Цахиурыг хаана ашигладаг вэ? Цахиур: эмчилгээний зориулалттай шинж чанар, хэрэглээ. Цахиур бол барилгын материал

Мэдлэгийн баазад сайн бүтээлээ илгээх нь энгийн зүйл юм. Доорх маягтыг ашиглана уу

сайн ажил сайтад "\u003e

Графены эриний эхлэл

Нэмж дурдахад нүүрстөрөгч нь бага дулаан ялгаруулж, байж болох бага транзисторыг бий болгодог их хэмжээний тэднийг нэг орон зайд. Энэхүү чипийн анхны хэрэгсэл нь гар утсанд байх бөгөөд үүнийг радио хүлээн авагч болгон ашиглаж болох бөгөөд ингэснээр дохиог илгээх, хүлээн авах боломжтой ойлгомжтой мэдээлэл болгон хөрвүүлдэг. Графеныг материал болгон ашиглах талаар ярихад гардаг сөрөг хэсэг нь үйлдвэрлэлийн өртөг өндөр тул одоогоор богино хугацаанд арилжааны зориулалтаар ашиглах боломжгүй болгож байна.

Мэдлэгийн баазыг сурлага, ажилдаа ашиглаж буй оюутнууд, аспирантууд, залуу эрдэмтэд танд маш их талархах болно.

Http://www.allbest.ru/ дээр байрлуулсан

ОРОСЫН САЛБАРЫН ЯАМ

холбооны улсын төсвийн боловсролын байгууллага

мэргэжлийн дээд боловсрол

Санкт-Петербургийн улсын технологийн хүрээлэн

(техникийн их сургууль) "(SPbGTI (TU))

ДАРГЫН ҮНДСЭН УУЛЗАЛТ

UGS 240100.62

МЭРГЭЖЛИЙН Химийн технологи

ЧИГЛЭЛ Бодис, материалын хими

САХИЛГА Мэргэжлийн танилцуулга

СЭДВЭЭР: \u200b\u200bЦахиур, түүний шинж чанар, орчин үеийн электроникийн хэрэглээ

131-р бүлгийн 1-р курсын оюутны гүйцэтгэсэн

Жуковская Екатерина Олесевна

Ежовский Юрий Константинович

Санкт-Петербург 2013 он

Танилцуулга

1. Цахиур

2. Түүх

3. Нэрийн гарал үүсэл

4. Байгальд байх

5. Хүлээн авах

6. Физик шинж чанарууд

7. Электрофизикийн шинж чанарууд

8. Химийн шинж чанар

10. Програм

Ном зүй

Танилцуулга

Цахиур бол чухал элементүүдийн нэг юм. Вернадский алдарт бүтээлээ бичсэн: "Цахиургүйгээр ямар ч организм оршин тогтнохгүй" (1944). 9-р ангийн сурагчдад зориулсан химийн гарын авлагад (хэвлэлийн газар Минск: "Слово", 1977) "Цахиур" хэсэгт "... цахиур бол микроэлектрон төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд ашигладаг маш чухал хагас дамжуулагч материал -" микро схем "юм. нарны батерей үйлдвэрлэхэд ашигладаг, нарны эрчим хүчийг цахилгаан энерги болгон хувиргадаг. Үелэх системийн 104 элементийн дунд цахиур онцгой үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ бол пьезоэлектрик элемент юм. Энэ нь нэг төрлийн энергийг нөгөө хэлбэрт хувиргаж чаддаг. Механикыг цахилгаан, гэрэл дулаан болгон хувиргадаг. " Энэ бол сансрын болон дэлхий дээрх эрчим хүчний мэдээллийн солилцооны үндэс суурь болдог цахиур юм. Ширээнээс химийн найрлага Энэ дэлхийн хамгийн түгээмэл элемент бол хүчилтөрөгч - 47%, хоёрдугаарт цахиур - 29.5%, бусад элементийн агууламж бага байгаа нь харагдаж байна.

Электроникийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн үйлдвэрлэлийн хамгийн түгээмэл хагас дамжуулагч нь цахиур юм.

1. Цахиур

Цахиур бол 14-р атомын дугаартай Д.И.Менделеевийн химийн элементүүдийн үелэх системийн гуравдахь үеийн дөрөв дэх бүлгийн үндсэн дэд бүлгийн элемент юм.

Энгийн бодисын гадаад байдал

Аморф хэлбэрээр - хүрэн нунтаг, талст хэлбэрээр - хар саарал, бага зэрэг гялалздаг.

Атомын шинж чанарууд

Нэр, тэмдэг, дугаар: Цахиур / Silicium (Si), 14

Атомын масс (молийн масс) 28,0856 аму (г / моль)

Цахим тохиргоо: 3s2 3p2, холболт. 3s 3p3 (эрлийзжүүлэх)

Атомын радиус 132 нм

Химийн шинж чанар

Ковалентийн радиус 111 нм

Ионы радиус 42 (+ 4e) 271 (-4e) nm

Цахилгаан сөрөг байдал 1.90 (Полингийн хуваарь)

Электродын боломж 0

Исэлдэлтийн төлөв: +4, +2, 0, -4

Иончлолын энерги (эхний электрон) 786.0 (8.15) кДж / моль (eV)

Энгийн бодисын термодинамик шинж чанар

Нягт (хэвийн түвшинд) 2.33 г / см3

Хайлах цэг 1414.85 ° C (1688 K)

Ууршуулах температур 2349.85 ° C (2623 K)

50.6 кДж / молийн хайлшийн дулаан

Ууршилтын дулаан 383 кДж / моль

Молийн дулааны багтаамж 20.16 J / (K mol)

Молийн хэмжээ 12.1 см3 / моль

Энгийн бодисын болор тор

Сүлжээний бүтэц: куб, алмаазан

Сүлжээний параметрүүд: 5.4307 E

Дебейгийн температур 625 К

Бусад шинж чанарууд

Дулаан дамжуулалт (300 К) 149 Вт / (м К)

2. Түүх

Байгалийн цахиурын нэгдлүүд буюу цахиур (англи хэлний цахиур, франц, герман хэлний цахиур) - цахиурын давхар исэл (цахиур) - эрт дээр үеэс мэдэгдэж байсан. Эртний хүмүүс чулуулгийн болор буюу кварц, мөн үнэт чулууг сайн мэддэг байсан ба кварцыг өөр өнгөөр \u200b\u200bбудсан байдаг (ягаан болор, утаат кварц, халцедон, хризопраз, топаз, оникс гэх мэт) Бага ангийн цахиурыг 19-р зуунд л олж авдаг байсан. Шееле, Лавуазье, Дзви (Вольтагийн баганын тусламжтайгаар), Гей-Луссак, Тенард нар (химийн аргаар) цахиурыг задлах үүрэг хүлээжээ. Верцелиус цахиурыг задлахыг оролдож төмрийн нунтаг ба нүүрстэй хольж 1500 ° С хүртэл халааж, ферросиликон гаргаж авав. Зөвхөн 1823 онд гидрофторын хүчил, түүний дотор SiF4-ийн нэгдлүүдийг судлахдаа тэрээр цахиурын фторид ба калийн уурын харилцан үйлчлэлээр чөлөөт аморф цахиур ("цахиурын радикал") олж авсан. Гэгээн Клер-Девилл 1855 онд талст цахиур олж авсан.

3. Нэрийн гарал үүсэл

Цахиур буюу кизель (Kiesel, цахиур чулуу) нэрийг Берзелиус санал болгосон. Өмнө нь Томсон Англи, АНУ-д батлагдсан силикон (Цахиур) хэмээх нэрийг арматур (Бор) ба нүүрстөрөгч (Нүүрстөрөгч) -ийн жишгээр санал болгосон. Цахиур (Silicium) гэдэг үг нь цахиур (цахиур) -аас гаралтай; "а" төгсгөлийг 18-19-р зуунд батлав. газар нутгийг (Silica, Aluminia, Thoria, Terbia, Glucina, Cadmia, гэх мэт) томилох. Эргээд цахиур гэдэг үгийг латтай холбодог. Силекс (хүчтэй, цахиур чулуу).

Цахиурын орос нэр нь Хуучин Славян хэлний цахиур (чулууны нэр), кремик, бат бөх, кресмен, кресати (оч гаргаж авахын тулд бүсээр төмрөөр цохих) гэх мэт үгсээс гаралтай. 19-р зууны эхэн үеийн Оросын химийн уран зохиолд. цахиурын цахиур (Захаров, 1810), цахиур (Соловьев, Двигубский, 1824), цахиур чулуу (Страхов, 1825), цахиурлаг (Иовский, 1827), цахиур ба цахиурын нэрс байдаг (Гесс, 1831).

4. Байгальд байх

Ихэнх тохиолдолд цахиур нь цахиурын давхар исэл (IV) SiO2 (дэлхийн царцдасын массын 12%) дээр суурилсан нэгдлүүд хэлбэрээр олддог. Цахиурын давхар ислээс үүссэн гол эрдэс ба чулуулаг нь элс (гол ба кварц), кварц ба кварцит, цахиур чулуу, хээрийн жонш юм. Байгальд цахиурын нэгдлүүдийн хоёрдугаарт ордог бүлэг нь силикат ба алюмосиликат юм.

Цэвэр цахиурыг уугуул мужаас олох тухай тусгаарлагдсан баримтуудыг тэмдэглэв.

Цахиур нь ихэнх ашигт малтмал, хүдэрт байдаг. Дэлхийн олон оронд шаардлагатай кварцит ба кварцын элсний ордууд байдаг. Гэсэн хэдий ч, илүү ихийг олж авах чанартай бүтээгдэхүүн эсвэл ашигт ажиллагааны үзүүлэлтийг нэмэгдүүлэхийн тулд хамгийн их цахиурын агууламж бүхий түүхий эдийг (99% SiO2 хүртэл) ашиглах нь илүү ашигтай байдаг. Ийм баялаг ордууд нь нэн ховор бөгөөд дэлхийн өнцөг булан бүрт өрсөлдөж буй шилний үйлдвэрүүд идэвхтэй, удаан хугацаанд ашиглаж ирсэн. Гэхдээ сүүлийнх нь төмрийн хамгийн бага бохирдолтой байсан ч түүхий эдийг боловсруулах дургүй боловч ферро хайлш үйлдвэрлэхэд тийм ч чухал биш юм. Ерөнхийдөө дэлхий даяар цахиурын үйлдвэрлэлийг түүхий эдээр хангах нь өндөр гэж тооцогддог бөгөөд түүний өртөгт холбогдох зардлын эзлэх хувь нь ач холбогдолгүй (10% -иас бага) байна.

цахиурын аморф атом

5. Хүлээн авах

“Цагаан цахиурыг цахиурын давхар исэл болох магнийн хольцоор шохойжуулж авах боломжтой.

Энэ нь хүрэн нунтаг үүсгэдэг аморф цахиур».

Аж үйлдвэрийн салбарт техникийн агуулгатай цахиурыг босоо амны төрлийн хүдэр-дулааны зууханд 1800 ° C орчим температурт SiO2 хайлмалыг коксоор багасгаж гаргаж авдаг. Ийм аргаар олж авсан цахиурын цэвэршилт 99.9% (үндсэн хольц нь нүүрстөрөгч, металл) байдаг.

Цахиурыг хольцоос цаашид цэвэршүүлэх боломжтой.

Лабораторийн нөхцөлд цэвэрлэх ажлыг магнийн силицид Mg2Si-ийн урьдчилсан бэлтгэлээр хийж болно. Цаашилбал, хийн моносилан SiH4 -ийг давсны эсвэл цууны хүчил ашиглан магнийн силицидээс гаргаж авдаг. Моносиланыг шулуутгах, сорбцлох болон бусад аргаар цэвэршүүлж, дараа нь 1000 ° C температурт цахиур, устөрөгч болгон задална.

Аж үйлдвэрийн хэмжээнд цахиурыг цэвэршүүлэх ажлыг цахиурыг шууд хлоржуулах замаар гүйцэтгэдэг. Энэ тохиолдолд SiCl4 ба SiCl3H найрлагын нэгдлүүд үүсдэг. Эдгээр хлоридуудыг хольцоос янз бүрийн аргаар (ихэвчлэн нэрэх ба пропорциональ аргаар) цэвэршүүлж, эцсийн шатанд 900-аас 1100 ° С-ийн температурт цэвэр устөрөгчөөр багасгадаг.

