Silikon nerede kullanılır? Silikon: özellikleri ve tıbbi kullanımları. Yapı malzemesi olarak silikon

İyi işinizi bilgi tabanına göndermek kolaydır. Aşağıdaki formu kullanın

Grafen döneminin başlangıcı

Ek olarak, karbon aynı zamanda daha az ısı üretme eğilimindedir ve daha küçük transistörler yaparak bunların çoğunu aynı alanda elde edebilirsiniz. Bu çipin ilk faydası, sinyalleri gönderilebilen ve alınabilen anlaşılır bilgilere dönüştürmenizi sağlayan bir radyo alıcısı olarak kullanılabileceği cep telefonlarında olacaktır. Her zamanki gibi, grafenin bir malzeme olarak kullanılmasından bahsettiğimizde olumsuz olan kısım, şu anda kısa vadede ticarileştirmeyi imkansız kılan üretiminin yüksek maliyetidir.

Bilgi bankasını çalışmalarında ve çalışmalarında kullanan öğrenciler, mezun öğrenciler, genç bilim insanları size minnettar olacaktır.

Http://www.allbest.ru/ tarihinde gönderildi

RUSYA BAKANLIĞI

federal devlet bütçesi eğitim kurumu

yüksek mesleki eğitim

Petersburg Devlet Teknoloji Enstitüsü

(Teknik Üniversitesi) ”(SPbGTI (TU))

SANDALYE XNT MET

UGS 240100.62

ÖZEL Kimyasal Teknoloji

YÖNLER Madde ve malzemelerin kimyası

DISCIPLINE Uzmanlığa giriş

BAŞLIK: Silisyum, özellikleri ve modern elektronikteki uygulamaları

1. sınıf öğrencisi tarafından tamamlandı, grup 131

Zhukovskaya Ekaterina Olesevna

Ezhovsky Yuri Konstantinovich

Petersburg 2013

tanıtım

1. Silikon

2. Tarihçe

3. İsmin kökeni

4. Doğada Olmak

5. Makbuz

6. Fiziksel özellikler

7. Elektrofiziksel özellikler

8. Kimyasal özellikler

10. uygulama

Referanslar

tanıtım

Silikon önemli unsurlardan biridir. Vernadsky ünlü eserini şöyle yazdı: "Silikon olmadan organizma olamaz" (1944). 9. sınıfın çocuklarına yönelik kimya el kitabında (Minsk ed: Slovo, 1977), Silikon bölümünde şöyle yazmaktadır: "... silikon, mikroelektronik aygıtlar - mikro devreler yapmak için kullanılan son derece önemli bir yarı iletken malzemedir." Güneş pillerinin üretiminde kullanılır, güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürür. Periyodik sistemin 104 elementi arasında silikonun özel bir rolü vardır. Piezoelektrik bir elementtir. Bir enerji türünü diğerine dönüştürür. Mekanik, elektriksel, ışığa termal vb. Uzayda ve Dünyadaki enerji-bilgi değişiminin altında yatan silikondur. Yeryüzünün kimyasal bileşimi, "Yaşayan Madde" ve yıldızların uzay sistemleri, Güneş, bu dünyada oksijenin en yaygın element olduğu görülmektedir -% 47, silikon ikinci sırada yer alır -% 29,5 ve diğer elementlerin içeriği çok daha azdır. .

Elektronik bileşenlerin üretiminde en yaygın yarı iletken silikondur, çünkü gezegendeki rezervleri neredeyse sınırsızdır.

1. Silikon

Silisyum, D'nin kimyasal elementlerinin periyodik sisteminin üçüncü periyodunun dördüncü grubunun ana alt grubunun bir elementidir. I. Mendeleev, atom numarası 14'dür. Si sembolü (Lat. Silicium) ile belirtilir.

Basit bir maddenin görünümü

Şekilsiz formda - kahverengi toz, kristalimsi - koyu gri, biraz parlak.

Atom özellikleri

İsim, sembol, numara: Silikon / Silisyum (Si), 14

Atom kütlesi (mol kütlesi) 28.0856 amu (g / mol)

Elektronik konfigürasyon: 3s2 3p2, bağlantıda. 3s 3p3 (hibridizasyon)

Atom yarıçapı 132 nm

Kimyasal özellikleri

Kovalent yarıçapı 111 nm

İyon yarıçapı 42 (+ 4e) 271 (-4e) nm

Elektronegativite 1.90 (Pauling ölçeği)

Elektrot potansiyeli 0

Oksidasyon durumları: +4, +2, 0, -4

İyonlaşma enerjisi (ilk elektron) 786.0 (8.15) kJ / mol (eV)

Basit bir maddenin termodinamik özellikleri

Yoğunluk (n.o'da) 2.33 g / cm

Erime noktası 1414.85 ° C (1688 K)

Kaynama noktası 2349.85 ° C (2623 K)

50.6 kJ / mol füzyon ısısı

Buharlaşma ısısı 383 kJ / mol

Molar özgül ısı 20.16 J / (K · mol)

12.1 cm / mol mol hacmi

Basit bir maddenin kristal kafes

Kafes yapısı: kübik, elmas

Izgara parametreleri: 5.4307 E

Debye sıcaklığı 625 K

Diğer özellikleri

Isı iletkenliği (300 K) 149 W / (mK)

2. Tarihçe

Doğal silikon bileşikleri veya silikon (İngilizce Silikon, Fransızca ve Almanca Silisyum) - silikon dioksit (silika) - çok uzun zamandır bilinmektedir. Eskiler, kaya kristalini ya da kuvars'ı ve farklı renklerde kuvars renkli değerli taşları (ametist, dumanlı kuvars, kalsedon, krisopraz, topaz, onik vb.) İyi biliyorlardı. Elemental silikon ancak 19. yüzyılda elde edildi. silisin ayrışması Scheele ve Lavoisier, Dzvi (Volta sütunu yardımıyla), Gay-Lussac ve Tenard (kimyasal yollarla) tarafından üstlenilmiştir. Silika ayrıştırmaya çalışan Verzelius, demir tozu ve kömür ile bir karışım halinde 1500 ° C'ye ısıtıldı ve ferrosilikon aldı. Sadece 1823'te. SiF4 de dahil olmak üzere hidroflorik asit bileşiklerinin çalışmalarında, silikon florür ve potasyum buharı etkileşimi ile serbest amorf silisyum (bir "silis radikali") elde etti. 1855'te St. Clair-Deville kristalin silikon aldı.

3. İsmin kökeni

Silikon veya kiesel ismi (Kiesel, flint) Berzelius tarafından önerildi. Daha önce, Thomson bor (Bor) ve karbon (Karbon) ile benzerlik yaparak İngiltere ve Amerika'da kabul edilen silikon (Silikon) adını önerdi. Silikon kelimesi silikondan (silika) gelir; biten "a" 18. ve 19. yüzyıllarda kabul edildi. Arazi tayini için (Silika, Alüminya, Thoria, Terbia, Glucina, Cadmia, vb.) Sırasıyla, silika kelimesi lat ile ilişkilidir. Silex (güçlü, çakmaktaşı).

Rus ismi silikonu eski Slav kelimelerinden çakmaktaşı (bir taş ismi), kremyk, güçlü, koltuk, koltuk (kıvılcım elde etmek için demirle vurmak), vb. Geliyor. XIX. Yüzyılın başındaki Rus edebiyatı. silika (Zakharov, 1810), silisyum (Soloviev, Dvigubsky, 1824), çakmaktaşı (Strakhov, 1825), silisli (Jobovsky, 1827), silika ve silikon (Hess, 1831) adları vardır.

4. Doğada Olmak

En doğada, silikon, silika - silikon dioksit (IV) SiO2 (yer kabuğunun kütlesinin yaklaşık% 12'si) bazlı bileşikler şeklinde bulunur. Silisyum dioksitin oluşturduğu ana mineraller ve kayaçlar kum (nehir ve kuvars), kuvars ve kuvarsit, çakmaktaşı ve feldispatlardır. Doğadaki en yaygın ikinci silikon bileşik grubu silikatlar ve alüminosilikatlardır.

Doğal bir formda saf silikon bulmanın tek gerçekleri belirtilmiştir.

Silisyum çoğu mineral ve cevherde bulunur. Gerekli kuvarsit ve kuvars kumu birikintileri dünyanın birçok ülkesindedir. Bununla birlikte, daha iyi bir ürün elde etmek veya karlılığı arttırmak için, maksimum silikon içeriği olan hammaddelerin kullanılması (% 99'a kadar Si02) daha kârlıdır. Bu tür zengin mevduatlar son derece nadirdir ve dünya çapında rakip cam endüstrisi tarafından aktif ve uzun zamandır kullanılmaktadır. Ancak, ikincisi, en az demir kirlenmesinde bile ham maddeleri işlemekte isteksizdir, ancak ferroalyaj üretiminde çok az kritik öneme sahiptir. Bütün dünyada, hammaddeli silikon üretiminin güvenliği yüksek olarak kabul edilir ve maliyetlerin ana maliyetine karşılık gelen payı önemsizdir (% 10'dan az).

silisyum şekilsiz atom

5. Makbuz

“Silikon dioksit olan ince beyaz kumlu magnezyum ile kalsinasyonla serbest silikon elde edilebilir:

Bu durumda, kahverengi bir amorf silikon tozu oluşur. "

Endüstride, şaft tipi cevher fırınlarında SiO2 eriyiğinin yaklaşık 1800 ° C sıcaklıkta kokla eritilmesiyle elde edilir. Bu şekilde elde edilen silikonun saflığı% 99.9'a ulaşabilir (ana safsızlıklar karbon, metallerdir).

