայմաններում SiF4- ը գազ է,

SiCl4 և SiBr4 - հեղուկներ (tm - 68,8 և 5 ° С), SiI4 - պինդ (tnl)

124 ° C): SiX4 միացությունները հեշտությամբ հիդրոլիզացվում են. SiX4 + 2H2O = SiO2 + 4HX;

ծխում օդում SiO2- ի շատ փոքր մասնիկների առաջացման պատճառով;

սիլիցիումի տետրաֆտորիդը տարբեր կերպ է արձագանքում. 3SiF4 + 2H2O = SiO2 + 2H2SiF6: Քլորոսիլաներ

(SiHnX4-n), օրինակ SiHCl3 (ստացվում է Si- ի վրա գազային HCl- ի գործողությամբ),

ջրի ազդեցության տակ նրանք ուժեղ սիլոքսանի հետ կազմում են պոլիմերային միացություններ

շղթա Si-O-Si. Բարձր ռեակտիվ, քլորոսիլաներ

ծառայում են որպես ելակ նյութեր օրգանօքիմիական միացությունների արտադրության համար:

Տալիս են SinX2n + 2 տիպի միացություններ, որոնք պարունակում են Si ատոմների շղթաներ ՝ X - քլորով

մի շարք, ներառյալ Si6Cl14 (tnl 320 ° C); մնացած հալոգենները կազմում են միայն Si2X6:

Ստացվել են տեսակների (SiX2) n և (SiX) n միացություններ: SiX2 և SiX մոլեկուլները

գոյություն ունեն բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում ՝ գազի տեսքով և կտրուկ հովացմամբ

(հեղուկ ազոտ) կազմում են պինդ պոլիմերային նյութեր, որոնք լուծելի չեն մեջում

սովորական օրգանական լուծիչներ.

Սիլիցիումի տետրաքլորիդ SiCl4- ն օգտագործվում է քսայուղերի արտադրության մեջ,

էլեկտրական մեկուսացում, ջերմափոխանակող հեղուկներ, ջրազրկող հեղուկներ և այլն:

Սիլիցիումի կարբիդ:

Սիլիցիումի կարբիդ, կարբորունդ, SiC, սիլիցիումի-ածխածնի միացություն; մեկը

տեխնոլոգիայի մեջ օգտագործվող ամենակարևոր կարբիդները: Իր մաքուր տեսքով K. to - անգույն է

բյուրեղյա ադամանդե փայլով; տեխնիկական արտադրանք կանաչ կամ կապույտ-սեւ

գույներ K. to. Գոյություն ունի երկու հիմնական բյուրեղային փոփոխություններով.

վեցանկյուն (a-SiC) և խորանարդ (b-SiC), վեցանկյուն արարածով

«Հսկա մոլեկուլը» կառուցված է մի տեսակ կառուցվածքային հիմքի վրա

պարզ մոլեկուլների ուղղված պոլիմերացում: Ածխածնի ատոմների շերտերը և

a-SiC- ում սիլիցիումը տեղադրվում են միմյանց նկատմամբ տարբեր ձևերով `կազմելով շատերը

կառուցվածքային տեսակները: B-SiC- ից a-SiC- ին անցումը տեղի է ունենում ջերմաստիճանում

2100-2300 ° C (հակառակ անցումը սովորաբար չի նկատվում): K. K. հրակայուն

(հալվում է քայքայման հետ 2830 ° C), ունի չափազանց բարձր կարծրություն

(միկրոհաստություն 33400 Մն / մ 2 կամ 3,34 տ / մմ 2), երկրորդը միայն ադամանդից և բորից հետո

կարբիդ B4C; փխրուն; խտությունը 3,2 գ / սմ 3: K. to. Կայուն է բազմազանության մեջ

քիմիական միջավայր, ներառյալ բարձր ջերմաստիճաններում:

K.- ից ստացվում է էլեկտրական վառարաններում 2000-2200 ° C ջերմաստիճանում քվարց ավազի խառնուրդից

(51-55%), կոքս (35-40%) NaCl- ի (I-5%) և թեփի (5-10%) հավելումով:

Իր բարձր կարծրության, քիմիական դիմադրության և մաշվածության շնորհիվ Կ.