Хямд, илүү цэвэр, илүү үр ашигтай үйлдвэрлэлийн цахиур цэвэрлэх технологийг боловсруулж байна. 2010 оны хувьд эдгээрт фтор (хлорын оронд) ашиглан цахиур цэвэрлэх технологиуд багтсан болно; цахиурын дутуу ислийг нэрэх технологи; хольц хоорондын зааг дээр төвлөрсөн хольцыг сийлэхэд суурилсан технологиуд.

Цахиурыг цэвэр хэлбэрээр олж авах аргыг Николай Николаевич Бекетов боловсруулсан.

Орос улсад техникийн цахиурыг ОК Русал Каменск-Уралский (Свердловск муж), Шелехов (Иркутск муж) дахь үйлдвэрүүдэд үйлдвэрлэдэг; Хлоридын технологийг ашиглан цэвэршүүлсэн цахиурыг Usolye-Sibirskoye дахь үйлдвэрт Nitol Solar групп үйлдвэрлэдэг.

6. Физик шинж чанарууд

Цахиурын болор бүтэц

Цахиурын болор тор нь куб хэлбэртэй, нүүрэн төвтэй, алмазан хэлбэртэй, параметр a \u003d 0.54307 нм (at өндөр даралт цахиурын бусад полиморфик өөрчлөлтүүдийг авсан), гэхдээ Si - Si атомуудын хоорондох бондын урт нь урттай харьцуулахад илүү урт байсан тул холбоосууд C - C цахиурын хатуулаг нь алмазынхаас хамаагүй бага юм. Цахиур нь эмзэг бөгөөд 800 ° С-ээс дээш халахад л уян хатан бодис болдог. Сонирхолтой нь цахиур нь хэт ягаан туяаны туяанд 1.1 мкм долгионы ил тод байдаг. Өөрийгөө төвлөрүүлэх цэнэг зөөгч - 5.81 · 1015 м? 3 (300 К температурт).

7. Электрофизикийн шинж чанарууд

Монокристал хэлбэрийн элементийн цахиур нь шууд бус завсрын хагас дамжуулагч юм. Хамтлагийн ялгаа өрөөний температур 1.12 эВ ба T \u003d 0 K үед 1.21 эВ байна. Хэвийн нөхцөлд цахиур дахь дотоод цэнэг зөөгчийн концентраци 1.5 × 1010 см орчим байна? 3.

Кристал цахиурын электрофизик шинж чанарт түүнд агуулагдах хольц ихээхэн нөлөөлдөг. Нүхний дамжуулалт бүхий цахиурын талстыг авахын тулд бор, хөнгөн цагаан, галлий, индий зэрэг III бүлгийн элементүүдийн атомыг цахиурт оруулдаг. Электрон дамжуулалттай цахиурын талстыг олж авахын тулд атомыг цахиурт оруулдаг v-р элементүүд фосфор, хүнцэл, сурьма зэрэг бүлгүүд.

Цахиур дээр суурилсан электрон төхөөрөмжийг бий болгохдоо материалын гадаргуугийн давхарга ихэвчлэн (хэдэн арван микрон хүртэл) оролцдог тул талст гадаргуугийн чанар нь цахиурын электрофизик шинж чанарт, улмаар бэлэн болсон төхөөрөмжийн шинж чанарт чухал нөлөө үзүүлдэг. Зарим төхөөрөмжүүд нь янз бүрийн химийн бодисуудтай цахиурын гадаргууг боловсруулах гэх мэт гадаргууг өөрчлөх техникийг ашигладаг.

Диэлектрик тогтмол: 12

Электрон хөдөлгөөн: 1200-1450 см2 / (V с).

Нүхний хөдөлгөөн: 500 см / (V с).

Хориотой хамтлаг 1.205-2.84 10 4 T

Электроны ашиглалтын хугацаа: 5 ns - 10 ms

Электроны чөлөөт зам: ойролцоогоор 0.1 см

Нүхгүй зам: ойролцоогоор 0.02 - 0.06 см

Бүх утгууд нь хэвийн нөхцөлд суурилдаг.

8. Химийн шинж чанар

Нүүрстөрөгчийн атомуудын нэгэн адил цахиурын атомууд нь орбиталуудын sp3-эрлийзжүүлэлтийн төлөвөөр тодорхойлогддог. Гибридизацитай холбогдуулан цэвэр талст цахиур нь алмааз хэлбэртэй тор үүсгэдэг бөгөөд цахиур нь тетравалент хэлбэртэй байдаг. Нийлмэл найрлагад цахиур нь ихэвчлэн +4 эсвэл -4 исэлдэлтийн түвшинтэй, дөрвөн валентлаг элемент хэлбэрээр илэрдэг. Хоёрдогч цахиурын нэгдлүүд байдаг, жишээлбэл, цахиурын исэл (II) - SiO.

Хэвийн нөхцөлд цахиур нь химийн идэвхгүй бөгөөд зөвхөн хийн фтортой идэвхтэй урвалд ордог тул дэгдэмхий цахиур тетрафторид SiF4 үүсгэдэг. Цахиурын энэхүү "идэвхгүй байдал" нь хүчилтөрөгч, агаар, ус (усны уур) -ын дор нэн даруй үүсдэг цахиурын давхар ислийн наносжсан давхаргаар гадаргууг идэвхгүйжүүлэхтэй холбоотой юм.

400-500 ° С-ээс дээш температурт халаахад цахиур хүчилтөрөгчтэй урвалд орж SiO2 диоксид үүсгэдэг бөгөөд энэ процесс нь гадаргуу дээрх давхар ислийн давхаргын зузааныг нэмэгдүүлж, исэлдэлтийн процессын хурд нь диоксидын хальсаар дамжин атомын хүчилтөрөгчийн тархалтаар хязгаарлагддаг.

400-500 ° С-ээс дээш температурт халаахад цахиур нь хлор, бром, иодтой урвалд орж, дэгдэмхий тетрахалид SiHal4 ба магадгүй илүү төвөгтэй найрлагатай галоидууд үүсгэдэг.

Цахиур нь устөрөгчтэй шууд харьцдаггүй, устөрөгчтэй цахиурын нэгдлүүд - SinH2n + 2 ерөнхий томъёо бүхий силануудыг шууд бусаар авдаг. Моносилан SiH4 (үүнийг ихэвчлэн силан гэж нэрлэдэг) нь металлын силикидууд хүчиллэг уусмалаар урвалд ороход ялгардаг, жишээлбэл:

Энэ урвалаар үүссэн силан SiH4 нь бусад силануудын хольцыг агуулдаг, тухайлбал, дизилан Si2H6 ба трисилан Si3H8, үүнд дан бондоор холбогдсон цахиурын атомын гинж байдаг (--Si - Si - Si--).

Азотын хувьд цахиур нь ойролцоогоор 1000 0С-ийн температурт Si3N4 нитрид, борын хамт SiB3, SiB6, SiB12 гэх мэт дулааны ба химийн тэсвэртэй борид үүсгэдэг.

1000 ° C-аас дээш температурт та цахиурын нэгдэл ба үечилсэн хүснэгтийн дагуу нүүрстөрөгч - цахиурын карбид SiC (карборунд) -ын дагуу хамгийн ойр аналогийг авах боломжтой бөгөөд энэ нь өндөр хатуулаг, химийн идэвхжил багатай байдаг. Карборунд нь зүлгүүрийн зориулалтаар өргөн хэрэглэгддэг. Үүний зэрэгцээ, сонирхолтой нь, цахиурын хайлмал (1415 ° C) нь нүүрстөрөгчтэй изостатик аргаар шахаж, нягт ууссан нарийн ширхэгтэй графитын том ширхэг хэлбэрээр удаан хугацааны туршид холбоо барьж чаддаг.

4-р бүлгийн суурь элементүүд (Ge, Sn, Pb) нь бусад ихэнх металлын нэгэн адил цахиурт маш сайн уусдаг. Цахиурыг металлаар халаахад цахиур үүсгэж болно. Силицидийг ион-ковалент (шүлт, шүлтлэг газрын метал ба магнийн Ca2Si, Mg2Si гэх мэт цахиурууд) ба метал хэлбэртэй (шилжилтийн металлын силикидууд) гэж хоёр бүлэгт хувааж болно. Идэвхтэй металлын силикид нь хүчлийн үйлчлэлд задардаг, шилжилтийн металлын силикид нь химийн хувьд тогтвортой бөгөөд хүчлийн үйлчлэлд задардаггүй. Металлтай төстэй силикидууд өндөр хайлах цэгүүдтэй (2000 ° C хүртэл). Ихэнх тохиолдолд MeSi, Me3Si2, Me2Si3, Me5Si3, MeSi2 найрлагын метал хэлбэртэй силикидууд үүсдэг. Металлтай төстэй цахиурууд нь химийн хувьд идэвхгүй бөгөөд өндөр температурт ч хүчилтөрөгчийн тэсвэртэй байдаг.

Цахиур нь төмрөөр эвтектик хольц үүсгэдэг тул эдгээр материалыг хайлуулж (хайлуулж) төмөр ба цахиурын хайлах температураас мэдэгдэхүйц бага температурт ферросиликон керамик үүсгэх боломжийг олгодог гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

1200С-ээс дээш температурт SiO2-ийг цахиураар бууруулахад цахиурын исэл (II) - SiO үүсдэг. Энэ процессыг цахиурын хамгийн бага бохирдуулагч материал болох цахиурын давхар исэл бүхий савыг ашигладаг тул чиглүүлж талстжуулах аргыг ашиглан цахиурын талстыг үйлдвэрлэх явцад байнга ажиглагддаг.

Цахиур нь цахиурын атомыг хүчилтөрөгчийн атомууд болох OO-г холбосноор урт гинжээр холбогддог органик цахиурын нэгдлүүд үүсдэг ба цахиурын атом тус бүрт хоёр О атомаас гадна хоёр органик радикал R1 ба R2 \u003d CH3, C2H5, C6H5, CH2CH2CF3 гэх мэт.

Гидрофлуорит ба азотын хүчлүүдийн холимогийг цахиур сийлэхэд хамгийн өргөн ашигладаг. Зарим тусгай эфирт хромын ангидрид болон бусад бодисын нэмэлт орно. Сийлбэрлэх үед хүчил ялгах уусмал хурдан буцалгах цэг хүртэл халдаг бол сийлбэрийн хэмжээ олон дахин нэмэгддэг.

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

SiO2 + 4HF \u003d SiF4 + 2H2O

3SiF4 + 3H2O \u003d 2H2SiF6 + vH2SiO3

Цахиурыг сийлэхэд шүлтийн усан уусмалыг ашиглаж болно. Шүлтлэг уусмал дахь цахиурыг сийлбэрлэх нь 60 ° С-аас дээш температурт уусмалаас эхэлдэг.

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

K2SiO3 + 2H2O-H2SiO3 + 2KOH

9. Хүний биед агуулагдах цахиур

Си бол хүний \u200b\u200bбиед зайлшгүй шаардлагатай микроэлемент юм. Хүний биед цахиурын гол үүрэг бол химийн урвалд оролцдог бөгөөд түүний мөн чанар нь бие махбодийн эслэг эд эсийн (коллаген ба эластин) дэд хэсгүүдийг хооронд нь холбож өгдөг тул хүч чадал, уян хатан чанарыг өгдөг. Тэрээр мөн ясны эрдэсжилтийн процесст шууд оролцдог. Энэ нь уушги, бөөрний дээд булчирхай, гуурсан хоолой, яс, шөрмөс зэрэг олон эрхтэн, эд эсэд агуулагддаг бөгөөд энэ нь түүний био нийцэмж нэмэгдэж байгааг илтгэнэ.Цахиурын бас нэг чухал үүрэг бол хүний \u200b\u200bбие махбод дахь бодисын солилцоог хэвийн хэмжээнд байлгах явдал юм. Илүү нарийвчлалтай, хэрэв цахиур хангалттай биш бол бусад 70 орчим элементийг биед шингээдэггүй. Цахиур нь хортой бичил биетэн ба вирусыг шингээдэг коллоид системийг бий болгож, бие махбодийг ариусгадаг. Хүн өдөрт дор хаяж 10 миллиграмм цахиур хэрэгтэй. Цахиурыг биед цахиур агуулсан ус, зарим ургамлыг идэх гэсэн хоёр аргаар хүргэх боломжтой бөгөөд хоол хүнсээр хүний \u200b\u200bбиед өдөрт 1 гр хүртэл Си нийлүүлдэг тул энэ элементийн дутагдал нь ясны эдийг сулруулж, халдварт өвчин үүсгэдэг.