Silikonun safsızlıklardan daha fazla saflaştırılması mümkündür.

Laboratuvar temizliği, önce magnezyum silisit Mg2Si elde edilerek gerçekleştirilebilir. Daha sonra, gaz monosilan SiH4 hidroklorik veya asetik asitler kullanılarak magnezyum silisitinden elde edilir. Monosilan damıtma, emilim ve diğer usullerle saflaştırılır ve daha sonra yaklaşık 1000 ° C sıcaklıkta silikon ve hidrojen halinde ayrıştırılır.

Endüstriyel ölçekte silikon saflaştırma, silikonun doğrudan klorlanmasıyla gerçekleştirilir. Bu durumda, SiCl4 ve SiCl3H bileşimine ait bileşikler oluşur. Bu kloritler, safsızlıklardan (genellikle damıtma ve orantısızlaştırma yoluyla) çeşitli yollarla saflaştırılır ve son aşamada, 900 ila 1100 ° C arasındaki sıcaklıklarda saf hidrojen ile indirgenir.

Daha ucuz, daha temiz ve daha verimli endüstriyel silikon arıtma teknolojileri geliştirilmektedir. 2010 yılında, bu teknolojiler arasında florin (klorin yerine) kullanılarak silinin saflaştırılması; silikon monoksitin damıtılması için teknolojiler; teknolojiler arası sınırlara odaklanan safsızlıkların aşınmasına dayanan teknolojiler.

Saf silikon üretme yöntemi Nikolai Nikolaevich Beketov tarafından geliştirilmiştir.

Rusya'da, OK Rusal, Kamensk-Uralsky (Sverdlovsk Bölgesi) ve Shelekhov (Irkutsk Bölgesi) şehirlerindeki fabrikalarda teknik silikon üretmektedir; Klorür teknolojisi ile rafine edilmiş silikon, Usolye-Sibirskoye kasabasındaki tesiste bulunan Nitol Solar grubu tarafından üretilmektedir.

6. Fiziksel özellikler

Silisyumun kristal yapısı

Silisyumun kristal kafesi bir kübik yüz merkezli elmas tipidir, parametre a = 0.54307 nm (silisyumun diğer polimorfik modifikasyonları da yüksek basınçlarda elde edilmiştir), ancak C - C bağ uzunluğuna, sertliğe kıyasla Si - Si atomları arasındaki daha uzun bağ uzunluğuna bağlı olarak silikon elmastan çok daha azdır. Silikon kırılgandır, yalnızca 800 ° C'nin üzerinde ısıtıldığında plastik bir madde haline gelir. İlginç bir şekilde, silikon, 1.1 mikron dalga boyunda başlayan kızılötesi radyasyona karşı saydamdır. Dahili taşıyıcıların konsantrasyonları 5.81 × 1015 m ?3'tür (300 K sıcaklık için).

7. Elektrofiziksel özellikler

Monokristal elemental silikon, dolaylı bir yarı iletkendir. Oda sıcaklığında bant aralığı 1.12 eV'dir ve T = 0 K'da 1.21 eV'dir. Normal koşullar altında silikondaki intrinsik yük taşıyıcıların konsantrasyonu yaklaşık 1.5 x 1010 cm3'tür.

Kristalin silikonun elektrofiziksel özellikleri, içerdiği yabancı maddelerden büyük ölçüde etkilenir. Delik iletkenliği olan silikon kristalleri elde etmek için, III grubunun, bor, alüminyum, galyum ve indiyum gibi elementlerin atomları silikonun içine sokulur. Elektronik iletkenliğe sahip silikon kristalleri elde etmek için, Vth grubunun fosfor, arsenik, antimon gibi elementlerinin atomları silikonun içine sokulur.

Silisyum bazlı elektronik cihazlar yaratırken, malzemenin yüzey katmanı (onlarca mikrona kadar) ağırlıklı olarak söz konusudur, dolayısıyla kristalin yüzey kalitesi, silikonun elektrofiziksel özellikleri ve buna bağlı olarak bitmiş cihazın özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. Bazı cihazlar oluşturulurken, yüzey değişikliğiyle ilişkili yöntemler, örneğin silikonun çeşitli kimyasal maddeler ile yüzey işleminden geçirilmesi ile ilgili yöntemler kullanılır.

Dielektrik sabiti: 12

Elektron hareketliliği: 1200 - 1450 cm2 / (V s).

Delik hareketliliği: 500 cm2 / (V · s).

Bant aralığı 1.205-2.84 · 10 - 4 · T

Elektron Ömrü: 5 ns - 10 ms

Elektron ortalama serbest yolu: yaklaşık 0.1 cm

Deliksiz yol: yaklaşık 0.02 - 0.06 cm

Tüm değerler normal şartlar içindir.

8. Kimyasal özellikler

Karbon atomları gibi, orbitallerin sp3 hibridizasyonu durumu silikon atomlarının karakteristiğidir. Hibridizasyondan dolayı, saf kristalimsi silikon, silisyumun dört değerli olduğu elmas benzeri bir kafes oluşturur. Bileşiklerde, silikon genellikle +4 veya −4 oksidasyon durumuna sahip dört değerli bir element olarak kendini gösterir. Divalent silikon bileşikleri, örneğin, silikon oksit (II) - SiO bulunur.

Normal koşullar altında, silikon kimyasal olarak etkin değildir ve aktif olarak sadece gaz halindeki florin ile tepkimeye girer ve uçucu silikon tetraflorür SiF4 oluşur. Silikonun bu "hareketsizliği", yüzeyin hemen oksijen, hava veya su (su buharı) varlığında oluşan nano ölçekli bir silikon dioksit tabakası tarafından pasifleştirilmesiyle ilişkilidir.

400-500 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklara ısıtıldığında, silikon SiO2 dioksit oluşturmak için oksijenle reaksiyona girer, işleme yüzeydeki dioksit tabakasının kalınlığındaki bir artış eşlik eder, oksidasyon işleminin hızı atomik oksijenin dioksit filminden difüzyonu ile sınırlanır.

400-500 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklara ısıtıldığında, silikon, klor, brom ve iyot ile reaksiyona girer - karşılık gelen kolayca uçucu tetrahalid SiHal4 ve muhtemelen daha karmaşık halojenürlerin oluşumu ile.

Silisyum doğrudan hidrojenle reaksiyona girmez, dolaylı olarak hidrojen - silanlı genel bileşiklerle SinH2n + 2 formülüne sahip silikon bileşikleri elde edilir. Monosilan SiH4 (genellikle basitçe silan olarak adlandırılır), metal silisitlerin asit çözeltileri ile etkileşimi sırasında salınır, örneğin:

Bu reaksiyonda oluşan silan SiH4, diğer silanların, özellikle disilan Si2H6 ve trisilan Si3H8'in bir karışımını içerir; buradaki tekli bağlar (- Si - Si - Si--) ile birbirine bağlanmış bir silikon atomu zinciri vardır.

Silisyum, yaklaşık 1000 ° C sıcaklıkta azotlu nitrür Si3N4'ü ve borlu termik ve kimyasal olarak dirençli olan Borid SiB3, SiB6 ve SiB12'yi oluşturur.

1000 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda, yüksek sertlik ve düşük kimyasal aktivite ile karakterize edilen periyodik tablo - karbon - silisyum karbür SiC'ye (karborund) göre bir silikon bileşiği ve en yakın analoğunu elde edebilirsiniz. Carborundum, aşındırıcı bir malzeme olarak yaygın şekilde kullanılır. Aynı zamanda, ilginç bir şekilde, silikon eriyiği (1415 ° C), uzun bir süre boyunca, pratik olarak çözülmeyen ve hiçbir şekilde etkileşime girmeyen izostatik preslemenin yoğun sinterlenmiş ince taneli grafiti büyük parçalar halinde uzun süre karbon ile temas ettirilebilir.

Dördüncü grubun (Ge, Sn, Pb) altında yatan elementler, diğer metallerin çoğunda olduğu gibi silikonda sınırsız bir şekilde çözünür. Silisyum metallerle ısıtıldığında silisitler oluşabilir. Silisitler iki gruba ayrılabilir: iyonik kovalent (alkali metal, toprak alkali metal silisitler ve tip Ca2Si, Mg2Si, vb.) Ve metal benzeri (geçiş metali silisitleri). Aktif metallerin silisitleri asitlerin etkisi altında ayrışır, geçiş metali silisitleri kimyasal olarak kararlıdır ve asitlerin etkisi altında ayrışmazlar. Metal benzeri silisitler yüksek erime noktalarına (2000 ° C'ye kadar) sahiptir. MeSi, Me3Si2, Me2Si3, Me5Si3 ve MeSi2 bileşiklerinin metal benzeri silisitleri oluşur. Metal benzeri silisitler, yüksek sıcaklıklarda bile oksijenin etkisine dayanıklı kimyasal olarak etkisizdir.