քանի որ այն լայնորեն օգտագործվում է որպես հղկող նյութ (մանրացնելիս) ՝ կտրելու համար

կոշտ նյութեր, գործիքների կետեր, ինչպես նաև տարբեր տեսակի արտադրության համար

քիմիական և մետաղագործական սարքավորումների մասեր, որոնք գործում են համալիրում

բարձր ջերմաստիճանի պայմաններ: K.- ից, տարբեր խառնուրդներով փոխկապակցված,

օգտագործվում է կիսահաղորդչային տեխնոլոգիայի մեջ, հատկապես աճի հետ

ջերմաստիճանը Հետաքրքիր է օգտագործել K.- ն էլեկտրատեխնիկայում `համար

բարձր ջերմաստիճանի էլեկտրական դիմադրության վառարանների համար վառարանների արտադրություն

(մաղի ձողեր), էլեկտրական էլեկտրահաղորդման գծերի կայծակնազերծիչներ

ընթացիկ, ոչ գծային դիմադրություններ, որպես էլեկտրական մեկուսիչ սարքերի մաս և այլն:

Սիլիցիումի երկօքսիդ

Սիլիկոնային երկօքսիդ (սիլիցիում), SiO2, բյուրեղներ: Ամենից տարածված

հանքային - քվարց; սովորական ավազը նույնպես սիլիցիումի երկօքսիդ է: Օգտագործված է

ապակու, ճենապակի, կավե իրերի, բետոնի, աղյուսի, կերամիկայի արտադրություն, ինչպես

ռետինե լցանյութ, քրոմատագրության մեջ ներծծող նյութ, էլեկտրոնիկա, ակուստո-օպտիկա

և այլ Silica հանածոներ, մի շարք հանքային տեսակներ, որոնք են

սիլիցիումի երկօքսիդի պոլիմորֆ փոփոխություններ; կայուն տակ որոշակի

ջերմաստիճանի միջակայքերը ՝ կախված ճնշումից:

| Անվանումը | | Համակարգի | ճնշում, | խառնվածք- | խտություն |

| Հանքային | | | ամ * | | Րդ, |

| | | | | կլոր, ° С | կգ / մ »|

| բ-կրիստոբալի | | խորանարդ | 1 | 1728-147 | 2190 |

| տ | | | | 0 | |

| բ-տրիդիմիտ | | Վեցանկյուն | 1 | 1470-870 | 2220 |

| | | նայա | | | |

| ա-որձաքար | | վեցանկյուն | 1 | 870-573 | 2530 |

| | | նայա | | | |

| բ-որձաքար | | եռանկյուն | 1 | 573-ից ցածր | 2650 |

| b1- տրիդիմիտ | | վեցանկյուն | 1 | 163-117 | մոտավոր: |

| | | նայա | | | 2260 |

| a-tridymite | metastable | rhombic | 1 | 117-ից ցածր | մոտավոր | |

| | րդ | | | | 2260 |

| ա-կրիստոբալի | | Տետրագունալ | 1 | 200-ից ցածր | 2320 |

| տ | | նայա | | | |

| Կոզիիտ | Մետաղափոխանակիչ | մոնոկլինիկա | 35 հազար | 1700-500 | 2930 |

| | ե ցածր | | | | |

| | ժամանակա- | | | | |

| | ռաթուրա եւ | | | | |

| | ճնշումների | | | | |

| Ստիշովիտ | | քառանկյուն | 100-180 | 1400-600 | 4350 |

| | | նայա | հազար | | |

| Կիտիտ | | tetragonal | 350-1260 | 585-380 | 2500 |

| | | նայա | | | |

* 1 am = 1 kgf / cm2 @ 0,1 Mn / m2

Բյուրեղային նյութի բյուրեղային կառուցվածքի հիմքը եռաչափ շրջանակ է,

կառուցված է ընդհանուր թթվածնի միջոցով միացվող տետրահերոններից (5104):