Өргөн дэлгэрсэн эмийн шинж чанар цахиурын ус. Цахиурын ус нь бие махбод дахь энэхүү амин чухал бодисын концентрацийг нөхөх энгийн хэрэгсэл юм. Цахиураар баялаг байгалийн нэг эх үүсвэр бол цэнхэр, эмийн, хүнсний шавар юм.

10. Програм

Анагаах ухаанд хэрэглэх:

Анагаах ухаанд цахиурыг эмнэлгийн технологийн бүрхүүл болгон ашигладаг силикон, өндөр молекулын идэвхгүй нэгдлүүдэд ашигладаг. Сүүлийн жилүүдэд хүнсний нэмэлт тэжээлүүд ба эм, цахиураар баяжуулсан, ясны сийрэгжилт, атеросклероз, хумс, үс, арьсны өвчнөөс урьдчилан сэргийлэх, эмчлэхэд ашигладаг.

Барилга, хөнгөн үйлдвэрийн салбарт ашиглах:

Цахиурын нэгдлүүдийг өндөр технологийн салбарт болон өдөр тутмын амьдралд өргөн ашигладаг. Цахиур ба байгалийн силикатууд нь шил, керамик, шаазан, цемент, бетонон эдлэл, зүлгүүрийн материал үйлдвэрлэхэд урьдал байдаг. Цахиурын давхар ислийг олон тооны найрлагатай хослуулан шилэн кабелийн үйлдвэрлэлд ашигладаг. Гялтгануур, асбестыг цахилгаан ба дулаан тусгаарлах материал болгон ашигладаг.

Полимерээр өөрчлөгдсөн шүрших бетон нь хонгил гаргахад хэмнэлттэй материал юм. Силиконууд нь чийг, хортой химийн бодисын эвдрэлээс сэргийлдэг. Силикон тархалтад суурилсан дээврийн бүрхүүл нь зоримог дизайны санаануудыг гаргах боломжийг олгодог бөгөөд гайхалтай техникийн шинж чанартай байдаг. Кополимерийн тархалт нь өндөр чанарын HVAC чигжээсийн хувьд наалдац, уян хатан байдлын тэнцвэрийг хангаж өгдөг.

Силикон нь арьс шир, нэхмэл эдлэлийг боловсруулж, эцсийн бүтээгдэхүүнийг хамгаалах, үйлдвэрлэлийн процессыг оновчтой болгоход маш сайн нөлөөтэй.

Төрөл бүрийн силикон нэгдлүүд нь бүх төрлийн цэвэрлэгээний бодисын эсрэг хөөсөнцөр шиг тохиромжтой байдаг.

Цахиур дээр суурилсан тархалт нь үр дүнтэй шингээлтийг хангаж, шингээгч үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Силиконуудыг бүрээсний доор, дамжуулалт, цахилгаан хэрэгсэл, цахилгаан систем, автомашины салон, биеийн давхаргаар олж болно. Өндөр температурт ч гэсэн цахиур нь түрэмгий бодисоос хамгаалдаг, эсвэл гүүр, чичиргээний хаалт, дамжуулагч эсвэл тусгаарлагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ бүхэн нь зөвхөн цахиур агуулсан полимерүүд нь гайхалтай өргөн хүрээний ашигтай шинж чанартай байдаг тул л боломжтой юм.

Наалдамхай ба чигжээс нь олон чухал салбарын чухал бүтээгдэхүүн юм. Цахиур нь үйлдвэрлэлийн янз бүрийн хэрэглээнд хэрэглэгддэг бөгөөд цаас, сав баглаа боодол, модон болон шалны цавуунаас эхлээд автомашин, салхины эрчим хүчний салбарт ашиглагддаг.

Хүнд үйлдвэрлэлийн хэрэглээ:

Цахиурыг нарны батерейгаас эхлээд компьютерын процессор хүртэлх бүхэл бүтэн хагас дамжуулагчийн үндэс болгон ашиглах нь "сонсогдож" байгаа тул энэ материал нь ихэнх "өндөр технологийн" үндэс суурь болно. Өндөр цэвэршилттэй хагас дамжуулагч цахиурын дэлхийн үйлдвэрлэлийн тоннын хэмжээ хэдэн арван жилийн турш жилд дунджаар 20% хүртэл өсч байгаа бөгөөд бусад ховор металлын дунд аналоги байхгүй байна.

Өндөр цэвэршилттэй цахиурыг хагас дамжуулагчийн технологид, техникийн цэвэршилттэй (96-99% Si) төмөрлөг, өнгөт металлургид өнгөт хайлш (силумин гэх мэт), хайлш (цахилгаан тоног төхөөрөмжид ашигладаг цахиурын ган ба хайлш) үйлдвэрлэхэд ашигладаг. ган ба хайлш (хүчилтөрөгчийг зайлуулах), силицид үйлдвэрлэх гэх мэт.

Аж үйлдвэрийн салбарт SiO2 хайлмалыг коксоор 1800 градус орчим температурт уурхай хэлбэрийн хүдэр-дулааны зууханд багасгах замаар техникийн цэвэршилтийн цахиурыг гаргаж авдаг. Ийм аргаар олж авсан цахиурын цэвэр байдал 99.9% (үндсэн хольц нь нүүрстөрөгч, металл) байдаг.

Химийн үйлдвэрт цэвэр цахиур ба түүний нэгдлүүдийн хэрэглээ хурдацтай өсч байна (жилд өсөлтийн 8 орчим хувь). Сүүлийн хэдэн арван жилд хөгжингүй орнууд хуванцар, будаг, лак, тослох материал үйлдвэрлэхэд ашигладаг олон төрлийн силикон (цахиурын органик) материал үйлдвэрлэх технологийг эрчимтэй боловсруулж байна.

Гэсэн хэдий ч дэлхий дээрх цахиурын хэрэглээний ихэнх нь (бараг 80%) уламжлалт хэвээр байгаа бөгөөд энэ нь олон төрлийн тусгай ган (цахилгаан, халуунд тэсвэртэй) ба төрөл бүрийн хайлш (силумин гэх мэт) үйлдвэрлэх мастер хайлш юм. Цахиур, түүний хайлшийн нэлээд хэсэг нь хар төмөрлөгт гангийн маш үр дүнтэй исэлдүүлэгч бодис болгон ашигладаг.

Ферро хайлш болон бусад цахиурын хайлшийг хар төмөрлөгт голчлон ашигладаг. Эдгээр нь хямд бөгөөд технологийн хувьд илүү дэвшилтэт бөгөөд төмрийн агууламж (зарим тохиолдолд хөнгөн цагаан) тийм ч чухал биш юм. Цахилгаан гангийн найрлага нь дүрмийн дагуу 3.8-4.2% цахиур агуулдаг тул дэлхийн зөвхөн эдгээр ган үйлдвэрүүд жилд 0.5 сая гаруй тонн цахиурыг мастер хайлшаар ашигладаг. Ферросиликон (силикомарганец ба нарийн төвөгтэй найрлагыг багтаасан) өөр нэг чухал хэрэглээ бол гангийн хувьд үр дүнтэй бөгөөд харьцангуй хямд исэлдүүлэгч бодис юм.

Өнгөт металлурги (ба химийн үйлдвэр) -д металлын магни илүү өргөн хэрэглэгддэг. Энэ нь хатуурсан хөнгөн цагаан (силумин) ба магнийн хайлшийн мастер хайлш болох хамгийн агуу програмыг олдог.

Цахиур нь зүлгүүрийн ба карбидын бүтээгдэхүүн, багаж хэрэгслийг үйлдвэрлэхэд зарим хэрэглээг (цахиурын карбид ба нарийн төвөгтэй найрлага гэх мэт) олдог.

Эрчим хүч, цахилгаан, электроникийн хэрэглээ:

Цахиурын цахилгаан дамжуулах чанар ба тусгаарлагч чанар, уян хатан байдал гэх мэт давхар шинж чанарууд нь гэрэлтүүлгийн хэрэгсэл, конденсатор, тусгаарлагч, чипс, диэлектрик зэрэг бүтээгдэхүүний бүх шугамыг цахиур ашиглах боломжийг олгодог. Тиймээс цахиур нь шороо, чийг, цацраг эсвэл дулаан гэх мэт бүх төрлийн гадны нөлөөнөөс тусгаарладаг.

Хэрэглээний электроник ба хэмжилтийн мэдрэгчийн хувьд силиконууд нь цахилгаан ба мэдрэмтгий электрон тоног төхөөрөмжийн найдвартай, аюулгүй байдлыг хангаж өгдөг. Эдгээрийг автомашины үйлдвэрлэл, хөнгөн үйлдвэр, хагас дамжуулагч үйлдвэр ба оптоэлектроникт ашиглахаас гадна багаж хэрэгсэл, хяналт, гэрэлтүүлгийн технологид ашигладаг.

Резистор ба конденсаторуудад метил силикон давирхай нь хүчдэл нэмэгдэх үед гал гарахаас урьдчилан сэргийлэх үр дүнтэй бүрхүүл болдог.

Тусгаарлагч, кабель, трансформаторуудад пирогеник цахиур нь өрөөний температураас 1000 ° С хүртэл температурын өргөн хүрээнд маш сайн дулаан тусгаарлагчтай байдаг.

Орчин үеийн, ирээдүйтэй мэдээллийн технологиуд (компьютер, цахилгаан бараа, харилцаа холбоо гэх мэт) нь хагас дамжуулагч цахиурын хэрэглээнд суурилсан болно. Одоо хамгийн эрэлт хэрэгцээтэй байгаа нь хагас боловсруулсан бүтээгдэхүүн юм - 300 мм-ийн диаметртэй нарийвчлалтай (өнгөлсөн) цахиурын ялтсууд, үүн дээр үндэслэн хамгийн орчин үеийн бичил схемийг бий болгодог (элементийн хэмжээ 0.065 микрон хүртэл).

Цахиурыг нисэхийн салбарт ашиглаж байгаа нь өндөр чанарын нарны зай хураагуураар эрчим хүч гаргаж авахаас гадна нарийн төвөгтэй бичил схемийн субстрат болж, хөлөг онгоцны их биеийг гадны нөлөөллөөс хамгаалах чадвартай холбоотой юм.

Цахиур (c-Si) нь өнөө үед болон ойрын ирээдүйд янз бүрийн хэлбэрээр (талст, поликристал, аморф) микроэлектроникийн гол материал хэвээр байх болно. Энэ нь хэд хэдэн өвөрмөц физик, химийн шинж чанартай холбоотой тул дараахь зүйлийг ялгаж салгаж болно.

1. Анхны материал болох цахиур нь хямд бөгөөд хямд бөгөөд үйлдвэрлэх, цэвэршүүлэх, боловсруулах, хайлшлах технологийг боловсронгуй болгосон бөгөөд энэ нь хийцтэй хийцүүдийн өндөр түвшний болорлографик төгс байдлыг хангаж өгдөг. Цахиур нь энэ үзүүлэлтээр гангаас хамаагүй илүү гэдгийг онцгойлон тэмдэглэх нь зүйтэй.

2. Цахиур нь сайн механик шинж чанартай байдаг. Янг модулийн хувьд цахиур нь зэвэрдэггүй ган руу ойртож, кварц болон төрөл бүрийн шилнээс хамаагүй давуу юм. Хатуулгийн хувьд цахиур нь кварцтай ойролцоо бөгөөд төмрөөс бараг хоёр дахин хатуу байдаг. Цахиурын дан талстууд нь зэвэрдэггүй гангаас гурав дахин их гарцтай байдаг. Гэсэн хэдий ч хэв гажилтын үед хэмжээ нь мэдэгдэхүйц өөрчлөгдөхгүйгээр нурдаг бол металлууд ихэвчлэн хуванцар деформацид ордог. Цахиурыг устгах шалтгаан нь цахиурын дан талстын гадаргуу дээр байрлах болор торны бүтцийн гажигтай холбоотой юм.