Silisyumun demir ile ötektik bir karışım oluşturduğu özellikle belirtilmelidir, bu, demir ve silikonun erime noktalarından önemli ölçüde düşük sıcaklıklarda ferrosilikon seramikler oluşturmak için bu malzemelerin sinterlenmesi (kaynaşması) sağlar.

Si02, 1200 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda silikonla azaldığında, silikon (II) -SiO oluşur. Bu işlem, silikon kristallerinin üretiminde Czochralski metodu ile sürekli izlenir, kristalizasyonu yönlendirir, çünkü en az kirletici silikon materyali olarak silikon dioksitten yapılmış kaplar kullanırlar.

Silisyum, silikon atomlarının uzun zincirlerde oksijen atomları - O - ile köprülenerek bağlandığı organosilikon bileşiklerinin oluşumu ile karakterize edilir ve iki O atomu haricinde her bir silikon atomuna R1 ve R2 bağlı = CH3, C2H5, C6H5, CH2CH2CF3 vb.

Aşındırma silikonu için en yaygın kullanılan, hidroflorik ve nitrik asitlerin bir karışımıdır. Bazı özel toplayıcılar, kromik anhidrit ve diğer maddelerin eklenmesini sağlar. Aşındırma işlemi sırasında, asit aşındırma çözeltisi hızlı bir şekilde kaynama noktasına kadar ısıtılır, oysa aşındırma oranı birçok kez artar.

Si + 2HNO3 = Si02 + NO + NO2 + H20

Si02 + 4HF = SiF4 + 2H2O

3SiF4 + 3H2O = 2H2SiF6 + vH2SiO3

Silisyumun aşınması için sulu alkali çözeltileri kullanılabilir. Alkali çözeltilerde silikonun aşınması, 60 ° C'den daha yüksek bir çözelti sıcaklığında başlar.

Si + 2KOH + H20 = K2Si03 + 2H2 ^

K2SiO3 + 2H2O-H2SiO3 + 2KOH

9. İnsanlarda silikon

Si, insan vücudundaki en önemli eser elementtir. Silisyumun insan vücudundaki ana rolü, vücuttaki lifli dokuların (kollajen ve elastin) alt birimlerinin birbirine bağlanması olan ve bunlara güç ve elastikiyet veren kimyasal bir reaksiyona katılmaktır. Ayrıca doğrudan kemik mineralizasyonu sürecine de katılmaktadır. Biyouyumluluğunun arttığını gösteren akciğerler, adrenal bezler, trakea, kemikler ve bağlar gibi birçok organ ve dokuda bulunur, silikonun bir diğer önemli işlevi de normal vücut metabolizmasını sağlamaktır. Daha doğrusu - eğer silikon yeterli değilse, yaklaşık 70 diğer element vücut tarafından emilmez. Silikon zararlı mikroorganizmaları ve virüsleri emen kolloidal sistemler oluşturur, böylece vücudu temizler. Bir kişinin günde en az 10 miligram silikona ihtiyacı vardır. Silisyum, vücuda iki yolla verilebilir: silisyum içeren su ve bazı bitkilerin tüketilmesi Günde 1 g Si ye kadar olan yiyeceklerle günlük olarak insan vücuduna beslenir, bu elementin eksikliği kemik dokusunun zayıflamasına ve bulaşıcı hastalıkların gelişmesine neden olabilir.

Silikon suyunun iyileştirici özellikleri yaygın olarak bilinmektedir. Silikon suyu, vücuttaki bu hayati maddenin konsantrasyonunu yenilemek için basit bir araçtır. Silikon ile en doygun olanlardan biri, doğal, mavi, iyileştirici ve yenilebilir kil kaynağıdır.

10. uygulama

Tıpta kullanın:

Tıpta, silikon, silikonların bileşiminde kullanılır - tıbbi teknolojide kaplama olarak kullanılan yüksek moleküler etkisiz bileşikler. Son yıllarda, osteoporozu, aterosklerozu, tırnak hastalıklarını, saçları ve cildi önleyen ve tedavi eden silikon ile zenginleştirilmiş diyet takviyeleri ve ilaçlar ortaya çıkmıştır.

İnşaat ve hafif endüstride uygulama:

Silikon bileşikleri hem yüksek teknolojide hem de günlük hayatta yaygın olarak kullanılmaktadır. Silika ve doğal silikatlar cam, seramik, porselen, çimento, beton ürünleri, aşındırıcı malzemeler vb. Üretiminde başlangıç ​​malzemeleridir. Bir dizi bileşen ile birlikte, fiber optik kabloların üretiminde silika kullanılır. Mika ve asbest elektriksel yalıtkan ve yalıtkan malzemeler olarak kullanılır.

Polimer modifiyeli püskürtme beton tünellerin döşenmesi için ekonomik bir malzemedir. Silikonlar nemden ve zararlı kimyasallardan kaynaklanan hasarı önler. Silikon dispersiyonlara dayanan çatı kaplamaları cesur tasarım fikirleri içerebilir ve etkileyici teknik özelliklere sahiptir. Kopolimer dispersiyonları, ısıtma, havalandırma ve iklimlendirme sistemlerinde kullanılan yüksek kaliteli sızdırmazlık maddeleri için gerekli yapıştırma dengesi ve esnekliği sağlar.

Silikonlar deri ve tekstil ürünleri terbiye etmek için mükemmeldir, nihai ürünü korur ve üretim süreçlerini optimize eder.

Çeşitli silikon bileşikleri, çeşitli temizlik ürünleri için köpük önleyici katkı maddesi olarak uygundur.

Silikon bazlı dispersiyonlar etkili emilim sağlar ve emici maddelerin üretiminde kullanılır.

Kaputun altında, şanzıman, elektronik ve elektrik sistemlerinde, arabanın iç kısmında veya kasadaki dikişlerde silikonlar bulunabilir. Yüksek sıcaklıklarda bile, silikon agresif maddelerin etkilerine karşı korur veya bir atlatıcı, titreşim damperi, iletken veya yalıtkan olarak işlev görür. Bütün bunlar, sadece silikon içeren polimerlerin şaşırtıcı derecede geniş bir yararlı özellik yelpazesine sahip olması nedeniyle mümkündür.

Yapıştırıcılar ve sızdırmazlık malzemeleri, birçok önemli endüstride temel ürünlerdir. Silikon, çeşitli sanayi alanlarında, kâğıt, ambalaj yapıştırıcıları, ahşap ve yer tutkalı üretimi ile başlayıp otomotiv sektörü ve rüzgar enerjisi ile son bulmasıyla kullanılmaktadır.

Ağır sanayi uygulamaları:

Silisyumun bir dizi yarı iletken için temel olarak "işitilmesinde" - güneş pillerinden bilgisayar işlemcilere kadar, bu nedenle bu malzeme en "yüksek teknolojilerin" temelidir. Dünyadaki yüksek saflıkta yarı iletken silikon üretiminin tonajı, birkaç yıldan beri yılda ortalama% 20'ye varan bir oranda artmakta ve diğer nadir metaller arasında benzerleri bulunmamaktadır.

Yüksek saflıkta silikon, yarı iletken teknolojisinde ve teknik saflıkta (% 96-99 Si) - demir dışı ve demir dışı metalurjide, demir dışı alaşımların (silumin, vb.), Alaşımların (elektrik ekipmanlarında kullanılan silikon çelikler ve alaşımların) ve deoksidasyonun üretilmesinde kullanılır. çelik ve alaşımlar (oksijen giderimi), silisit üretimi vb.

Endüstride, cevher tipi şaft tipi fırınlarda Si02 eriyikinin kok ile yaklaşık 1800 santigrat sıcaklıkta indirgenmesiyle teknik dereceli silikon elde edilir. Bu şekilde elde edilen silikonun saflığı% 99.9'a ulaşabilir (ana safsızlıklar karbon, metallerdir).

Saf silikon ve bileşiklerinin kimya endüstrisinde kullanımı hızlı bir şekilde artmaktadır (yılda yaklaşık% 8 büyüme). Son yıllarda, gelişmiş ülkeler plastik, boya ve vernik, yağlayıcı vb. Üretiminde kullanılan bir dizi silikon (silikon) malzemesinin üretimi için hızla teknolojiler geliştiriyorlar.

Bununla birlikte, dünyadaki silikon uygulamalarının çoğu (neredeyse% 80) geleneksel kalır - bu, bir dizi özel çelik (elektrik, ısıya dayanıklı) ve çeşitli alaşımların (silumin vb.) Üretiminde bir bitişiktir. Silisyum ve alaşımlarının önemli bir kısmı demir metalürjisinde çok etkili bir deoksidasyon çeliği olarak kullanılır.