Այնուամենայնիվ, դրանց դասավորության համաչափությունը, փաթեթավորման խտությունը և փոխադարձությունը

կողմնորոշումները տարբեր են, ինչը արտացոլվում է անհատի բյուրեղների համաչափության մեջ

օգտակար հանածոները և դրանց ֆիզիկական հատկություններ... Բացառություն է ստիշովիտը,

որի կառուցվածքը հիմնված է octahedra- ի (SiO6) վրա, որոնք կազմում են կառուցվածքը,

նման է ռուտիլին: Բոլոր որձաքար մ. (Բացառությամբ որձաքարի որոշ տեսակների)

սովորաբար անգույն: Հանքաբանական մասշտաբի կարծրությունը տարբեր է. 5.5-ից (ա-

տրիդիմիտ) մինչև 8-8,5 (ստիշովիտ):

K. մ. Սովորաբար հանդիպում են շատ փոքր հացահատիկների ՝ ծպտյալ բյուրեղների տեսքով

թելքավոր (ա-քրիստոբալիտ, այսպես կոչված, լյուսատիտ) և երբեմն գնդաձեւ

կազմավորումներ: Քիչ հաճախ `աղյուսակային կամ շերտավոր բյուրեղների տեսքով

ձև (tridymite), octahedral, dipyramidal (a- և b-cristobalite),

նուրբ ասեղ (կոեսիտ, ստիշովիտ): Քվարցի մ. Մեծ մասը (բացառությամբ որձաքարի) շատ են

հազվադեպ են և անկայուն երկրի ընդերքի մակերեսային գոտիներում:

Բարձր ջերմաստիճանի փոփոխություններ SiO2 - b-tridymite, b-cristobalite -

առաջանում են երիտասարդ էֆուզիվ ապարների փոքր դատարկություններում (դացիտներ, բազալտներ,

լիպարիտներ և այլն): Lowածր ջերմաստիճանի ա-քրիստոբալիտ, ինչպես նաև տրիդիմիտ,

մեկն է բաղադրիչ մասերագաթներ, քաղկեդոնիա, օփալներ; ավանդադրված

տաք ջրային լուծույթներից, երբեմն կոլոիդային SiO2- ից: Ստիշովիտ և կոզիտ

հայտնաբերվել է Արիզոնայի (ԱՄՆ) Սատանայի կիրճի երկնաքարի խառնուրդի ավազաքարերում,

որտեղ դրանք ստեղծվել են քվարցի պատճառով ակնթարթային գերբարձր ճնշմամբ և

երբ երկնաքարն ընկնելու ժամանակ ջերմաստիճանը բարձրանում է: Բնության մեջ նույնպես

առաջանում են. քվարցային ապակի (այսպես կոչված, լեշատելիտ), որը գոյացել է

որձաքարային ավազի հալման արդյունքում կայծակի հարվածից, և մելանոֆլոգիտը `ներսում

փոքր խորանարդային բյուրեղների և ընդերքների ձև (բաղկացած կեղծ կեղծիքներից)

օփալ և քաղկեդոնային որձաքար), աճեցված հայրենի ծծմբի մեջ

Սիցիլիայի (Իտալիա) հանքավայրեր: Կիտիտը բնության մեջ չի հայտնաբերվել:

Քվարց (գերմանական Quarz), հանքային; Կ – ի անվան տակ հայտնի են երկու բյուրեղային

սիլիցիումի երկօքսիդի SiO2- ի փոփոխություններ. վեցանկյուն Կ. (կամ ա-Կ.), կայուն

1 ատմ (կամ 100 ն / մ 2) ճնշման տակ 870-573 ° C ջերմաստիճանի պայմաններում, և

եռանկյուն (b-K.), կայուն 573 ° C- ից ցածր ջերմաստիճանում: բ-Կ մեծ մասը

լայնորեն հանդիպում է բնության մեջ: Այն բյուրեղանում է եռանկյուն դասում

տրիգոնային համակարգի trapezohedron: Շրջանակային տիպի բյուրեղային կառուցվածք

կառուցված է սիլիկոնային-թթվածնային տետրահեդրաներով, որոնք դասավորված են պտուտակով

աջ կամ ձախ պտուտակով հարված) բյուրեղի հիմնական առանցքի նկատմամբ: ԻՆ

կախված դրանից `տարբերակել աջ և ձախ կառուցվածքային և ձևաբանական

բյուրեղյա ձևեր, որոնք արտաքինից տարբերվում են ոմանց դասավորության համաչափությամբ

դեմքեր (օրինակ, trapezohedron և այլն): Ինքնաթիռների և կենտրոնի բացակայություն

սիմետրիան բյուրեղներում K. որոշում է պիեզոէլեկտրականության և

պիրոէլեկտրական հատկություններ:

Կ – ի բյուրեղներն առավել հաճախ ունեն երկարացված – պրիզմատիկ տեսք

վեցանկյուն պրիզմայի և երկու ռոմբոեդոնի դեմքերի գերակշռող զարգացումը

(բյուրեղյա գլուխ): Քիչ հաճախ բյուրեղները ստանում են կեղծ-վեցանկյուն տեսք

բիպիրամիդներ: Կ – ի արտաքին կանոնավոր բյուրեղները սովորաբար բարդանում են

կազմելով առավել հաճախ երկվորյակ տարածքներ ըստ այսպես կոչված: Բրազիլացի կամ

դոֆինյան օրենքներ Վերջիններս առաջանում են ոչ միայն բյուրեղների աճի ժամանակ,

այլ նաև ջերմային ա – ում ներքին կառուցվածքային վերադասավորման արդյունքում - բ

սեղմումներով ուղեկցվող անցումներ, ինչպես նաև մեխանիկական դեֆորմացիաներ:

Բյուրեղների, հատիկների և ագրեգատների գույնը ամենաբազմազան է. Ամենատարածվածը

անգույն, կաթնային սպիտակ կամ մոխրագույն K. Թափանցիկ կամ կիսաթափանցիկ

գեղեցիկ գունավոր բյուրեղներ, որոնք հատկապես կոչվում են. անգույն, թափանցիկ -

rhinestone; մանուշակագույն - ամեթիստ; ծխագույն - rauchtopaz; Սեվ

Մորիոն; ոսկեգույն դեղին - ցիտրին: Տարբեր գույները սովորաբար պայմանավորված են

կառուցվածքային թերությունները, երբ Si4 + - ը Fe3 + - ով կամ Al3 + - ով միաժամանակ փոխարինում են

մուտքագրելով Na1 +, Li1 + կամ (OH) վանդակաճաղերը 1-: Դրանք նույնպես դժվար է հանդիպել

գունավոր բյուրեղներ օտարերկրյա օգտակար հանածոների միկրոընդգրկումների պատճառով. կանաչ պրաս

Ակտինոլիտի կամ քլորիտի միկրոբյուրեղների ներմուծում; ոսկե փայլ

aventurine - միկայի կամ հեմատիտի ներդիրներ և այլն

K. սորտերը ՝ ագատ և քաղկեդոնիա, բաղկացած են ամենալավ մանրաթելից

կազմավորումներ: Դեպի Օպտիկական միակողմանի, դրական: Ռեֆրակցիոն ինդեքսները

(ցերեկային օրվա համար l = 589.3): ne = 1.553; ոչ = = 1.544: Թափանցիկ է

ուլտրամանուշակագույն և մասամբ ինֆրակարմիր ճառագայթներ: Լույսը փոխանցելիս

օպտիկական առանցքի ուղղությամբ հարթ բևեռացված ճառագայթ, ձախակողմյան բյուրեղներ Կ.