Хагас дамжуулагч үйлдвэр нь цахиурын гадаргууг чанарын өндөр түвшинд боловсруулах асуудлыг амжилттай шийдэж байгаа тул ихэвчлэн цахиурын механик бүрэлдэхүүн хэсгүүд (жишээлбэл, даралт мэдрэгчийн уян элементүүд) гангаас илүү бат бөх байдаг.

Цахиурын төхөөрөмж үйлдвэрлэх микроэлектроник технологи нь ион тарих буюу допант атомын дулааны диффузийн нөлөөгөөр үүссэн нимгэн давхаргыг ашиглахад суурилдаг бөгөөд энэ нь металлын цахиурын гадаргуу дээр вакуум тунгаах аргуудтай хослуулан бүтээгдэхүүнийг жижигрүүлэх зорилгоор ашиглахад маш тохиромжтой болжээ.

Цахиурын микроэлектроник төхөөрөмжүүдийг группын технологийг ашиглан үйлдвэрлэдэг. Энэ нь үйлдвэрлэлийн бүх процессыг бүхэлд нь хэдэн зуун ширхэг талст ("чипс") агуулсан бүхэл бүтэн цахиурын ялтсанд хийдэг гэсэн үг юм. Зөвхөн үйлдвэрлэлийн сүүлийн шатанд хавтанг талст болгон хувааж, дараа нь тусдаа төхөөрөмжийг угсрахад ашигладаг бөгөөд энэ нь эцэст нь тэдний зардлыг эрс бууруулдаг.

Цахиурын төхөөрөмжүүдийн бүтцийн хэмжээ, хэлбэрийг хуулбарлахын тулд фотолитографийн аргыг ашигладаг бөгөөд энэ нь үйлдвэрлэлийн өндөр нарийвчлалыг баталгаажуулдаг.

Мэдрэгч үйлдвэрлэхэд цахиур нь янз бүрийн төрлийн нөлөөлөлд хариу үйлдэл үзүүлэх чадвар нь ялангуяа механик, дулааны, соронзон, химийн ба цахилгаан эрчим хүчний чухал ач холбогдолтой юм. Цахиурын хэрэглээний олон талт байдал нь мэдрэгчийн өртөгийг бууруулж, тэдгээрийн үйлдвэрлэлийн технологийг нэгтгэхэд тусалдаг. Мэдрэгчийн хувьд цахиур нь хувиргагч үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд гол зорилго нь хэмжсэн физик эсвэл химийн нөлөөг цахилгаан дохио болгон хувиргах явдал юм. Мэдрэгчийн цахиурын функц нь ердийн интеграл схемээс хамаагүй өргөн байдаг. Энэ нь цахиурын мэдрэмтгий элементүүдийг үйлдвэрлэх технологийн зарим онцлог шинж чанарыг тодорхойлдог.

Ном зүй

1. Химийн нэвтэрхий толь бичиг: 5 боть. / Редакцийн зөвлөл: I.L.Nunyants (ерөнхий редактор). - Москва: Зөвлөлтийн нэвтэрхий толь бичиг, 1990. - T. 2. - P. 508 .-- 671 х. - 100,000 хувь

2. Ж.П. Райли ба Скирроу Г.Химийн далайн судалгаа V. 1, 1965

3. Горячегорскийн массивын иолит дахь металлын цахиур, Энгийн chondrites-ийн петрологи.

4. Глинка Н.Л. Ерөнхий хими. - 24-р хэвлэл, Илч. - Л.: Хими, 1985. - S. 492. - 702 х.

5. R Smith., Хагас дамжуулагч: Per. англи хэлнээс. - М.: Мир, 1982. - 560 х., Ил.

6. Пахомова Т.Б., Александрова Е.А., Симанова С.А. Цахиур: Судалгааны гарын авлага. - SPb.: SPbGTI (TU), 2003. - 24х.

7. Zi S., Хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүдийн физик: 2 номонд. Ном. 1. Per. англи хэлнээс. - М .: Мир, 1984. - 456 х., Илл.

8. Коледов Л.А. Микросхем, микропроцессор ба микроэлементийн технологи ба зураг төсөл: сурах бичиг // 2-р хэвлэл, Илч. нэмж оруулаарай. - SPb .: Хэвлэлийн газар "Лан", 2007 он.

9. Самсонов. Г.В.Силицид ба түүний технологид ашиглах. - Киев, Украйны SSR-ийн Шинжлэх ухааны академийн хэвлэлийн газар, 1959. - 204 х. Зураг дээрээс

Allbest.ru дээр байрлуулсан

...

Ижил төстэй баримтууд

Цахиурын атомын бүтэц, химийн болон физик шинж чанарууд. Байгалийн силикат ба цахиурын тархалт, аж үйлдвэрт кварцын талст ашиглах. Хагас дамжуулагч технологид зориулж цэвэр, маш цэвэр цахиур олж авах арга.

хураангуйг 2014.12.25-нд нэмсэн


Дэлхийн царцдасын хамгийн түгээмэл (хүчилтөрөгчийн дараа) хоёр дахь элемент. Энгийн бодис ба цахиурын элемент. Цахиурын нэгдлүүд. Цахиурын нэгдлүүдийн хэрэглээ. Цахиурын органик нэгдлүүд. Цахиурын амьдрал.

хураангуйг 2007/08/14 дээр нэмсэн


Дэлхийн царцдасын тархалтын хувьд цахиур нь хүчилтөрөгчийн дараа ордог. Металл цахиур ба түүний нэгдлүүд нь технологийн янз бүрийн салбарт хэрэглэгддэг. Ган, өнгөт металлын төрөл бүрийн үйлдвэрлэлийн хайлшийн нэмэлт хэлбэрээр.

хугацаат цаас, 2009 оны 4-р сарын 01-ний өдөр нэмсэн


Цахиур бол Д.И.-ийн химийн элементүүдийн үечилсэн системийн гуравдахь үеийн дөрөв дэх бүлгийн үндсэн дэд бүлгийн элемент юм. Менделеев; байгалийн тархалт. Цахиурын исэлд суурилсан ашигт малтмалын төрөл зүйл. Цахиурын нэгдлүүдийн хэрэглээ; шил.

танилцуулга 2011.05.16-ны өдөр нэмэгдсэн


Энгийн бодисын химийн шинж чанар. Нүүрстөрөгч ба цахиурын талаархи ерөнхий мэдээлэл. Нүүрстөрөгчийн химийн нэгдлүүд, түүний хүчилтөрөгч ба азот агуулсан деривативууд. Карбид, усанд уусдаг, уусдаггүй хүчилд шингэлнэ. Цахиурын хүчилтөрөгчийн нэгдлүүд.

хийсвэр, 2010 оны 10-р сарын 07-ны өдөр нэмсэн


III бүлгийн үндсэн дэд бүлгийн элементүүдийн физик шинж чанарууд. Хөнгөн цагаан, борын ерөнхий шинж чанарууд. Байгалийн органик бус нэгдлүүд нүүрстөрөгч. Цахиурын химийн шинж чанарууд. Нүүрстөрөгчийн метал, металл бус, устай харилцан үйлчлэлцэх байдал. Ислийн шинж чанарууд.

танилцуулга 2017/09/09 дээр нэмсэн


Цахиурыг шууд азотжуулах. Уурыг хуримтлуулах үйл явц. Плазм-химийн тунадас ба реактив цацах. Цахиурын нитридын нимгэн хальсны бүтэц. Хадгалагдсан цахиурын нитридын давхаргын найрлага, бүтэц, морфологид субстратын гадаргуугийн нөлөө.

хугацаат цаас, 2014 оны 12-р сарын 12-ны өдөр нэмсэн


Цахиур-никелийн хайлш, тэдгээрийн шинж чанар, үйлдвэрлэлийн хэрэглээ. Хатуу металлын уусмалын шинж чанарын термодинамикийн загварчлал. "Тогтмол" шийдлүүдийн онол. Интерметалл формацийн термодинамик функцууд. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн үйл ажиллагааны тооцоо.

диссертаци, 2011 оны 3-р сарын 13-нд нэмсэн


Цахиур үйлдвэрлэхэд ашигладаг хүдэр хайлуулах зуухны тойм. Цахиур үйлдвэрлэхэд ашигладаг түүхий эд, нүүрстөрөгчийн бууруулагч бодисын химийн найрлагыг ачааллын хүчин зүйлийг харгалзан молийн хэмжээгээр химийн элементэд шилжүүлэх.

2015 оны 4-р сарын 12-ны өдөр нэмсэн


Фосфорыг нээсэн түүх. Байгалийн нэгдлүүд, байгалийн фосфорын тархалт ба түүний үйлдвэрлэл. Химийн шинж чанар, электрон тохиргоо ба фосфорын атомын сэтгэлийн хөөрөлд шилжих шилжилт. Хүчилтөрөгч, галоген, хүхэр, металлын харилцан үйлчлэл.

Ерөнхий ба мэргэжлийн боловсролын яам

Новосибирск улсын техникийн

их сургууль.

Органик хими дээр RGR.

"СИЛИКОН"

Багш: EM

Бүлэг: EM-012

Дууссан: Данилов И.В.

Багш: Шевницына Л.В.

Новосибирск, 2001 он

Цахиур (Латин Silicium), Si, IV бүлгийн химийн элемент

менделеевийн системүүд; атомын дугаар 14, атомын масс 28.086. Байгальд

элементийг гурван тогтвортой изотопоор төлөөлдөг: 28Si (92.27%), 29Si

(4.68%) ба 30Si (3.05%) байна.

Амьд организм дахь цахиур.

Бие дэх цахиур нь янз бүрийн нэгдэл хэлбэртэй байдаг

ихэвчлэн ясны хатуу хэсэг, эд эсийг үүсгэдэг. Онцгой

маш их K. зарим далайн ургамал хуримтлуулж чаддаг (жишээлбэл, диатомууд)

замаг) ба амьтад (жишээлбэл, цахиурын хөвөн, радиоларианууд),

далайн ёроолд мөхөж, цахиурын давхар ислийн хүчтэй ордуудыг үүсгэдэг. IN

хүйтэн тэнгис, нууруудад К.-ээр баяжуулсан биогенийн зэс давамгайлдаг

халуун орны тэнгисүүд - намхан K. бүхий кальцлаг ширхгүүд

олон ургамал K. өвс, хяр, дал мод, гэзэг хуримтлуулдаг. Сээр нуруутан амьтдад

хамгийн их хэмжээний К. холбогч эд, бөөр,

нойр булчирхай. Хүний өдөр тутмын хоолны дэглэм нь 1 гр хүртэл K. агуулдаг

хүн ба өвчин үүсгэдэг - Силикоз (Латин силиксээс -

цахиур чулуу), тоосыг удаан хугацаанд амьсгалснаас үүссэн хүний \u200b\u200bөвчин,

өвчин. Энэ нь уул уурхай, шаазан,

төмөрлөг, машин үйлдвэрлэлийн салбарууд. S. - хамгийн их

пневмокониозын бүлгийн таагүй өвчин; илүү

бусад өвчинтэй хамт сүрьеэгийн процесст нэгдэхийг тэмдэглэв

(силикотуберкулез гэж нэрлэдэг) ба бусад хүндрэлүүд.

Нээлтийн түүх ба ашиглалт.

Түүхийн лавлагаа. Дэлхий дээр өргөн тархсан K. нэгдлүүд

хүнд чулуун зэвсгийн үеэс мэдэгдэж байсан. Хөдөлмөрлөхөд чулуун хэрэгсэл ашиглах

ан агнуур хэдэн мянган жилийн турш үргэлжилсэн. К-ийн хэрэглээ.

боловсруулалт, шилэн эдлэлтэй холбоотой 3000 орчим эхэлсэн

мЭӨ он жилүүд д. (Эртний Египтэд). Хамгийн эртний мэдэгдэж байсан нэгдэл бол К.

siO2 диоксид (цахиурын давхар исэл). 18-р зуунд. цахиурыг энгийн бие гэж үздэг байсан ба

"газар" -тай холбоотой (энэ нь түүний нэрэнд тусгагдсан). Найрлагын нарийн төвөгтэй байдал

цахиурыг I. Я.Берзелиус байгуулсан. Анх удаа үнэгүй цахиур

1811 онд Францын эрдэмтэн Ж.Гей-Люссак, О.Тенард нар олж авсан. IN

1825 онд Шведийн минерологич, химич Йенс Якоб Берзелиус аморф авсан

цахиур. Браун аморф цахиурын нунтагыг багасгах замаар гаргаж авсан

тетрафторын хийн цахиурын калийн металл:

SiF4 + 4K \u003d Si + 4KF

Дараа нь цахиурын талст хэлбэрийг олж авсан. Дахин талсжих замаар

хайлмал металлын цахиурыг саарал хатуу хэлбэрээр гаргаж авсан боловч

металл гялбаа бүхий эмзэг талстууд. Орос нэрийг арилгах

цахиурыг Г.И.Гесс 1834 онд ашиглаж эхэлсэн.