Demir alaşımları ve diğer silikon alaşımları temel olarak demir metalurjisinde kullanılır. Daha ucuzdur ve kullanımı daha kolay uyarlanabilir ve demir içeriği (ve bazı durumlarda alüminyum) o kadar kritik değildir. Elektrikli çeliklerin bileşimi, bir kural olarak,% 3.8-4.2 silikon içerir, bu nedenle, dünyadaki sadece bu çelik üretim tesisleri, ana alaşım olarak yılda 0.5 milyon tondan fazla silikon tüketmektedir. Ferrosilikonun bir başka önemli kullanımı (aynı zamanda silikomangan ve kompleks bileşimler de dahil olmak üzere) etkili ve nispeten ucuz deoksidize çeliklerdir.

Demir dışı metalurji (ve kimya endüstrisi) daha yaygın olarak kullanılan metalik magnezyumdur. Sertleştirilmiş alüminyum (silumin) ve magnezyum alaşımlarının bir bitişi olarak en iyi uygulamayı bulur.

Silisyum (silisyum karbür ve kompleks bileşimler olarak) aşındırıcı ve karbür ürünler ve aletlerin üretiminde bir miktar kullanım bulur.

Güç, elektrik ve elektronikte kullanın:

Silisyumun elektriksel iletkenlik ve yalıtım nitelikleri gibi esnekliğin yanı sıra esneklik gibi ikili özellikleri, aydınlatma cihazları, kapasitörler, yalıtkanlar, cipsler ve dielektrikler gibi tüm ürün hattında silikon kullanılmasına izin verir. Böylece, silikon kir, nem, radyasyon veya ısı gibi her türlü dış etkenlerden izole edilir.

Tüketici elektroniği ve ölçüm sensörlerinde silikonlar, elektrikli ve hassas elektronik ekipman bileşenlerinin güvenilirliğini ve emniyetini sağlar. Otomotiv endüstrisinde, hafif endüstride, yarı iletken endüstrisinde ve optoelektronikte, ayrıca enstrümantasyon ve kontrol teknolojisi ve aydınlatmada kullanılırlar.

Dirençlerde ve kapasitörlerde, metil silikon reçineler, elektrik dalgalanmaları durumunda yangını önlemek için etkili bir kaplama görevi görür.

İzolatörlerde, kablolarda ve transformatörlerde, pirojenik silika, geniş bir sıcaklık aralığında mükemmel bir ısı yalıtımı sergiler: oda sıcaklığından 1000 ° C'ye kadar.

Modern ve gelecek vaat eden bilişim teknolojileri (bilgisayar, elektronik, telekomünikasyon vb.) Yarı iletken silikon kullanımına dayanmaktadır. Şimdi en popüler yarı mamuller - en modern talaşların üretildiği (elemanların boyutu 0.065 ism'e kadar) 300 mm çapa kadar hassas (öğütülmüş) silikon gofret.

Havacılık endüstrisinde, yüksek kaliteli güneş pilleriyle enerji üretme kabiliyeti nedeniyle silikon kullanımı, karmaşık devrelerde bir substrat görevi görmesi ve gemi gövdesini dış etkenlerden koruması nedeniyle silikon kullanımı.

Silisyum (c-Si) çeşitli şekillerde (kristalimsi, çok kristalli, amorf) şimdi ve öngörülebilir gelecekte mikroelektroniklerin temel malzemesi olarak kalacaktır. Bu, aşağıdakilerden ayırt edilebilecek bir takım benzersiz fiziksel ve kimyasal özelliklerden kaynaklanmaktadır:

1. İlk materyal olarak silikon elde edilebilir ve ucuzdur ve üretim, saflaştırma, işleme ve doping teknolojisi, üretilen yapıların yüksek derecede kristalografik mükemmellik derecesini sağlayan iyi geliştirilmiştir. Bu göstergede silisyumun çelikten çok daha üstün olduğu özellikle vurgulanmalıdır.

2. Silikonun iyi mekanik özellikleri vardır. Young modülüne göre, silikon paslanmaz çeliğe yaklaşıyor ve çok miktarda kuvars ve çeşitli camları aşıyor. Silisyum kuvvete sertliğe yakındır ve demirden neredeyse iki kat daha güçlüdür. Silisyum tekli kristalleri, paslanmaz çelikten üç kat daha yüksek bir akma dayanımına sahiptir. Bununla birlikte, deformasyon sırasında, boyutta gözle görülür değişiklikler olmadan çökmekle birlikte metaller genellikle plastik deformasyona uğrar. Silisyumun yok edilmesinin nedenleri, silikon tek kristallerinin yüzeyinde bulunan kristal kafesin yapısal kusurları ile ilişkilidir.

Yarı iletken endüstrisi, silisyumun yüksek kalitede yüzey işleme problemini başarıyla çözer; bu nedenle, silikon mekanik bileşenler (örneğin, basınç sensörlerinde elastik elemanlar) çeliğe karşı üstündür.

Silikon cihazların mikroelektronik üretim teknolojisi, metallerin silikon bir yüzeye vakumla biriktirme yöntemleri ile birlikte ürünlerin minyatürleştirilmesinde çok uygun olduğu ortaya çıkan, dopant atomlarının iyon implantasyonu veya termal difüzyonuyla oluşturulan ince tabakaların kullanımına dayanmaktadır.

Silikon mikroelektronik cihazlar, grup teknolojisine göre üretilmektedir. Bu, tüm üretim işlemlerinin birkaç yüzlerce ayrı kristal ("yonga") içeren bir silikon gofret için gerçekleştirildiği anlamına gelir. Ve sadece üretimin son aşamasında, plaka kristallere ayrılır ve bunlar bireysel cihazların montajında ​​kullanılır ve bu da maliyetlerini büyük ölçüde azaltır.

Silikon cihazların yapılarının boyut ve şeklini çoğaltmak için, yüksek hassasiyetli üretim sağlayan fotolitografi yöntemi kullanılmaktadır.

Sensörlerin imalatı için, silikonun çeşitli etkilere cevap verme yeteneği özellikle önemlidir: mekanik, termal, manyetik, kimyasal ve elektriksel. Silikonun evrenselliği, sensörlerin maliyetini ve üretim teknolojilerinin birleşmesini azaltmaya yardımcı olur. Sensörlerde silikon, temel amacı ölçülen fiziksel veya kimyasal etkiyi elektrik sinyaline dönüştürmektir. Silisyumun sensörler içindeki işlevleri, geleneksel entegre devrelerden çok daha geniş olduğu ortaya çıkmaktadır. Bu, silikon duyarlı elemanların üretim teknolojisinin bazı özelliklerine yol açar.

Referanslar

1. Kimyasal ansiklopedi: 5 oyla. / Editör: Knunyants I.L. (ch. Red.). - Moskova: Sovyet Ansiklopedisi, 1990. - T. 2. - s. 508. - 671 s. - 100 000 kopya

2. J.P. Riley ve Skirrow G. Kimyasal Oşinografi V. 1, 1965

3. Goryachegorsk masifinin ijolitlerinde, sıradan akorların petrolojisinde metalik silikon

4. Glinka N.L. Genel kimya - 24th ed., Rev. - L.: Kimya, 1985. - s. 492. - 702 s.

5. R Smith., Yarı İletkenler: Trans. İngilizceden - M: Mir, 1982. - 560 s, il.

6. Pakhomova, TB, Aleksandrova, EA, Simanova, S.A. Silikon: Çalışma Kılavuzu. - SPb.: SPbSTI (TU), 2003. - 24'ler.

7. Zi S., yarı iletken cihazların fiziği: 2 kitapta. Vol. 1. Trans. İngilizceden - M: Mir, 1984. - 456 s, il.

8. Koledov L. А. Mikro devrelerin, mikroişlemcilerin ve mikro montajların teknolojileri ve tasarımları: Eğitim // // ed., Corr. ve ekleyin. - SPb .: Lan yayınevi, 2007.

9. Samsonov. GV Silisitler ve mühendislikteki kullanımları. - Kiev, Ukrayna SSR Bilimler Akademisi Yayınevi, 1959. - 204 s. hasta.

Allbest.ru tarihinde gönderildi

...

Benzer belgeler

Silisyum atomunun yapısı, temel kimyasal ve fiziksel özellikleri. Silikatların ve silislerin doğadaki dağılımı, kuvars kristallerinin endüstride kullanımı. Yarı iletken teknolojisi için saf ve çok saf silikon elde etme yöntemleri.

özet, eklendi 12.05.2014


Yer kabuğunun en yaygın ikinci (oksijenden sonra) elemanı. Basit madde ve element silikonu. Silikon bileşikleri. Silikon bileşiklerin uygulama alanları. Silikon bileşikleri. Silikon hayat.