պտտել բևեռացման հարթությունը ձախ, իսկ աջը ՝ աջ: Տեսանելի մասում

սպեկտրը, պտտման անկյան արժեքը (Կ – ի ափսեի 1 մմ հաստության համար) տատանվում է

32,7 (լ 486 նմ-ի համար) մինչև 13,9 ° (728 նմ): Դիէլեկտրական արժեք

թափանցելիություն (eij), պիեզոէլեկտրական մոդուլ (djj) և առաձգական

գործակիցները (Sij) հետեւյալն են (սենյակային ջերմաստիճանում) ՝ e11 = 4,58; e33 =

4.70; d11 = -6.76 * 10-8; d14 = 2.56 * 10-8; S11 = 1,279; S12 = - 0.159; S13 =

0,110; S14 = -0,444; S33 = 0,956; S44 = 1.978. Գծային գործակիցներ

ընդարձակումներն են ՝ ուղղահայաց 3-րդ կարգի առանցքի 13.4 * 10-6 և

8 * 10-6 առանցքին զուգահեռ: B - a K. փոխակերպման ջերմությունը 2.5 կկալ / մոլ է

(10.45 կ k / մոլ): Հանքաբանական կարծրություն 7; խտություն 2650

կգ / մ 3: Այն հալվում է 1710 ° C ջերմաստիճանում և ամրանում է, երբ սառչում է այսպես կոչված:

որձաքար ապակի: Fused K.- ը լավ մեկուսիչ է. խորանարդի դիմադրություն հետ

1 սմ ծայրը 18 ° С- ում հավասար է 5 * 1018 օմմ / սմ, գծային ընդլայնման գործակիցը

0,57 * 10-6 սմ / ° C Մշակվել է տնտեսապես կենսունակ մշակման տեխնոլոգիա

սինթետիկ մոնոկրիստալներ, որոնք ստացվում են SiO2- ի ջրային լուծույթներից

բարձրացված ճնշումներում և ջերմաստիճաններում (հիդրոթերմային սինթեզ): Բյուրեղներ

սինթետիկ K. ունեն կայուն պիեզոէլեկտրական հատկություններ,

ճառագայթային դիմադրություն, բարձր օպտիկական միատարրություն և այլ արժեքավորներ

տեխնիկական հատկություններ:

Բնական Կ., Շատ տարածված հանքանյութ, կարևոր է

շատ ապարների անբաժանելի մաս, ինչպես նաև օգտակար օգտակար հանածոներ

ամենաբազմազան գենեսի բրածոները: Համար ամենակարևորը

արդյունաբերության որձաքարային նյութեր. որձաքարային ավազներ, քվարցիտներ և

բյուրեղային միաբյուրեղային K. Վերջինս հազվադեպ է և շատ

բարձր գնահատված ԽՍՀՄ – ում Կ – ի հիմնական բյուրեղային հանքավայրերը Ուրալում են, մ

Ուկրաինական ԽՍՀ (Վոլին), Պամիրում, գետի ավազանում: Ալդան արտերկրում `ավանդներ

Բրազիլիա և Մալագասական Հանրապետություն: Քվարցային ավազները կարևոր հումք են դրա համար

կերամիկայի և ապակու արդյունաբերություն: Monocrystals K. find

դիմում ռադիոտեխնիկայում (պիեզոէլեկտրական հաճախականության կայունացուցիչներ,

ֆիլտրեր, ռեզոնատորներ, պիեզոէլեկտրական թիթեղներ ուլտրաձայնային տեղադրումներում և այլն); մեջ

օպտիկական գործիքավորում (սպեկտրագրաֆների, մոնոխրոմատորների, ոսպնյակների պրիզմաներ)