Байгалийн тархалт.

Хүчилтөрөгчийн дараа цахиур бол дэлхий дээрх хамгийн их элемент (27.6%) юм.

Энэ бол ихэнх ашигт малтмал, чулуулагт байдаг элемент юм.

дэлхийн царцдасын хатуу бүрхүүлийг бүрдүүлдэг. Дэлхийн царцдаст К. мөн адил тоглодог

амьтан, ургамлын ертөнцөд нүүрстөрөгчийн үндсэн үүрэг. Учир нь

k.-ийн геохими нь хүчилтөрөгчтэй хүчтэй холбоо тогтооход нэн чухал юм. Ихэнх

өргөн тархсан цахиурын нэгдлүүд - цахиурын исэл SiO2 ба

силикат гэж нэрлэгддэг цахиурын хүчлийн деривативууд. Цахиурын (IV) исэл

кварцын эрдэс (цахиур, цахиур чулуу) хэлбэрээр тохиолддог. Үүнээс байгальд

бүхэл бүтэн уулс овоолжээ. 40 тонн жинтэй маш том хэмжээтэй,

кварцын талстууд. Энгийн элс нь бохирдсон нарийн кварцаас бүрдэнэ

янз бүрийн хольц. Дэлхийн элсний жилийн хэрэглээ 300 хүрдэг

сая тонн.

Силикатуудаас алюмосиликатууд (каолин)

Al2O3 * 2SiO2 * 2H2O, асбест CaO * 3MgO * 4SiO2, ортоклаз K2O * Al2O3 * 6SiO2 гэх мэт).

Хэрэв цахиур, хөнгөн цагааны исэлээс гадна эрдэс нь исэл агуулдаг

натри, кали, кальци, эрдэс бодисыг хээрийн жонш (цагаан) гэж нэрлэдэг

гялтгануур гэх мэт). Хээрийн жонш нь мэдэгдэж байгаа зүйлийн тал орчим хувийг эзэлдэг

силикатын мөн чанар. Чулуулаг боржин ба гнейсд кварц, гялтгануур,

хээрийн жонш.

Ургамал, амьтны аймагт цахиур нь ач холбогдолгүй хэмжээгээр багтдаг

эдгээр ургамлын ишний бат бэх чанар нэмэгдсэн болохыг тайлбарлаж өгдөг. Шилэн бүрхүүл,

хөвөн, өндөг, шувууны өд, амьтны үс, үс, шилэн

нүдэнд бас цахиур байдаг.

Усан онгоцоор хүргэгдсэн сарны хөрсний дээжийн шинжилгээг харуулав

цахиурын исэл 40-өөс дээш хувьтай байх. Чулуун хэсэг

солир, цахиурын агууламж 20 хувьд хүрдэг.

Атомын бүтэц ба үндсэн химийн ба физик. Ариун арал.

K. нь метал гялбаа бүхий хар саарал талстыг үүсгэдэг

a \u003d 5.431E цэг бүхий очир алмааз хэлбэртэй нүүр царай төвтэй тор,

2.33 г / см3 нягттай. Маш өндөр даралтын үед шинэ (

зургаан өнцөгт хэлбэртэй) 2.55 г / см3 нягттай өөрчлөлт. K. хайлдаг

1417 ° C-д 2600 ° C-д буцалгана. Тодорхой дулаан (20-100 ° С-т) 800

j / (kgChK), эсвэл 0.191 кал / (гЧрад); хамгийн цэвэрхэн ч гэсэн дулаан дамжуулалт

дээж нь тогтмол биш бөгөөд (25 ° C) 84-126 W / (mChK), эсвэл

0.20-0.30 кал / / смChsecChgrad). Шугаман тэлэлтийн температурын коэффициент

2.33X10-6 K-1; 120K-аас доош бол сөрөг болж хувирдаг. K. нь ил тод байдаг

урт долгионы хэт улаан туяа; хугарлын илтгэгч (l \u003d 6 микрон) 3.42;

диэлектрик тогтмол 11.7. K. диаметик, атомын соронзон

мэдрэмтгий байдал -0.13 × 10-6. Хатуулаг K. Mohs 7.0, Brinell 2.4

Гн / м2 (240 кгс / мм2), уян хатан модуль 109 Гн / м2 (10890 кгс / мм2),

шахагдах хүчин зүйл нь 0.325X10-6 см2 / кг байна. K. хэврэг материал; мэдэгдэхүйц

хуванцар деформаци нь 800 ° С-ээс дээш температурт эхэлдэг.

K. нь хагас дамжуулагч бөгөөд улам их ашиглагдаж байна. Цахилгааны

k.-ийн шинж чанар нь хольцоос ихээхэн хамаардаг. Өөрийн тодорхой хэмжээ

өрөөний температурт цахилгаан эсэргүүцэл K. гэж үзэв

2.3X103 ohmChm (2.3Ch105 ohmChm).

P хэлбэрийн дамжуулалт бүхий хагас дамжуулагч K. (B, Al, In, эсвэл Ga нэмэлтүүд) ба n-

төрөл (нэмэлт P, Bi, As эсвэл Sb) нь бага эсэргүүцэлтэй байдаг.

Цахилгаан хэмжилтийн дагуу эрчим хүчний ялгаа нь 1.21 эВ байна

0 К ба 300 К-т 1.119 эВ хүртэл буурдаг.

Менделеев 14-ийн үечилсэн систем дэх К.-ийн байр суурийн дагуу

атомын электронууд нь гурван бүрхүүл дээр тархдаг: эхнийх нь (цөмөөс) 2

электрон, хоёр дахь 8, гурав дахь (валент) 4; тохиргооны цахим

бүрхүүлүүд 1s22s22p63s23p2. Дараалсан иончлолын потенциалууд (eV):

8.149; 16.34; 33.46 ба 45.13. Атомын радиус 1.33Е, ковалент радиус

1.17E, ионы радиус Si4 + 0.39E, Si4- 1.98E.

Нэгдлүүдийн хувьд K. (нүүрстөрөгчтэй төстэй) нь 4 валенттай байдаг. Гэсэн хэдий ч ялгаатай

нүүрстөрөгч, K. 4-р зохицуулалтын дугаартай хамт зохицуулалтыг үзүүлэв

тоо 6, үүнийг атомынх нь их хэмжээгээр тайлбарладаг (ийм жишээ юм

нэгдлүүд нь 2-) бүлэг агуулсан фторосиликон юм.

Атом болон бусад атомуудын хоорондох химийн холбоог ихэвчлэн зардлаар гүйцэтгэдэг

эрлийз sp3 орбиталь, гэхдээ түүний таваас хоёрыг нь оролцуулах боломжтой

(хоосон) 3d орбиталууд, ялангуяа K. зургаан координаттай үед.

Цахилгаан дамжуулалтын бага утгатай 1.8 (2.5-ийн эсрэг)

нүүрстөрөгч; 3.0 азотын хувьд гэх мэт), металлын бус нэгдлүүд дэх К.

нь цахилгаан эерэг бөгөөд эдгээр нэгдлүүд нь туйлын шинж чанартай байдаг. Том

464 кЖ / моль (111 ккал / моль) -тай тэнцэх хүчилтөрөгчийн Si-O-тай холбох энерги,

түүний тэсвэр тэвчээрийг тодорхойлдог хүчилтөрөгчийн нэгдлүүд (SiO2 ба силикатууд).

Si-Si бондын энерги бага, 176 кДж / моль (42 ккал / моль); Ялгаатай

нүүрстөрөгч, урт гинж ба давхар холбоо үүсэх нь К-ийн шинж чанар биш юм.

si атомуудын хооронд. Хамгаалалтын исэл үүсдэг тул агаарт К.

хальс нь өндөр температурт ч тогтвортой байдаг. Хүчилтөрөгчөөр исэлддэг

400 ° С-ээс эхэлж, цахиурын давхар исэл SiO2 үүсгэдэг. Мөн мэдэгдэж буй моноксид

SiO, өндөр температурт хий шиг тогтвортой; хурц үзүүрийн үр дүнд

хөргөхөд амархан задардаг хатуу бүтээгдэхүүнийг олж авах боломжтой

si ба SiO2-ийн нарийн холимог. K. хүчилд тэсвэртэй бөгөөд зөвхөн уусдаг

азотын болон фторын хүчлүүдийн холимог; халуунд амархан уусдаг

устөрөгчийн хувьсал бүхий шүлтийн уусмал. K. хэзээ фтортой урвалд ордог

өрөөний температур, галогенийн бусад хэсэг - халах үед

siX4 ерөнхий томъёоны нэгдлүүд үүсэх (цахиурын галогенуудыг үзнэ үү).

Устөрөгч нь К.-тэй шууд харьцдаггүй бөгөөд цахиур (силан)

силикидын задралыг авах (доороос үзнэ үү). SiH4-ээс мэдэгдэж буй цахиурууд

si8H18 хүртэл (найрлагын хувьд ханасан нүүрсустөрөгчтэй төстэй). K. хэлбэрийг 2

хүчилтөрөгч агуулсан силануудын бүлгүүд - силоксан ба силоксенууд. Азотын хамт K.

1000 ° C-аас дээш температурт урвалд ордог. Маш чухал ач холбогдолтой юм

нитрид Si3N4, 1200 0С-т ч агаарт исэлддэггүй, тэсвэртэй

хүчил (азотоос бусад) ба шүлт, хайлмалтай холбоотой

металл ба шаар шаардагддаг тул химийн бодисын үнэ цэнэтэй материал болгодог

үйлдвэр, галд тэсвэртэй бодис үйлдвэрлэх гэх мэт өндөр хатуулаг, ба

мөн дулааны ба химийн эсэргүүцлийг K.-ийн нэгдлүүдээр ялгадаг

нүүрстөрөгч (цахиурын карбид SiC) ба бор (SiB3, SiB6, SiB12). Хэзээ

халаалт K. урвалд ордог (метал катализатор байгаа тохиолдолд,

жишээ нь зэс) хлор органик нэгдлүүдтэй (жишээлбэл, CH3Cl-тай)

үйлчлэх органохалосиланууд [жишээ нь Si (CH3) 3CI] үүсэх

олон тооны цахиурын органик нэгдлүүдийн синтез.

Хүлээн авах.

Цахиур үйлдвэрлэх хамгийн энгийн бөгөөд тохиромжтой лабораторийн арга бол

цахиурын исэл SiO2-ийг металлаар өндөр температурт бууруулах -

сэргээн засварлагчид. Бууруулах зорилгоор цахиурын исэл тогтвортой байдгаас шалтгаална

магни, хөнгөн цагаан зэрэг идэвхитэй бууруулагч бодисыг ашиглана уу.

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

Металл хөнгөн цагаан, талстаар багасгасны дараа

цахиур. Металлыг металлын исэлээс нь бууруулах арга

хөнгөн цагааныг Оросын физик-химич Н.Н.Бекетов 1865 онд нээжээ. Хэзээ

цахиурын оксидыг хөнгөн цагаанаар бууруулах, ялгарсан дулаан нь хангалтгүй юм

хайлах урвалын бүтээгдэхүүн - цахиур ба хөнгөн цагааны исэл

2050 C-д хайлдаг. Урвалын бүтээгдэхүүний хайлах цэгийг дотогш нь багасгах

хүхэр ба илүүдэл хөнгөн цагааныг урвалын холимогт нэмнэ. Урвал явагдана

бага хайлдаг хөнгөн цагаан сульфид:

2Al + 3S \u003d Al2S3

Хайлмал цахиурын дуслууд тигелийн ёроолд живнэ.