özet, 14.08.2007 tarihinde eklendi


Yer kabuğundaki prevalansa göre, silikon oksijenden sonra 2 yer almaktadır. Metalik silikon ve bileşikleri, teknolojinin çeşitli alanlarında kullanım bulmuşlardır. Çeşitli derecelerde çelik ve demir dışı metallerin üretiminde alaşım katkıları formunda.

dönem ödevi eklendi 04/01/2009


Silikon, periyodik kimyasal elementler tablosunun üçüncü periyodunun dördüncü grubunun ana alt grubunun bir elemanıdır. D.I. Mendeleyev; doğada yayıldı. Silika bazlı mineral çeşitleri. Silikon bileşiklerin uygulama alanları; cam.

sunum tarihi 16.06.2011


Basit maddelerin kimyasal özellikleri. Karbon ve silikon hakkında genel bilgi. Karbonun kimyasal bileşikleri, oksijen ve azot içeren türevleri. Karbürler, suda çözünür ve çözünmez ve asitleri seyreltir. Oksijenli silikon bileşikleri.

özet, eklendi 07.07.2010


Grup III'ün ana alt grubundaki elementlerin fiziksel özellikleri. Alüminyumun genel özellikleri, bor. Doğal inorganik karbon bileşikleri. Silisyumun kimyasal özellikleri. Karbonun metaller, metaller ve su ile etkileşimi. Oksitlerin özellikleri.

sunum 04.09.2017 tarihinde eklendi


Silisyumun doğrudan nitratlanması. Buhar biriktirme işlemleri. Plazma kimyasal biriktirme ve reaktif püskürtme. İnce silikon nitrür filmlerinin yapısı. Substrat yüzeyinin biriken silikon nitrür tabakalarının bileşimi, yapısı ve morfolojisi üzerindeki etkisi.

dönem ödevi eklendi 12/03/2014


Nikelli silikon alaşımları, özellikleri ve endüstriyel uygulamaları. Katı metal çözeltilerin özelliklerinin termodinamik modellenmesi. "Düzenli" çözümler teorisi. İntermetalik bileşiklerin oluşumunun termodinamik fonksiyonları. Bileşenlerin faaliyetlerinin hesaplanması.

tez, 13.03.2011 tarihinde eklendi


Silisyum üretiminde kullanılan cevher eritme fırınlarına genel bakış. Hammaddelerin kimyasal bileşiminin ve molar miktarda kimyasal elementlerin silikon üretiminde kullanılan karbonlu indirgeyici maddelerin yükleme faktörlerini dikkate alarak yeniden hesaplanması.

dönem ödevi eklendi 12/04/2015


Fosfor keşfi tarihi. Doğal bileşikler, fosforun doğada dağılımı ve üretimi. Kimyasal özellikler, elektron konfigürasyonu ve fosfor atomunun uyarılmış duruma geçişi. Oksijen, halojen, kükürt ve metallerle etkileşim.

Genel ve Mesleki Eğitim Bakanlığı

Novosibirsk Devlet Teknik

üniversite.

Organik Kimyada RGR.

"Silikon"

Fakülte: EM

Grup: EM-012

Tamamlandı: Danilov I.V.

Öğretim Görevlisi: Shevnitsyna LV

Novosibirsk, 2001

Silisyum (lat. Silicium), Si, IV. Grubun kimyasal elementi, periyodik

periyodik sistem; atom numarası 14, atom kütlesi 28.086. Doğada

eleman üç kararlı izotopla temsil edilir: 28Si (% 92.27), 29Si

(% 4.68) ve 30Si (% 3.05).

Canlı organizmalarda silikon.

Vücuttaki silikon, dahil olan çeşitli bileşikler formundadır

temelde sert iskelet parçaları ve dokuların oluşumunda. özellikle

birçok su bitkisi bazı deniz bitkilerini biriktirebilir (örneğin, diyatomlar

algler) ve hayvanlar (örneğin, cremacene süngerleri, radyolarianlar),

okyanus tabanında ölürken güçlü silikon dioksit birikintileri oluşturur.

soğuk denizlerde ve göllerde, K'nın egemen olduğu biyojenik çamurlar,

tropikal denizler - düşük kireçtaşı K içeriği düşüktür. Arazi arasında

birçok K bitkisi tahıl, saz, avuç içi ve at kuyruğu biriktirir. Omurgalılarda

yoğun bağ dokusu, böbreklerde bulunan en büyük K. miktarları,

pankreas. Bir kişinin günlük oranı, 1 g K içerir.

insan ve hastalığa neden olur - Silikoz (Latince. silex'ten -

çakmaktaşı), uzun süreli toz solunmasından kaynaklanan bir insan hastalığı,

hastalıkları. Porselen kaplı madencilikte oluşur,

metalurji, makine imalat endüstrisi. C. - en çok

pnömokonyoz grubundan elverişsiz hastalık; daha sık

diğer hastalıklarda, tüberküloz sürecine katılım kaydedildi

(t. N. silikotüberküloz) ve diğer komplikasyonlar.

Keşif ve kullanım tarihi.

Tarihsel arka plan Yeryüzünde yaygın olan bileşikler K

taş Devri'nden beri insan olarak biliniyor. Emek için taş aletlerin kullanılması

ve avcılık birkaç bin yıl sürdü. K bileşiklerinin kullanımı,

cam işleme - işlemleriyle ilişkili olarak yaklaşık 3000

yıl M.Ö. e. (eski Mısır'da). Daha önce bilinen bileşik K. -

si02 dioksit (silika). 18. yüzyılda silika basit bir vücut olarak kabul edildi ve

"arazi" ye atfedilir (adına yansıtılmıştır). Kompozisyonun karmaşıklığı

silika I. I. Berzelius'u buldu. Silisyum ilk kez serbest durumda

1811'de Fransız bilim adamı J. Gay-Lussac ve O. Tenard tarafından elde edildi.

1825'te İsveçli mineralog ve kimyager Jens Jakob Berzelius amorf olarak kabul edildi.

silikon. Kahverengi toz amorf silisyum geri kazanılarak elde edildi

metalik potasyum gazlı silikon tetraflorür:

SiF4 + 4K = Si + 4KF

Kristalin silikon formu daha sonra elde edildi. yeniden kristalleşme

erimiş metallerden silikon gri katı madde elde edildi, ancak

metalik bir parlaklık ile kırılgan kristaller. Elementinin Rusça isimleri

silikon, G.I. Hess tarafından 1834'te kullanıma sunuldu.

Doğadaki Dağılımı.

Oksijenden sonra silikon, dünyadaki en yaygın elementtir (% 27,6).

Minerallerin ve kayaların çoğunda yer alan bir elementtir,

yer kabuğunun sert kabuğunu oluşturur. Yerkabuğunda K. aynı oynar

hayvan ve bitki dünyasında karbon olarak birincil rol. için

jeokimyada K., oksijenle son derece güçlü bağlantısı önemlidir. En çok

ortak silikon bileşikleri - silikon oksit SiO2 ve

silikatlar denilen silisik asit türevleri. Silisyum oksit (IV)

bir kuvars minerali (silika, çakmaktaşı) şeklinde oluşur. Bunun doğasında

bağlantılar bütün dağlara yığılmış. Çok büyük, 40 tona kadar ağır,

kuvars kristalleri. Ortak kum kirlenmiş ince kuvarsdan oluşur

çeşitli kirlilikler. Yıllık küresel kum tüketimi 300'e ulaşıyor

milyon. tondur.

Silikatların alüminosilikatlar doğada en yaygın olanlarıdır (kaolin

Al203 * 2SiO2 * 2H2O, asbest CaO * 3MgO * 4SiO2, ortoklaz K2O * Al2O3 * 6SiO2, vb.).

Mineral ve silikon oksitlerine ek olarak mineral bileşimi oksitler ise

sodyum, potasyum veya kalsiyum, mineral feldspat (beyaz

mika, vb.) Feldispat bilinenlerin yaklaşık yarısını oluşturur

silikatların doğası. Granit ve gnays kayaları arasında kuvars, mika,

feldispat.

Silikon bitki ve hayvan dünyasının önemsiz miktarlarda bir parçasıdır

bu bitkilerin gövdelerinin artan mukavemeti nedeniyle. Kabukları kirpikler,

vücut süngerleri, yumurta ve kuş tüyleri, hayvan kılı, saç, vitröz vücut

gözler ayrıca silikon içerir.

Gemiler tarafından teslim edilen ay toprak örneklerinin analizi gösterdi

silikon oksit varlığının yüzde 40'tan fazla olması. Taştan oluşan

meteorlar silikon içeriği yüzde 20'ye ulaşıyor.

Atomun yapısı ve ana kimyasal ve fiziksel. Kutsal ada.