ուլտրամանուշակագույն օպտիկայի համար և այլն): Fused K.- ն օգտագործվում է համար

հատուկ քիմիական ապակյա իրերի արտադրություն Կ – ն օգտագործվում է նաև դրա համար

քիմիապես մաքուր սիլիցիումի ստացում: Թափանցիկ, գեղեցիկ գունավորված

Կ – ի սորտերը կիսաթանկարժեք քարեր են և լայնորեն օգտագործվում են մ

ոսկերչական բիզնես:

Քվարցային ապակի, հալման արդյունքում ստացված մեկ բաղադրիչ սիլիկատային ապակի

սիլիցիայի բնական սորտեր. ապարների բյուրեղ, երակային որձաքար և

որձաքարային ավազ, ինչպես նաև սինթետիկ սիլիցիումի երկօքսիդ: Տարբերակել երկուսը

արդյունաբերական Կ – ների տեսակ. թափանցիկ (օպտիկական և տեխնիկական) և

անթափանց Անթափանցիկություն K. էջ: Մեծ գումար է տալիս

դրանում բաշխված փոքր գազի փուչիկները (0,03-ից 0,3 տրամագծով)

μm), լույս ցրող: Հալման արդյունքում ստացված օպտիկական թափանցիկ K.sub

ռոք բյուրեղը, ամբողջովին միատարր, չի պարունակում տեսանելի գազ

փուչիկները; ունի սիլիկատային ակնոցների շրջանում ամենացածր ցուցանիշը

բեկումը (nD ​​= 1.4584) և լույսի ամենաբարձր հաղորդունակությունը, հատկապես դրա համար

ուլտրամանուշակագույն ճառագայթներ: Կ.-ի հետ: բնութագրվում է բարձր ջերմային և

քիմիական դիմադրություն; փափկեցնող ջերմաստիճան K. էջ 1400 ° C Կ. Ս. լավ

դիէլեկտրական, հատուկ էլեկտրական հաղորդունակություն 20 ° С-10-14 - 10-16 ohm-

1 մ -1, դիէլեկտրական կորստի շոշափելիք `20 ° C- ով և հաճախականությամբ

106 Հց - 0.0025-0.0006: Կ. Ս. օգտագործվում է լաբորատորիայի արտադրության համար

սպասք, խառնարան, օպտիկական գործիքներ, մեկուսիչներ (հատկապես բարձր)

ջերմաստիճանները), ջերմաստիճանի տատանումներին դիմացկուն ապրանքներ:

Սիլաններ (լատինական Silicium- ից `սիլիցիում), սիլիցիումի միացություններ` ընդհանուր ջրածնով

SinH2n + 2 բանաձեւերը: Ստացվել են սիլաններ մինչև octasilane Si8H18: Երբ

սենյակի ջերմաստիճանը, առաջին երկու K. - monosilane SiH4 և disilane Si2H6 -

գազային, մնացածը ցնդող հեղուկներ են: Բոլոր Կ-ները ունեն տհաճ հոտ,

թունավոր K.– ն օդում առկա ալկաններից շատ ավելի քիչ կայուն են

ինքնահրկիզում, օրինակ ՝ 2Si2H6 + 7O2 = 4SiO2 + 6H2O: Քայքայվել ջրով.

Si3H8 + 6H2O = 3SiO2 + 10H2. Բնության մեջ Կ. Լաբորատորիայում ՝ գործողությամբ

նոսրացրած թթուները մագնեզիումի սիլիցիդի մեջ, ստացվում է տարբեր K.- ի խառնուրդ, այն

ուժեղ սառեցված և տարանջատված (կոտորակային թորումով `բացարձակ բացակայության դեպքում)

օդ):