To.Техникийн цэвэршилтийг (95-98%) цахилгаан нумаар олж авдаг

бал чулууны электродуудын хооронд цахиурын SiO2-ийг бууруулах.

Хагас дамжуулагч технологийг хөгжүүлэхтэй холбогдуулан олж авах арга

цэвэр, ялангуяа цэвэр K. Энэ нь хамгийн цэвэр байдлын урьдчилсан синтезийг шаарддаг

анхан шатны нэгдлүүд K., үүнээс К.-ийг багасгах замаар гаргаж авдаг

дулааны задрал.

Цэвэр хагас дамжуулагч цахиурыг хоёр хэлбэрээр олж авдаг: поликристал

(SiCI4 эсвэл SiHCl3-ийг цайр эсвэл устөрөгчөөр бууруулах, дулааны

sil4 ба SiH4-ийн задрал) ба монокристалл (тигельгүй бүс хайлах

мөн хайлсан К-ээс ганц болорыг "сугалж" авах замаар - Чохралскийн арга).

Цахиурын тетрахлорид нь арилжааны цахиурыг хлоржуулах замаар гаргаж авдаг.

Цахиурын тетрахлоридын задралын хамгийн эртний арга бол арга юм

оросын шилдэг химич академич Н.Н.Бекетов. Энэ арга нь байж болно

тэгшитгэлээр илэрхийлсэн:

SiCl4 + Zn \u003d Si + 2ZnCl2.

Энд 57.6 ° C температурт буцалж буй цахиурын тетрахлоридын уур,

цайрын ууртай харилцан үйлчлэлцэх.

Одоогийн байдлаар цахиурын тетрахлорид нь устөрөгчөөр багасдаг. Урвал

тэгшитгэлийн дагуу орлого:

SiCl4 + 2H2 \u003d Si + 4HCl.

Цахиурыг нунтаг хэлбэрээр гаргаж авдаг. Иодидын аргыг бас ашигладаг

олж авах иодидын аргын нэгэн адил цахиур олж авах

цэвэр титан.

Цэвэр цахиурыг олж авахын тулд түүнийг бүсээс хайлж хольцоос цэвэрлэнэ.

цэвэр титан хэрхэн олж авахтай адил.

Төрөл бүрийн хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүдийн хувьд

дан талст хэлбэрээр олж авсан хагас дамжуулагч материал

поликристал материал, хяналтгүй өөрчлөлт гардаг

цахилгаан шинж чанар.

Дан талстыг эргүүлэхдээ Чехралскийн аргыг ашигладаг

дараахь зүйлд: саваа хайлсан материал руу буулгаж, эцэст нь

энэ материалын болор байдаг; тэр ирээдүйн үр хөврөлийн үүрэг гүйцэтгэдэг

дан болор. Саваа хайлмалаас бага хурдтайгаар 1-2 хүртэл татагдана

мм / мин. Үүний үр дүнд хүссэн хэмжээтэй нэг болор аажмаар ургадаг. Of

энэ нь хагас дамжуулагч төхөөрөмжид ашигладаг ялтсуудаар таслагдана.

Програм.

Тусгай хайлшаар хийсэн нүүрстөрөгчийг үйлдвэрлэлийн материал болгон өргөнөөр ашигладаг

хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүд (транзистор, термистор, цахилгаан шулуутгагч

одоогийн, хяналттай диодууд - тиристорууд; -д ашиглагддаг нарны гэрэл цахилгаан

сансрын хөлөг гэх мэт). K. нь урттай туяанд ил тод байдаг

1-ээс 9 микрон хүртэлх долгион, үүнийг хэт улаан туяаны оптикт ашигладаг (мөн кварцыг үзнэ үү).

K. нь төрөл бүрийн, улам бүр өргөжиж буй хэрэглээний талбаруудтай. IN

металлурги К. нь хайлмал ууссан уусмалыг арилгахад ашиглагддаг

хүчилтөрөгчийн металл (исэлдэлт). K. бол том хэмжээний салшгүй хэсэг юм

төмөр ба өнгөт металлын хайлшийн тоо. Ихэвчлэн K. хайлшид өгдөг

зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нэмэгдэж, тэдгээрийн цутгах шинж чанарыг сайжруулж,

механик хүчийг нэмэгдүүлдэг; Гэсэн хэдий ч илүү их агуулгатай бол К.

эмзэг байдлыг үүсгэдэг. Хамгийн чухал нь төмөр, зэс, хөнгөн цагаан юм

цахиурын органик нэгдлүүд ба силикидууд. Цахиурын давхар исэл ба олон силикатууд

(шавар, хээрийн жонш, гялтгануур, тальк гэх мэт) -ийг шилээр боловсруулдаг,

цемент, керамик, цахилгаан болон бусад үйлдвэрүүд.

Цахиуржуулагч, материалыг цахиураар гадаргуу, эсвэл эзэлхүүнээр дүүргэх.

Энэ нь материалыг өндөр түвшинд үүссэн цахиурын уураар боловсруулах замаар үйлдвэрлэгддэг

цахиурын дүүргэлтээс дээш температур, эсвэл хий агуулсан орчинд

устөрөгчөөр бууруулсан хлорсилиланууд (жишээлбэл, SiCI4 + 2H2 урвалаар

Si + 4HC1). Энэ нь ихэвчлэн галд тэсвэртэй байдлыг хамгаалах хэрэгсэл болгон ашигладаг

исэлдэлтээс үүсэх металл (W, Mo, Ta, Ti, гэх мэт). Исэлдэлтийн эсэргүүцэл

өтгөн сарнисан С.

"Өөрийгөө эмчлэх" силикидийн бүрхүүл (WSi2, MoSi2, гэх мэт). Өргөн

цахиуржуулсан бал чулууг ашигладаг.

Холболтууд.

Силицид.

Silicides (лат. Silicium - цахиураас), цахиурын химийн нэгдлүүд

металл ба зарим металл бус. C. химийн бондын төрлөөр байж болно

ион-ковалент, ковалент ба гурван үндсэн бүлэгт хуваадаг

металл шиг. Ион-ковалент S.-ийг шүлтлэгээр үүсгэдэг

натри ба кали) ба шүлтлэг газрын металлууд, түүнчлэн дэд бүлгүүдийн металлууд

зэс ба цайр; ковалент - бор, нүүрстөрөгч, азот, хүчилтөрөгч, фосфор,

хүхэр, тэдгээрийг борид, карбид, цахиурын нитрид) гэх мэт;

металл шиг - шилжилтийн металлууд.

Si ба нунтаг хольцыг хайлуулж эсвэл агшаах замаар хүлээн авдаг

харгалзах металл: Si, SiC, SiO2 ба металл исэлийг халааж

байгалийн буюу синтетик силикат (заримдаа нүүрстөрөгчтэй холилддог);

siCl4 ба H2 хольцтой металлын харилцан үйлчлэл; хайлмал электролиз,

k2SiF6 ба харгалзах металлын исэлээс бүрдэнэ. Ковалент ба

металл шиг S. галд тэсвэртэй, исэлдэлтэд тэсвэртэй, ашигт малтмалын үйлчлэл

хүчил ба янз бүрийн түрэмгий хий. S. нь халуунд тэсвэртэй хэсэг болгон ашигладаг

нисэх онгоц, пуужингийн металл керамик нийлмэл материал

технологи. MoSi2 нь эсэргүүцлийн зуухны халаагч үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг,

агаарт 1600 ° С хүртэл температурт ажилладаг. FeSi2, Fe3Si2, Fe2Si

нь исэлгүйжүүлэх, хайлшлахад ашигладаг ферросиликоны нэг хэсэг юм

ган. Цахиурын карбид бол хагас дамжуулагч материалуудын нэг юм.

Цахиуржуулсан бал чулуу

Цахиуржуулсан бал чулуу, цахиурын ханасан бал чулуу. Боловсруулах замаар үйлдвэрлэсэн

1800-2200 ° C-ийн цахиурын дүүргэлт дэх сүвэрхэг графит

цахиурыг нүхэнд хадгалдаг). Графитын суурь, цахиурын карбидоос бүрдэнэ

үнэгүй цахиур. Бал чулууны өндөр температурт тэсвэртэй шинж чанарыг хослуулсан

нягтрал, хийн битүүмжлэл бүхий өндөр температурт тэсвэрлэх чадвар,

1750 ° C хүртэл температурт исэлдэлт, элэгдэлд тэсвэртэй

тууштай байдал. Энэ нь өндөр температурт зуухны доторлогоонд ашиглагддаг

халаалтын элементүүдэд металл цутгах төхөөрөмжүүд

-д нисэх, сансрын технологийн эд анги үйлдвэрлэх

өндөр температур ба элэгдлийн нөхцөл

Силал (Латин хэлнээс Silicium - цахиур ба Английн хайлш - хайлш), халуунд тэсвэртэй цутгамал төмөр

цахиурын агууламж өндөр (5-6%). ЗСБНХУ-д 2 сорт үйлдвэрлэдэг

S. - ламелар ба зангилааны бал чулуутай. S.-ээс харьцангуй

өндөр температурт ажилладаг хямд цутгамал эд анги (800-900)

° C), жишээлбэл уурын зуухны задгай зуухны хаалга, сараалж, хэсэг.

Силумин (Латин хэлнээс Silicium - цахиур ба хөнгөн цагаан - хөнгөн цагаан), нийтлэг нэр

цахиур агуулсан хөнгөн цагааны суурьтай цутгамал хайлшийн бүлэг (4-13%, in

зарим брэндүүд 23% хүртэл). Хүссэн хослолоос хамаарна

с-ийн технологийн болон үйл ажиллагааны шинж чанарууд нь заримдаа Cu, Mn, Mg-тэй хайлшлагддаг

Zn, Ti, Be болон бусад металлууд. C. өндөр цутгамал, хангалттай

өндөр механик шинж чанарууд, гэхдээ механик шинж чанараас доогуур байдаг

al - Cu системд суурилсан хайлш хайлуулах шинж чанарууд. С.-ийн ач тусын тулд

нойтон ба далайн зэврэлтээс хамгаалах эсэргүүцэл нэмэгдсэн

агаар мандал. S. нь нарийн төвөгтэй тохиргооны эд анги үйлдвэрлэхэд хэрэглэгддэг,

голчлон авто болон нисэх онгоцны барилгын салбарт. ЗХУ-д AL2 зэрэглэлийн S. үйлдвэрлэдэг,

AL4, AL9 гэх мэт.

Silicomanganese

Silicomanganese бол гол бүрэлдэхүүн хэсэг нь цахиур ба манган болох ферро хайлш;

хүдэр-дулааны зууханд нүүрстөрөгч бууруулах процессоор хайлуулдаг. ДАХЬ.

манганы хүдрээс гаргаж авсан 10-26% Si (бусад нь Mn, Fe ба хольц)

зэрэг ган үйлдвэрлэхэд ашигладаг манганы шаар ба кварцит

исэлдүүлэгч ба хайлшийн нэмэлт, түүнчлэн ферромарганц хайлуулах зориулалттай

силикотермийн процесст нүүрстөрөгчийн агууламж буурсан. C. 28-30% Si

(тусгайлан гаргаж авсан өндөр марганц бүхий түүхий эд

бага фосфорын шаар) нь металлын манганы үйлдвэрлэлд ашиглагддаг.

Silicochrom

Гол бүрэлдэхүүн хэсэг болох Silicochromium, ferrosilicochromium, ferroalloy

цахиур ба хром; нүүрстөрөгчийг бууруулах хүдэр-дулааны зууханд хайлуулж

кварцит ба мөхлөгт хувиргах феррохромын процесс эсвэл

хромын хүдэр. 10-46% Si агуулсан C. (үлдсэн хэсэг нь Cr, Fe ба хольц)

бага хайлштай ган хайлуулах, түүнчлэн феррохром авах

силикотермийн процесст нүүрстөрөгчийн агууламж буурсан. C. 43-55% Si

нүүрстөрөгчгүй феррохром үйлдвэрлэх, хайлуулахад ашигладаг

зэвэрдэггүй ган.