K. metalik bir parlaklık kristalleri ile koyu gri oluşturur

= 5.431E dönemlik kübik yüz merkezli elmas türü kafes,

2,33 g / cm3'lük yoğunluk. Çok yüksek basınçlarda yeni bir tane elde edildi (

görünüşe göre altıgen) 2.55 g / cm3 yoğunlukta modifikasyon. K. erir

1417 ° С'da, 2600 ° С'da kaynar. Özgül ısı (20-100 ° С'da) 800

j / (kgChK) veya 0.191 cal / (gChgrad); en temiz için bile ısı iletkenliği

numuneler sabit değildir ve (25 ° C) 84-126 W / (MChK) içinde veya

0.20-0.30 cal / (smCSchechChrad). Doğrusal genleşme sıcaklık katsayısı

2.33CH10-6 K-1; 120 K'nin altındaki değerler negatif olur. K., şeffaftır

longwave kızılötesi ışınlar; kırılma indisi (l = 6 μm için) 3.42;

11.7 dielektrik sabiti. K. diamagnetic, atomik manyetiktir.

duyarlılık -0.13 CH10-6. K. Mohs sertliği 7.0, Brinell 2.4

GN / m2 (240 kgf / mm2), elastikiyet modülü 109 GN / m2 (10890 kgf / mm2),

sıkıştırılabilirlik faktörü 0,325Ч10-6 см2 / кг. K. kırılgan malzeme; farkedilebilir

plastik deformasyon 800 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda başlar

K. - giderek daha fazla kullanılan yarı iletken. elektrik

k.'nın özellikleri çok kuvvetli kirlilik bağlı. Kendine özgü cilt

oda sıcaklığında elektriksel direnç K. olduğu varsayılır.

2,3 x 103 ohm (2,3 x 105 ohmcm).

P-tipi iletkenliğe sahip yarı iletken K. (katkı maddeleri B, Al, In veya Ga) ve n-

türü (P, Bi, As veya Sb katkı maddeleri) önemli ölçüde daha az dirence sahiptir.

Elektriksel ölçümlerde elektriksel bant aralığı 1.21 ev,

0 K ve 300 K'da 1.119 eV'ye düşer.

K.'nın Mendeleev'in periyodik tablosundaki pozisyonuna göre 14

bir atomun elektronları K. üç kabuğa dağıtılır: ilkinde (çekirdekten) 2

elektron, ikinci 8'de üçüncüde (değerlik) 4; elektronik konfigürasyon

kabuk 1s22s22p63s23p2. Sıralı iyonlaşma potansiyelleri (eV):

8149; 16.34; 33,46 ve 45,13. Atom yarıçapı 1.33E, kovalent yarıçap

1.17E, Si4 + 0.39E'nin iyonik yarıçapı, Si4- 1.98E.

K. bileşiklerinde (karbon gibi) 4 değerlik. Ancak, aksine

carbon, K., koordinasyon numarası 4 ile birlikte, koordinasyonu gösterir.

atomunun büyük hacmi ile açıklanmış olan sayı 6

bileşikler, 2-) grubunu içeren silikoflorürlerdir.

K atomunun diğer atomlarla kimyasal bağları genellikle

melez sp3 orbitalleri, ancak beşinin ikisini dahil etmek de mümkündür

(boş) 3d orbitaller, özellikle de K. altı koordinatı olduğunda.

Küçük bir elektronegativite değeri 1.8 olan

c; Azot cinsinden 3.0 vs.), K. metalik olmayan bileşiklerde

elektropozitif ve bu bileşikler doğada kutupsaldır. büyük

464 kJ / mol'e (111 kcal / mol) eşit Si-O oksijen ile bağlanma enerjisi,

oksijen bileşiklerinin direncine neden olur (SiO2 ve silikatlar).

Si-Si'nin bağlanma enerjisi küçüktür, 176 kJ / mol (42 kcal / mol); aksine

karbon, K., uzun zincirlerin oluşumu ve çift bağ ile karakterize edilmez

si atomları arasında. Havada, K., koruyucu oksit oluşumu nedeniyle

film, yüksek sıcaklıklarda bile kararlıdır. Oksijende oksitler

400 ° C'den başlayarak, silikon dioksit Si02 oluşturur. Monoksit de bilinmektedir.

SiO, gaz halinde yüksek sıcaklıklarda kararlı; keskin bir sonucu olarak

soğutma kolayca ayrışan katı ürün elde edilebilir

ince bir Si ve Si02 karışımı. K. asitlere karşı dayanıklıdır ve sadece

nitrik ve hidroflorik asit karışımları; sıcakta kolayca çözülür

hidrojen evrimi ile alkali çözeltiler. K., florin ile ne zaman reaksiyona girer?

oda sıcaklığı, diğer halojenlerle - ısıtıldığında

genel formül SiX4'e ait bileşiklerin oluşumu (bakınız Silikon halojenürler).

Hidrojen, K ve silika ile doğrudan reaksiyona girmez (silan)

silisitlerin ayrışmasını sağlayın (aşağıya bakınız). SiH4'den bilinen silika

si8H18'e kadar (bileşim doymuş hidrokarbonlara benzer). K. 2 oluşturur

oksijen içeren silan grupları siloksanlar ve siloksanlardır. Azot K. ile

1000 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda reaksiyona girer Önemli pratik önem

si3N4 nitrür, havada 1200 ° С'da bile okside olmayan,

asitler (nitrik hariç) ve alkaliler ile erimiş halde

metaller ve cüruflar kimyasal için değerli bir materyaldir

refrakter üretimi için sanayi vb. Yüksek sertlik ve

ayrıca termal ve kimyasal dirence sahip K bileşikleri de farklılık gösterir.

karbon (silisyum karbür SiC) ve borlu (SiB3, SiB6, SiB12). en

ısıtma K. reaksiyona girer (metal katalizörlerin varlığında,

örneğin bakır) organoklorin bileşikleri ile (örneğin, CH3CI ile)

organohalosilanların oluşumu [örneğin, Si (CH3) 3CI],

çok sayıda organosilikon bileşiğin sentezi.

Alınıyor.

Silikon üretimi için en basit ve en uygun laboratuvar yöntemi

metallerle yüksek sıcaklıklarda SiO2 silikon oksidinin azaltılması

stüdyo Network Edition. Silisyum oksidin kararlılığı nedeniyle

magnezyum ve alüminyum gibi aktif indirgeyiciler kullanılır:

3SiO2 + 4Al = 3Si + 2Al2O3

Kristalimsi alüminyum, metalik alüminyum ile indirgenerek elde edilir.

silikon. Metallerin metal oksitlerinden geri kazanılma yöntemi

alüminyum, 1865 yılında Rus fiziksel kimyager NN Beketov tarafından açıldı. en

silisyum oksidin alüminyuma geri kazanılması, açığa çıkan ısı için yeterli değildir.

reaksiyon ürünlerinin eritilmesi - silikon ve alüminyum oksit

2050 ° C'de erir. Reaksiyon ürünlerinin erime noktasını azaltmak için

reaksiyon karışımına kükürt ve fazla alüminyum eklenir. Reaksiyon oluştuğunda

düşük erime noktalı alüminyum sülfit:

2Al + 3S = Al2S3

Erimiş silikon damlacıkları potaya düşer.

K. teknik saflıkta (% 95-98) elektrik arkında üretilir

grafit elektrotlar arasında silika Si02 restorasyonu.

Yarı iletken teknolojisinin gelişimi ile bağlantılı olarak elde etmek için yöntemler geliştirdi

saf ve son derece saf K. Bu, saf olanın daha önce sentezlenmesini gerektirir.

orijinal bileşikler K., ki bu, K., indirgeme ile çıkarılır veya

ısıl ayrışma.

Saf yarı iletken K. iki şekilde olur: polikristal

(SiCl4 veya SiHCl3'ün çinko veya hidrojen ile indirgenmesi, termal

sil4 ve SiH4'ün ayrışması) ve monokristalin (potasiz bölge erimesi

ve tek bir kristalin erimiş K.'den (Czochralski yöntemi) çıkarılması.

Teknik silikonu klorlayarak, silikon tetraklorür elde edilir.

Silisyum tetraklorürün en eski ayrışması yöntemdir

seçkin Rus kimyager Akademisyen NN Beketov. Bu yöntem olabilir

denklemle gönderin:

SiCl4 + Zn = Si + 2ZnCl2.

57.6 ° C'de kaynayan silikon tetraklorür çiftleri,

çinko buharı ile etkileşime girer.

Halen, silikon tetraklorür hidrojen ile azaltılmaktadır. reaksiyon

denklemine göre gelir:

SiCl4 + 2H2 = Si + 4HCl.

Silisyum toz halinde elde edilir. Uygula ve iyodür yöntemi

daha önce tarif edilen iyodür elde etme yöntemine benzer şekilde silikon elde etmek

saf titanyum.

Saf silikon elde etmek için safsızlıklardan zon erimesiyle saflaştırılır.

saf titanyum elde edilmesine benzer.