Սիլիցիաթթու

Սիլիցիաթթուներ, սիլիցիումի անհիդրիդի SiO2 ածանցյալներ; շատ թույլ

թթուներ, ջրի մեջ փոքր-ինչ լուծելի: Իր մաքուր տեսքով,

metasilicic թթու H2SiO3 (ավելի ճիշտ, նրա պոլիմերային ձևը H8Si4O12) և

H2Si2O5. Orրային լուծույթում ամորֆ սիլիցիումի երկօքսիդ (ամորֆ սիլիկատ)

(լուծելիությունը մոտ 100 մգ 1 լիտրով) հիմնականում ձևավորվում է օրթոսիլիցիում

թթու H4SiO4. Կ – ի գերհագեցած լուծույթներում ստացված տարբեր ձևերով:

փոխվել կոլոիդային մասնիկների (մոլային զանգված մինչև 1500) ձևավորմամբ,

որոնց մակերեսները OH խմբեր են: Կրթված և այլն: ներս

կախված pH- ի արժեքից, pH- ը կարող է կայուն լինել (pH մոտ 2)

կամ կարող է միավորվել ՝ գել առաջացնելու համար (pH 5-6): Կայուն

հատուկ նյութեր պարունակող K.– ից բարձր խիտ կոնցենտրացիաներ.

կայունացուցիչներ, որոնք օգտագործվում են թղթի արտադրության մեջ, տեքստիլի մեջ

արդյունաբերություն, ջրի մաքրման համար: Ֆտորօքսիդաթթու, H2SiF6,

ուժեղ անօրգանական թթու: Այն գոյություն ունի միայն ջրային լուծույթում. մեջ

ազատ ձևը քայքայվում է սիլիցիումի տետրաֆլորիդ SiF4 և ջրածնի ֆտորիդ

Հ.Ֆ. Այն օգտագործվում է որպես ուժեղ ախտահանիչ, բայց հիմնականում

ձեռք բերել K.– ից - սիլիկոֆլորիդների աղեր:

Սիլիկատներ

ՍԻԼԻԿԱՏՆԵՐ, սիլիկոնաթթուների աղեր: Առավել տարածված է երկրի ընդերքում

(80% զանգվածով); հայտնի է ավելի քան 500 օգտակար հանածո, ներառյալ թանկարժեք

քարեր, ինչպիսիք են զմրուխտը, բերիլը, ակվամարին: Սիլիկատները ցեմենտի հիմքն են,

կերամիկա, էմալներ, սիլիկատային ապակի; հումք շատ մետաղների արտադրության մեջ,

սոսինձներ, ներկեր և այլն; ռադիոէլեկտրոնիկայի նյութեր և այլն: Սիլիցիումի ֆտորիդներ,

fluorosilicates, աղեր hydrofluorosilicic թթու H2SiF6. Երբ ջեռուցվում է

քայքայվել, օրինակ ՝ CaSiF6 = CaF2 + SiF4: Na, K, Rb, Cs և Ba աղերը դժվար են

լուծելի են ջրի մեջ և կազմում են բնորոշ բյուրեղներ, որոնք օգտագործվում են

քանակական և միկրոաքիմիական վերլուծություն: Առավել գործնական

ունի Na2SiF6 նատրիումի սիլիկոֆտորիդ (մասնավորապես ՝ արտադրության մեջ)

թթվակայուն ցեմենտներ, էմալներ և այլն): Na2SiF6- ի զգալի մասը

վերամշակված NaF- ին: Na2SiF6 ստացեք SiF4 պարունակող թափոններից

սուպերֆոսֆատային բույսեր: Սիլիցիումի ֆտորիդները ՝ Mg, Zn և Al, հեշտությամբ լուծվում են ջրում

(տեխնիկական անվանումը հեղուկ է) օգտագործվում են ջրամեկուսացման համար

շինաքար: Բոլոր K.- ն (ինչպես նաև H2SiF6) թունավոր են:

Դիմումներ

Նկար 1 Աջ և ձախ քվարց:

Նկար. 2 Silica հանքանյութեր:

Նկար. 3 Քվարց (կառուցվածք)