Silchrome

Silchrome (Латин хэлнээс Silicium - цахиур ба Chromium - хром), нийтлэг нэр

cr (5-14%) ба Si-тай хайлуулсан халуунд тэсвэртэй ба халуунд тэсвэртэй гангийн бүлэг

(1-3%). Ашиглалтын шинж чанарын шаардагдах түвшингээс хамааран С.

mo (0.9% хүртэл) эсвэл Al (1.8% хүртэл) хольцтой. C. эсрэг тэсвэртэй

850-950 ° С хүртэл агаар ба хүхэр агуулсан орчинд исэлдэлт; хэрэглэх

ихэвчлэн дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн хавхлага үйлдвэрлэх,

уурын зуухны суурилуулалт, сараалж гэх мэт дэлгэрэнгүй мэдээлэл.

механик ачаалал, S.-ээс бүтсэн эд ангиуд удаан хугацаанд найдвартай ажилладаг

600-800 ° C хүртэл температурт байх хугацаа. ЗХУ-д 4Х9С2 ангийн С.

4X10C2M гэх мэт.

Цахиурын галоидууд

Цахиурын галоген, галогентай цахиурын нэгдлүүд. Мэдэгдэж буй K. g.

дараахь төрлийн (X-галоген): SiX4, SiHnX4-n (галогеносиланууд), SinX2n + 2 ба

siClBr3 зэрэг холимог галогенууд. Ердийн нөхцөлд SiF4 бол хий,

SiCl4 ба SiBr4 - шингэн (tm - 68.8 ба 5 ° С), SiI4 - хатуу (tnl)

124 ° C). SiX4 нэгдлүүд амархан гидролизд ордог: SiX4 + 2H2O \u003d SiO2 + 4HX;

siO2-ийн маш жижиг хэсгүүд үүссэнээс агаарт утаа;

цахиурын тетрафторид нь харилцан адилгүй урвалд ордог: 3SiF4 + 2H2O \u003d SiO2 + 2H2SiF6. Хлоросилан

(SiHnX4-n), жишээлбэл SiHCl3 (Si дээр хийн HCl-ийн үйлчлэлээр олж авсан)

усны нөлөөн дор хүчтэй силоксантай полимер нэгдлүүдийг үүсгэдэг

si-O-Si гинж. Өндөр реактив, хлорсилан

органик цахиурын нэгдлүүдийг үйлдвэрлэх эхлэлийн материал болно.

Si атомын гинж агуулсан SinX2n + 2 төрлийн нэгдлүүд нь X - хлор агуулдаг

цуврал, үүнд Si6Cl14 (tnl 320 ° C); үлдсэн галогенууд нь зөвхөн Si2X6 үүсгэдэг.

(SiX2) n ба (SiX) n төрлийн нэгдлүүдийг олж авсан. SiX2 ба SiX молекулууд

өндөр температурт хий, хурц хөргөлттэй байдаг

(шингэн азот) нь уусдаггүй хатуу полимер бодис үүсгэдэг

нийтлэг органик уусгагч.

Цахиурын тетрахлорид SiCl4 нь тосолгооны тос үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг,

цахилгаан тусгаарлагч, дулаан дамжуулах шингэн, ус зэвүүн шингэн гэх мэт.

Цахиурын карбид.

Цахиурын карбид, карборунд, SiC, цахиур-нүүрстөрөгчийн нэгдэл; нэг нь

технологид ашигладаг хамгийн чухал карбидууд. Цэвэр хэлбэрээр K. нь. - өнгөгүй

алмаазан гялбаа бүхий болор; техникийн бүтээгдэхүүн нь ногоон эсвэл цэнхэр-хар

өнгө. To. To. Хоёр үндсэн талст өөрчлөлт байдаг -

зургаан өнцөгт (a-SiC) ба куб (b-SiC), зургаан өнцөгт хэлбэртэй байна

Нэг төрлийн бүтцийн зарчим дээр баригдсан "аварга молекул"

энгийн молекулуудын чиглэсэн полимержилт. Нүүрстөрөгчийн атомын давхарга ба

a-SiC дахь цахиурыг өөр хоорондоо харьцангуй байрлуулж, олон үүсгэдэг

бүтцийн төрөл. B-SiC-ээс a-SiC руу шилжих нь температурт явагддаг

2100-2300 ° C (урвуу шилжилт ихэвчлэн ажиглагддаггүй). K. k. Галд тэсвэртэй

(2830 ° C-д задралаар хайлдаг), маш өндөр хатуулагтай байдаг

(бичил хатуулаг 33400 Mn / m2 буюу 3.34 tf / mm2), зөвхөн алмаз, борын дараа ордог

карбид B4C; эмзэг; нягтрал 3.2 г / см3. K. нь янз бүрийн хувьд тогтвортой байдаг

химийн орчин, түүний дотор өндөр температурт.

K. to. 2000-2200 ° C-т цахилгаан зууханд кварцын элсний хольцоос гаргаж авдаг

(51-55%), кокс (35-40%) NaCl (I-5%) ба модны үртэс (5-10%) нэмнэ.

Өндөр хатуулаг, химийн эсэргүүцэл ба элэгдэлд тэсвэртэй тул К.

учир нь энэ нь зүлгүүрийн материал болгон (нунтаглах үед) огтлоход өргөн хэрэглэгддэг

хатуу материал, багаж хэрэгслийн цэгүүд, мөн төрөл бүрийн үйлдвэрлэх зориулалттай

цогцолбороор ажилладаг химийн болон металлургийн тоног төхөөрөмжийн хэсэг

өндөр температурын нөхцөл. K. to., Янз бүрийн хольцтой хайлш,

хагас дамжуулагч технологид ашигладаг, ялангуяа нэмэгдсэн

температур. K.-ийг ашиглах нь сонирхолтой юм.Цахилгааны инженерийн хувьд

өндөр температурт цахилгаан эсэргүүцэх зууханд халаагч үйлдвэрлэх

(шигшүүрийн саваа), цахилгаан дамжуулах шугамын аянга бариул

цахилгаан тусгаарлагч төхөөрөмжүүдийн нэг хэсэг болох гүйдэл ба шугаман бус эсэргүүцэл гэх мэт.

Цахиурын давхар исэл

Цахиурын давхар исэл (цахиурын исэл), SiO2, талстууд. Хамгийн нийтлэг

ашигт малтмал - кварц; энгийн элс нь бас цахиурын давхар исэл юм. -Д ашигласан

шил, шаазан, шавар эдлэл, бетон, тоосго, керамик эдлэл үйлдвэрлэх

резинэн дүүргэгч, хроматографийн шингээгч, электроник, акусто-оптик

болон бусад цахиурын ашигт малтмал, хэд хэдэн төрлийн ашигт малтмал байдаг

цахиурын давхар ислийн полиморф өөрчлөлт; тодорхой хүрээнд тогтвортой байна

даралтаас хамааран температурын интервал.

| Нэр | | Систем | Даралт, | Температур- | Нягт |

| Ашигт малтмалын | | | am * | | Th, |

| | | | | дугуй, ° С | кг / м "|

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

| t | | | | 0 | |

| б-тридимит | | Зургаан өнцөгт | 1 | 1470-870 | 2220 |

| | | ная | | | |

| а-кварц | | зургаан өнцөгт | 1 | 870-573 | 2530 |

| | | ная | | | |

| b-кварц | | trigonal | 1 | 573-с доош | 2650 |

| b1-тридимит | | зургаан өнцөгт | 1 | 163-117 | ойролцоогоор. |

| | | ная | | | 2260 |

| а-тридимит | метастабель | ромбо | 1 | 117-оос доош | ойролцоогоор. |

| | th | | | | 2260 |

| а-кристобали | | Тетрагональ | 1 | 200-аас доош | 2320 |

| t | | ная | | | |

| Coesite | Metastable | monoclinic | 35 мянга | 1700-500 | 2930 |

| | и бага байна | | | |

| | temp- | | | | |

| | ратура ба | | | | |

| | дарамт шахалт | | | | |

| Stishovit | | дөрвөн өнцөгт | 100-180 | 1400-600 | 4350 |

| | | ная | мянга | | |

| Kitit | | дөрвөн өнцөгт | 350-1260 | 585-380 | 2500 |

| | | ная | | | |

* 1 am \u003d 1 kgf / cm2 @ 0.1 Mn / m2.

Кристал материалын болор бүтцийн үндэс нь гурван хэмжээст хүрээ,

ердийн хүчилтөрөгчөөр холбогддог тетраэдрээр барьсан (5104).

Гэсэн хэдий ч тэдгээрийн зохион байгуулалтын тэгш хэм, баглаа боодлын нягтрал ба харилцан хамаарал

чиг баримжаа нь өөр өөр байдаг бөгөөд энэ нь хувь хүний \u200b\u200bталстын тэгш хэмт байдалд тусгалаа олдог

ашигт малтмал ба тэдгээрийн физик шинж чанарууд... Үл хамаарах зүйл бол stishovite,

бүтэц нь октаэдра (SiO6) болох бүтцийн үндэс,

рутилтай төстэй. Бүх кварцын талстууд (кварцын зарим сортуудаас бусад)

ихэвчлэн өнгөгүй байдаг. Минералогийн хуваарийн хатуулаг нь өөр байна: 5.5 (a-

тридимит) -аас 8-8.5 хүртэл (стишовит).

K. м.Ихэнхдээ маш нарийн ширхэгтэй хэлбэрээр олддог

фиброз (а-кристобалит, луссатит гэж нэрлэдэг) ба заримдаа бөмбөрцөг хэлбэртэй байдаг

формацууд. Ихэнх тохиолдолд хүснэгт эсвэл ламелар хэлбэртэй талст хэлбэрээр байдаг

хэлбэр (тридимит), октаэдр, дипирамид (а- ба б-кристобалит),

нарийн зүү (коесит, стишовит). Ихэнх кварц м. (Кварцаас бусад) маш сайн байдаг

дэлхийн царцдасын гадаргуугийн бүсэд ховор, тогтворгүй байдаг.

Өндөр температурын өөрчлөлт SiO2 - b-тридимит, б-кристобалит -

залуу шүүдэсжилтийн чулуулаг (дацит, базальт,

липаритууд гэх мэт). Бага температурт а-кристобалит, тридимиттэй хамт,

агат, халцедон, опалийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг юм; хадгалуулсан

халуун усан уусмалаас, заримдаа коллоид SiO2-ээс. Stishovite ба Coesite

аризона (АНУ) дахь Чөтгөрийн хавцлын солирын тогооны элсэн чулуунаас олдсон,

агшин зуурын хэт их даралтын үед кварцын улмаас үүссэн

солир унах үед температур нэмэгдэх үед. Байгаль дээр бас

Үүнд: кварцын шил (лесчателит гэж нэрлэдэг)

аянгын улмаас кварцын элс хайлж, меланофлогит үүссэний үр дүнд

жижиг куб талст ба царцдас хэлбэрээр (псевдоморфуудаас бүрдэнэ

опал, халцедонтой төстэй кварц)

сицилийн ордууд (Итали). Китит байгальд олдоогүй байна.

Кварц (Герман кварц), ашигт малтмал; K. нэрээр хоёр талст

цахиурын диоксид SiO2-ийн өөрчлөлт: зургаан өнцөгт K. (эсвэл a-K.), тогтвортой

870-573 ° C температурын хязгаарт 1 атм (эсвэл 100 кн / м2) даралттай, ба

тригональ (b-K.), 573 ° C-аас доош температурт тогтвортой байдаг. b-K. хамгийн их

байгальд өргөн тархсан байдаг. Энэ нь тригональ ангид талсждаг

тригон системийн трапецедр. Хүрээний хэлбэрийн болор бүтэц

мушгиа хэлбэрээр байрлуулсан цахиур-хүчилтөрөгчийн тетраэдрээр барьсан

баруун эсвэл зүүн эрэгний цохилт) болор гол тэнхлэгийн хувьд. IN

үүнээс хамаарч баруун, зүүн бүтцийн болон морфологийн

заримынх нь тэгш хэмийн хувьд гаднаасаа ялгаатай болор хэлбэрүүд

нүүр царай (жишээлбэл, трапецоэдрон гэх мэт). Онгоц ба төвийн дутагдал

талст дахь тэгш хэм нь K. нь пьезоэлектрик ба

пироэлектрик шинж чанар.