Bir dizi yarı iletken cihaz için tercih edilir

olduğu gibi, tek kristal formunda elde edilen yarı iletken malzemeler

çok kristalli malzeme kontrolsüz değişiklik var

elektriksel özellikler

Tek kristallerin rotasyonu sırasında oluşan Czochralski yöntemini kullanarak

aşağıdakilerde: bir çubuk erimiş malzemenin içine indirilir, bunun sonunda

bu malzemenin bir kristali var; geleceğin tohumu olarak hizmet ediyor

tek kristal. Çubuk, eriyikten 1-2'ye kadar düşük bir hızla çekilir.

mm / dak Sonuç olarak, istenen boyutta tek bir kristal yavaş yavaş büyütülür. Of

yarı iletken cihazlarda kullanılan plakaları kesti.

Uygulama.

Özel olarak alaşımlı K., üretim için bir malzeme olarak yaygın şekilde kullanılır.

yarı iletken cihazlar (transistörler, termistörler, güç redresörleri

mevcut, kontrollü diyotlar - tristörler; kullanılan güneş pilleri

uzay gemileri vb.) K. uzunluğa sahip ışınlara karşı şeffaf olduğundan

1 ila 9 mikron dalgaları, kızılötesi optiklerde kullanılır (ayrıca bkz. Quartz).

Kime, genişleyen ve genişleyen uygulama alanlarına sahiptir.

metallurgy K., erimiş halde çözünmüş olanları gidermek için kullanılır.

oksijen metalleri (deoksidasyon). K. büyük bir parçasıdır

demir ve demir dışı metallerin alaşımlarının sayısı. Genellikle K. alaşımları verir

artan korozyon direnci, döküm özelliklerini geliştirir ve

mekanik mukavemeti arttırır; ancak, daha büyük içeriği ile, K.

kırılganlığa neden olur. Demir, bakır ve alüminyum çok önemlidir.

organosilikon bileşikleri ve silisitler. Silika ve birçok silikat

(kil, feldispat, mika, talk, vb.) işlenmiş cam,

çimento, seramik, elektrik ve diğer endüstriler.

Silikatlaştırma, malzemenin silikonla yüzey veya toplu doygunluğu.

Malzemenin yüksek oranda oluşan silikon dumanında işlenmesi ile yapılır.

silikon dolgu maddesinin üzerindeki veya gaz içeren bir ortamda

hidrojen düşürücü klorosilanlar (örneğin, SiCI4 + 2H2'nin reaksiyonu ile

Si + 4HC1). Öncelikle refrakter koruma aracı olarak kullanılır

oksidasyondan metaller (W, Mo, Ta, Ti, vb.) Oksidasyon direnci

s. de yoğun difüzyon oluşumu nedeniyle

"Kendi kendini iyileştiren" silisit kaplamalar (WSi2, MoSi2, vb.). geniş

silikonlu grafit kullanılır.

Bağlantı.

Silisidler.

Silisitler (Latin kökenli. Silisyum - silikon), silisyumun kimyasal bileşikleri

metaller ve bazı metal olmayanlar. C. kimyasal bağ türüne göre olabilir

üç ana gruba ayrılır: iyon-kovalent, kovalent ve

metal benzeri. İyon-kovalent S. alkalidir (hariç)

sodyum ve potasyum) ve alkalin toprak metallerinin yanı sıra alt grup metalleri

bakır ve çinko; kovalent - bor, karbon, azot, oksijen, fosfor,

kükürt, aynı zamanda boritler, karbürler, silisyum nitrürler) olarak da adlandırılır;

metal benzeri geçiş metalleri.

C. bir Si karışımından oluşan bir karışımın kaynaştırılması veya sinterlenmesiyle elde edilir.

karşılık gelen metal: metal oksitleri Si, SiC, SiO2 ve

doğal veya sentetik silikatlar (bazen karbonla karışık);

metalin bir SiCl4 ve H2 karışımı ile etkileşimi; erimiş elektroliz

k2SiF6 ve karşılık gelen metalin oksitten oluşur. Kovalent ve

metal benzeri S. refrakter, oksidasyona dirençli, mineral etkisi

asitler ve çeşitli agresif gazlar. C. ısıya dayanıklı bileşiminde kullanılan

havacılık ve füze için metal-seramik kompozit malzemeler

teknolojisi. MoSi2 direnç ısıtıcıları üretmek için kullanılır,

1600 ° C'ye kadar olan bir sıcaklıkta havada çalışma FeSi2, Fe3Si2, Fe2Si

deoksidasyon ve doping için kullanılan ferrosilikonun bir parçasıdır

çelikler. Silisyum karbür yarı iletken malzemelerden biridir.

Silikonlu grafit

Silislenmiş grafit, silikon ile doygun grafit. İşleme tarafından üretilen

1800-2200 ° С de silikon dolgusunda gözenekli grafit (bununla birlikte

silikon gözeneklerde biriken). Grafit bazlı, silisyum karbürden oluşur

ve serbest silikon. Grafitte bulunan yüksek ısı direncini birleştirir.

ve yoğunluğu, gaz geçirimsizliği olan yüksek sıcaklıklarda dayanım,

1750 ° С sıcaklığa kadar oksidasyona yüksek direnç ve erozyon

direnci. Yüksek sıcaklık fırınlarını astarlamak için kullanılır.

metal döküm cihazları, ısıtma elemanlarında

havacılık ve uzay teknolojisinin imalat parçaları

yüksek sıcaklıklar ve erozyon

Silal (Latince. Silisyum - silikon ve İngiliz alaşımı. Alaşım), ısıya dayanıklı dökme demir

yüksek silikon içeriğine sahip (% 5-6). SSCB'de üretilen 2 çeşit

C. - lamel ve küresel grafit ile. S. itibaren nispeten yapmak

yüksek sıcaklık koşullarında çalışan ucuz döküm parçalar (800-900

° C), örneğin açık ocakların kapıları, ızgara, buhar kazanlarının detayları.

Silumin (Latince'den. Silisyum - silikon ve Alüminyum - alüminyum), ortak ad

silisyum içeren alüminyum bazlı döküm alaşımlarının grupları (% 4-13,

bazı markalar% 23'e kadar). İstenilen kombinasyona bağlı olarak

karbon alaşımının teknolojik ve operasyonel özellikleri Cu, Mn, Mg, bazen

Zn, Ti, Be ve diğer metaller. C. yüksek döküm ve yeterli

yüksek mekanik özellikler, yine de mekanik

al - Cu sistemine dayalı dökme alaşımların özellikleri. S.’in esaslarına

ıslak ve denizde korozyon direncini arttırdılar

atmosferleri. C. karmaşık konfigürasyon parçalarının imalatında kullanılan,

ağırlıklı olarak otomotiv ve uçak endüstrilerinde. SSCB’de S. grade AL2’de yayınlanan

AL4, AL9, vb.

Silika manganez

Silikomanganez ferroalyajı, ana bileşenleri silisyum ve manganezdir;

cevher termik fırınlarda bir karbon geri kazanım işlemi ile eritilir. S.

manganez cevherinden elde edilen% 10-26 Si (geri kalan Mn, Fe ve safsızlıklar) ile,

manganez cürufu ve kuvarsit, çeliğin erimesinde kullanılır.

deoxidizer ve alaşım katkı maddesi, hem de ferromangan eritme için

düşük karbon içerikli silikotermik işlem. Pp.% 28-30 Si ile

(özel olarak yüksek manganlı elde edilen hammadde

düşük fosforlu cüruf) manganez metalinin üretiminde kullanılır.

Silikohrom

Silikochrome, ferrosilicochrome, ferroalloy, ana bileşenleri

silikon ve krom; cevher ısı geri kazanımlı fırında eritilmiş

kuvarsit ve granül ferrokromdan bir proses veya

krom cevheri. % 10-46 Si ile C. (Cr, Fe ve safsızlıkların geri kalanı) ne zaman kullanılır

düşük alaşımlı çeliği eritmek ve ayrıca ferrokrom üretmek için

düşük karbon içerikli silikotermik işlem. C.% 43-55 Si ile

karbon içermeyen ferrokrom üretiminde ve eritme işlemlerinde kullanılır

paslanmaz çelik

Silhrom

Silchrome (Latince'den. Silisyum - silikon ve Krom - krom), ortak ad

cr (% 5-14) ve Si ile alaşımlı ısıya dayanıklı ve ısıya dayanıklı çelik grupları

(% 1-3). Gerekli operasyonel özellikler C. seviyesine bağlı olarak

ayrıca Mo (% 0,9'a kadar) veya Al (% 1.8'e kadar) ile alaşımlı. C. karşı dayanıklı

havada ve 850–950 ° C'ye kadar kükürt içeren ortamlarda oksidasyon; uygulamak

esas olarak içten yanmalı motorların vanalarının üretimi için,

ve ayrıca kazan tesisatı, ızgara ütüsü vb.

mekanik yükler, S. den parçalar uzun süre güvenilir çalışır

600-800 ° C'ye kadar olan sıcaklıklarda SSCB’de S. markalı 4Х9С2

4X10C2M ve diğerleri

Silikon Halitler

Silikon halojenürler, halojenli silikon bileşikleri. Bilinen K. g.

aşağıdaki tipler (X-halojen): SiX4, SiHnX4-n (halojenilanlar), SinX2n + 2 ve

karışık halojenürler, örneğin SiClBr3. Normal koşullar altında SiF4 bir gazdır,

SiCl4 ve SiBr4 - sıvılar (tpl - 68.8 ve 5 ° С), SiI4 - katı (tnl

124 ° C). SiX4 bileşikleri kolayca hidrolize edilir: SiX4 + 2H20 = Si02 + 4HX;

çok küçük Si02 partiküllerinin oluşması nedeniyle hava füme;

silikon tetraflorür farklı reaksiyona girer: 3SiF4 + 2H2O = Si02 + 2H2SiF6. klorosilan

(SiHnX4-n), örneğin SiHC13 (Si üzerindeki gaz halindeki HCl'nin etkisiyle elde edilen),

suyun etkisi altında kuvvetli siloksan içeren polimerik bileşikler oluşturur

si-O-Si zinciri. Yüksek reaktivitede farklılık, klorosilanlar

organosilikon bileşiklerinin üretimi için başlangıç ​​malzemeleri olarak işlev görür.