Ихэнх тохиолдолд K. талстууд нь сунасан-призматик төрхтэй байдаг

зургаан өнцөгт призм ба хоёр ромбоэдроны нүүрний давамгайлсан хөгжил

(болор толгой). Ихэнх тохиолдолд талстууд нь хуурамч зургаан өнцөгт хэлбэртэй байдаг

бипирамидууд. К-ийн гаднах тогтмол талстууд ихэвчлэн нарийн төвөгтэй ихэр байдаг,

гэж нэрлэгддэг ихэнхдээ ихэрлэсэн хэсгүүдийг үүсгэдэг. Бразил эсвэл

дауфины хууль. Сүүлийнх нь зөвхөн талст ургах үед үүсдэг,

гэхдээ дулааны a - b дахь дотоод бүтцийн өөрчлөлтийн үр дүнд

шахалт дагалдсан шилжилт, түүнчлэн механик хэв гажилт.

Кристал, үр тариа, дүүргэгчийн өнгө нь маш олон янз байдаг: хамгийн түгээмэл байдаг

өнгөгүй, сүүн цагаан эсвэл саарал K. Ил тод, тунгалаг

сайхан өнгөт талстууд, ялангуяа нэрлэдэг: өнгөгүй, тунгалаг -

rhinestone; ягаан - ягаан болор; утаатай - rauchtopaz; хар

Морион; алтан шар - цитрин. Янз бүрийн өнгө нь ихэвчлэн холбоотой байдаг

si4 + -ийг Fe3 + эсвэл Al3 + -ээр зэрэг солих үед бүтцийн гажиг

na1 +, Li1 + эсвэл (OH) 1- торонд орох. Мөн уулзахад хэцүү байдаг

гадны ашигт малтмалын бичил орлуулалтаас үүдэлтэй өнгөт чулуу: ногоон prase

Актинолит эсвэл хлоритын бичил талстыг оруулах; алтан гялалзах

aventurine - гялтгануур эсвэл гематитын орц гэх мэт криптокристалл

сортууд K. - agate ба халцедонууд нь хамгийн нарийн ширхэгтэй байдаг

формацууд. Оптикийн хувьд нэг тэнхлэгийн дагуу эерэг. Хугарлын илтгэгч

(өдрийн гэрлийн хувьд l \u003d 589.3): ne \u003d 1.553; үгүй \u003d \u003d 1.544. Ил тод

хэт ягаан туяа ба хэсэгчлэн хэт улаан туяа. Гэрэл дамжуулахдаа

оптик тэнхлэгийн чиглэлд хавтгай туйлширсан цацраг, зүүн талст К талстууд.

туйлшралын хавтгайг зүүн тийш, баруун - баруун тийш эргүүлнэ. Үзэгдэх хэсэгт

спектр, эргэлтийн өнцгийн утга (К.-ийн хавтангийн 1 мм-ийн зузаан тутамд) харилцан адилгүй байна

32.7 (l 486 нм-ийн хувьд) - 13.9 ° (728 нм) байна. Диэлектрик утга

нэвчилт (eij), пьезоэлектрик модуль (djj) ба уян хатан байдал

коэффициентүүд (Sij) дараах байдалтай байна (өрөөний температурт): e11 \u003d 4.58; e33 \u003d

4.70; d11 \u003d -6.76 * 10-8; d14 \u003d 2.56 * 10-8; S11 \u003d 1.279; S12 \u003d - 0.159; S13 \u003d

0.110; S14 \u003d -0.446; S33 \u003d 0.956; S44 \u003d 1.978. Шугаман коэффициентууд

өргөтгөлүүд нь: 3-р эрэмбийн тэнхлэгт перпендикуляр 13.4 * 10-6 ба

тэнхлэгтэй параллель 8 * 10-6. B - a хувиргах дулаан нь 2.5 ккал / моль юм

(10.45 кДж / моль). Минералогийн хатуулаг 7; нягтрал 2650

кг / м3. Энэ нь 1710 ° C температурт хайлж, хөргөлттэй гэж нэрлэгддэг хөргөлттэй үед хатуурдаг.

кварцын шил. Fused K. бол сайн тусгаарлагч; кубын эсэргүүцэл

18 0С-т 1 см-ийн ирмэг нь 5 * 1018 ом / см, шугаман тэлэлтийн коэффициент юм

0.57 * 10-6 см / ° С Эдийн засгийн хувьд үр ашигтай тариалах технологийг боловсруулсан болно

siO2-ийн усан уусмалаас гаргаж авдаг синтетик монокристалууд

өндөр даралт ба температурт (гидротермаль синтез). Кристал

синтетик K. нь тогтвортой пьезоэлектрик шинж чанартай,

цацрагийн эсэргүүцэл, өндөр оптик жигд байдал болон бусад үнэ цэнэтэй

техникийн шинж чанар.

Маш өргөн тархсан ашигт малтмалын байгалийн К.

олон чулуулгийн салшгүй хэсэг, мөн ашигт малтмалын ордууд

хамгийн олон янзын гарал үүслийн олдвор. Хамгийн чухал нь

үйлдвэрлэлийн кварцын материал - кварцын элс, кварцит ба

талст монокристаллын K. Сүүлийнх нь ховор бөгөөд маш ховор байдаг

өндөр үнэлэгдсэн. ЗСБНХУ-д K.-ийн гол болор ордууд нь Уралд байдаг

Украйны SSR (Волын), Памир, голын сав газарт. Алдан; гадаадад - хадгаламж

Бразил ба Малагасийн Бүгд Найрамдах Улс. Кварцын элс нь чухал түүхий эд юм

керамик ба шилний үйлдвэр. Монокристалууд К.

радио инженерчлэлд ашиглах (пьезоэлектрик давтамж тогтворжуулагч,

хэт авианы суурилуулалт дахь шүүлтүүр, резонатор, пьезоэлектрик хавтан гэх мэт); онд

оптик багаж (спектрограф, монохроматор, линзний призм

хэт ягаан туяаны оптик гэх мэт). Fused K. нь ашиглагддаг

тусгай химийн шилэн эдлэл хийх. K.-ийг бас ашигладаг

химийн цэвэр цахиур олж авах. Ил тод, сайхан өнгөтэй

к.-ийн сортууд нь хагас үнэт чулуу бөгөөд өргөн хэрэглэгддэг

үнэт эдлэлийн бизнес.

Кварцын шил, хайлуулах замаар олж авсан нэг бүрэлдэхүүн хэсэг силикат шил

цахиурын байгалийн сортууд - чулуун болор, судлын кварц ба

кварцын элс, түүнчлэн синтетик цахиурын давхар исэл. Хоёрын хооронд ялгах

аж үйлдвэрийн К.-ийн төрөл: ил тод (оптик ба техникийн) ба

тунгалаг бус. Тунгалаг байдал. Хуудас. Их хэмжээгээр өгдөг

үүнд тархсан жижиг хийн бөмбөлгүүд (0.03 - 0.3 диаметртэй

мкм), гэрэл цацрах. Хайлах замаар олж авсан оптик тунгалаг K.

бүрэн нэг төрлийн чулуулгийн болор нь харагдахуйц хий агуулаагүй болно

бөмбөлгүүд; силикат шилний дунд хамгийн бага үзүүлэлттэй байдаг

хугарал (nD \u003d 1.4584) ба хамгийн өндөр гэрлийн дамжуулалт, ялангуяа

хэт ягаан туяа. K. хамт. өндөр дулааны болон

химийн эсэргүүцэл; зөөлрүүлэх температур K. хуудас. 1400 ° C K. s. сайн

диэлектрик, 20 ° С-10-14 - 10-16 ом-д цахилгаан дамжуулах чадвар

1м-1, диэлектрик алдагдлын тангенс 20 ° С ба давтамжтай

106 Гц - 0.0025-0.0006. K. s. лабораторийн үйлдвэрлэлд ашигладаг

аяга таваг, тигель, оптик хэрэгсэл, тусгаарлагч (ялангуяа өндөр

температур), температурын хэлбэлзэлд тэсвэртэй бүтээгдэхүүн.

Silanes (лат. Silicium-аас цахиур), нийт устөрөгч бүхий цахиурын нэгдлүүд

sinH2n + 2 томъёо. Октасилан Si8H18 хүртэлх силануудыг гаргаж авсан. Хэзээ

өрөөний температур, эхний хоёр K. - моносилан SiH4 ба дисилан Si2H6 -

хий, бусад нь дэгдэмхий шингэн байдаг. Бүх K. тааламжгүй үнэртэй,

хортой. K. агаарт агуулагдах алканаас хамаагүй бага тогтвортой байдаг

өөрөө гал авалцдаг, жишээлбэл 2Si2H6 + 7O2 \u003d 4SiO2 + 6H2O. Ус задардаг:

Si3H8 + 6H2O \u003d 3SiO2 + 10H2. Байгаль дээр K. олддоггүй. Лабораторид үйл ажиллагаагаар

шингэрүүлсэн хүчлийг магнийн силицид болгон янз бүрийн K. холимог гаргаж авдаг

хүчтэй хөргөөд салгаж (байхгүй бол фракцын нэрэлтээр

агаар).

Цахиурын хүчил

Цахиурын хүчил, цахиурын ангидрид SiO2-ийн уламжлал; маш сул

усанд бага зэрэг уусдаг хүчил. Цэвэр хэлбэрээр,

метасилик хүчил H2SiO3 (илүү нарийвчлалтай, түүний полимер хэлбэр H8Si4O12) ба

H2Si2O5. Усан уусмал дахь аморф цахиурын давхар исэл (аморф цахиур)

(1 л-д 100 мг орчим уусдаг) нь ихэвчлэн цахиурын цахиур үүсгэдэг

хүчил H4SiO4. K.-ийн хэт ханасан уусмалд янз бүрийн аргаар олж авдаг.

коллоид тоосонцор (молийн масс 1500 хүртэл) үүссэнээр өөрчлөгдөнө

гадаргуу нь OH бүлгүүд юм. Боловсролтой гэх мэт. sol in

рН-ээс хамаарч рН тогтвортой байж болно (рН ойролцоогоор 2)

эсвэл нэгтгэж гель үүсгэж болно (рН 5-6). Тогтвортой

тусгай бодис агуулсан К.-ээс өндөр концентрацитай соль -

цаас үйлдвэрлэхэд ашигладаг бэхжүүлэгч

аж үйлдвэр, ус цэвэршүүлэх зориулалттай. Фторосилик хүчил, H2SiF6,

хүчтэй органик бус хүчил. Энэ нь зөвхөн усан уусмалд байдаг; онд

чөлөөт хэлбэр нь цахиурын тетрафторид SiF4 болон устөрөгчийн фторид болж задардаг

ЭМС. Энэ нь хүчтэй ариутгагч бодис болгон ашигладаг боловч ихэвчлэн -

- цахиурт флоридуудаас K. давс авах.

Силикатууд

СИЛИКАТ, цахиурын хүчил давс. Дэлхийн царцдаст хамгийн өргөн тархсан

(Массаар 80%); 500 гаруй ашигт малтмал, тэдгээрийн дотор үнэ цэнэтэй байдаг

маргад, бериллер, номин цайр зэрэг чулуу. Силикатууд нь цементийн үндэс,

керамик, паалан, силикат шил; олон металлын үйлдвэрлэлийн түүхий эд,

наалдамхай, будаг гэх мэт; радио электроникийн материал гэх мэт. Цахиурын хайлуур жонш,

фторосиликатууд, гидрофторосилик хүчил H2SiF6-ийн давс. Халах үед

задарч, жишээ нь CaSiF6 \u003d CaF2 + SiF4. Na, K, Rb, Cs, Ba давс

усанд уусдаг ба ашиглагддаг онцлог талстыг үүсгэдэг

тоон ба микро химийн шинжилгээ. Хамгийн практик

натрийн silicofluoride Na2SiF6 (ялангуяа үйлдвэрлэлд)

хүчилд тэсвэртэй цемент, паалан гэх мэт). Na2SiF6-ийн нэлээд хэсэг

naF хүртэл боловсруулсан. SiF4 агуулсан хог хаягдлаас Na2SiF6 авна

суперфосфатын ургамал. Усанд уусдаг цахиурын хайлуур жонш Mg, Zn, Al

(техникийн нэр fluates) -ийг ус үл нэвтрэхэд ашигладаг

барилгын чулуу. Бүх K. (түүнчлэн H2SiF6) нь хортой байдаг.

Програм.

Зураг. 1 Баруун ба зүүн кварц.

Зураг.2 Цахиурын эрдэс бодисууд.

Зураг.3 Кварц (бүтэц)