SiX zincirlerini içeren, X - klorlu SinX2n + 2 tipindeki bileşikler

si6Cl14 (tnl 320 ° C) dahil bir sayı; kalan halojenler sadece Si2X6'yı oluşturur.

(SiX2) n ve (SiX) n tiplerinde bileşikler elde edildi. SiX2 ve SiX Molekülleri

yüksek sıcaklıkta gaz şeklinde ve keskin soğutma ile

(sıvı azot), içinde çözünmeyen katı polimerik maddeler oluşturur.

ortak organik çözücüler.

SiCl4 silisyum tetraklorür, kayganlaştırıcıların imalatında kullanılır,

elektrik yalıtımı, ısı taşıyıcıları, su geçirmez sıvılar vb.

Silisyum karbür.

Silisyum Karbür, Karborundum, SiC, Silisyum-Karbon Bileşiği; biri

mühendislikte kullanılan en önemli karbürler. Saf halde K. K. - renksiz

elmas kristali; yeşil veya mavi-siyah teknik ürün

rengi. K.K, iki ana kristal modifikasyonunda bulunur -

altıgen (a-SiC) ve kübik (b-SiC), altıgen

Bir tür yapısal ilkeye dayanan "dev molekül"

basit moleküllerin yönlü polimerizasyonu. Karbon atomu tabakaları ve

a-SiC'deki silikon, birbirine göre farklı şekillerde yerleştirilir, birçok

yapısal çeşitleri B-SiC'nin a-SiC'ye geçişi sıcaklıkta gerçekleşir.

2100-2300 ° C (tersine geçiş genellikle gözlenmez). K. K. Refrakter

(2830 ° C'de ayrışma ile erir), son derece yüksek bir sertliğe sahiptir

(mikro sertlik 33400 Mn / m2 veya 3.34 tf / mm2), ikinci olarak yalnızca elmas ve bor

karbür B4C; kırılgan; 3,2 g / cm3'lük yoğunluk. K. k. Çeşitli Kararlı

yüksek sıcaklıklar dahil kimyasal ortamlar.

K.K. 2000-2200 ° C'de elektrikli fırınlarda kuvars kumu karışımından üretilir.

(% 51-55), NaCI (% 1-5) ve talaş (% 5-10) ilavesiyle kok (% 35-40).

Yüksek sertliği, kimyasal direnci ve aşınma direnci nedeniyle K.

yaygın olarak aşındırıcı bir malzeme olarak kullanılır (taşlama sırasında), kesim için

sert malzemeler, takım noktaları, hem de çeşitli yapmak için

kompleks olarak faaliyet gösteren kimyasal ve metalurji ekipmanlarının parçaları

yüksek sıcaklık şartları K. k., Çeşitli safsızlıklarla katkılı,

yarı iletken teknolojisinde, özellikle yüksek

sıcaklıklar. K. k kullanımı ilginçtir.Elektrik mühendisliğinde - için

yüksek sıcaklık elektrik rezistans fırınları imalat ısıtıcıları

(silikon çubuklar), elektrik iletim hatları için paratonerler

elektriksel yalıtım aygıtlarının bir parçası olarak akım, doğrusal olmayan dirençler vb.

Silikon Dioksit

SİLİKON DIOXIDE (silika), Si02, kristaller. En yaygın

mineral kuvars; sıradan kum ayrıca silikon dioksittir. Kullanılan

cam, porselen, seramik, beton, tuğla, seramik üretimi,

kauçuk doldurucu, kromatografide adsorban, elektroniklerde, ako-optik

silika mineralleri, bir dizi mineral türünü temsil eden

silikon dioksitin polimorfik modifikasyonları; kesin olarak dayanıklı

sıcaklık, basınca bağlı olarak değişir.

| İsim | | Sistem | Basınç, | Sıcaklık- | Yoğunluk |

mineral | | | am * | | | t, | |

| | | | | tur, ° C | kg / m "|

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

| t | | | | 0 | |

| b-tridimit | | Altıgen | 1 | 1470-870 | 2220 |

| | | Naya | | | |

a-kuvars | | altıgen | 1 | 870-573 | 2530 |

| | | Naya | | | |

| b-kuvars | | trigonal | 1 | altında 573 | 2650 |

| b1-tridimit | | altıgen | 1 | 163-117 | yakl. |

| | | Naya | | | 2260 |

| a-tridimit | metastable | rhombic | 1 | altında 117 | yakl. |

| | y | | | | 2260 |

a-cristobali | Tetragonal | 1 | 200 | 2320 | değerinin altında

| t | | Naya | | | |

| Coesit | Verilebilir | monoklinik | 35 bin | 1700-500 | 2930 |

| | e düşük | | | | |

| | temper- | | | | |

| | Raturah ve | | | | |

| | basınç | | | | |

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

| | | Naya | th | | | |

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

| | | Naya | | | |

* 1 am = 1 kgf / cm2 @ 0.1 Mn / m2.

K. kristal yapısının temeli, üç boyutlu bir çerçevedir,

ortak oksijenler (5104) ile bağlanan tetrahedronlardan yapılmıştır.

Ancak, konumlarının simetrisi, paketleme yoğunluğu ve karşılıklı

bireysel kristallerin simetrisinde yansıyan yönelim farklıdır

mineraller ve fiziksel özellikleri. İstisna stishovit,

yapısını oluşturan oktahedra (SiO6) olan yapı,

rutile benzer. Tüm K. m. (Bazı kuvars türleri hariç)

genellikle renksiz. Mineralojik ölçekte sertlik farklıdır: 5.5'ten (a-

tridimit) ila 8-8.5 (stishovit).

K. m Genellikle çok ince taneler halinde, kriptokristal formunda bulunur

lifli (a-kristobalit, sözde lussatit) ve bazen sferoidal

oluşumlar. Daha az sıklıkta - tabular veya plaka kristalleri formunda

görünüm (tridimit), oktahedral, dipiramidal (a- ve b-kristobalit),

ince iğne (coesit, stishovit). Çoğu C. m. (Kuvars hariç) çok

nadir ve yer kabuğunun yüzey koşullarında kararsız.

SiO2 - b-tridimit, b-kristobalitin yüksek sıcaklık modifikasyonları -

genç efüzyonlu kayaçların (dasitler, bazaltlar) sığ boşluklarında oluşan

liparites, vb.) Düşük sıcaklık a-cristobalit ve a-tridimit,

akik, kalsedon, opallerin kurucu bölümlerinden biridir; tevdi

sıcak sulu çözeltilerden, bazen kolloidal Si02'den. Stishovit ve coesit

arizona (ABD) 'de Şeytan Kanyonu meteor krateri kumtaşlarında bulundu

ani ultra yüksek basınç ile kuvars pahasına oluştukları ve

sıcaklık göktaşı düşüşü sırasında yükseldiğinde. Doğada da

vardır: kuvars cam (sözde leschelerit), oluşan

kuvars kumunun yıldırım çarpmasından ve melanofloitten erimesi

küçük kübik kristaller ve kabuklar halinde

opal ve kalsedon kuvars), yerli kükürt tahakkuk

sicilya (İtalya) yatakları. Doğada Kitit karşılanmadı.

Kuvars (onu. Quarz), mineral; K. adı altında iki kristal

silisyum dioksit SiO2 modifikasyonları: altıgen K. (veya a-K.), stabil

870-573 ° C sıcaklık aralığında 1 atm (veya 100 kn / m2) basınç ile ve

trigonal (b-K.), 573 ° C'nin altındaki sıcaklıklarda kararlı B-tarafından. en çok

doğada yaygın olarak bulunur. Trigonal sınıfta kristalleşir.

trigonal sistemin trapezoronu. Çerçeve tipi kristal yapısı

vida benzeri şekilde düzenlenmiş silikon-oksijen tetrahedronlardan yapılmış

vidanın sağ veya sola dönüşünü) kristalin ana eksenine göre.

buna bağlı olarak sağ ve sol yapısal ve morfolojik

bazı düzenlemelerin simetrisinde dışarıdan farklılık gösteren kristal şekiller

yüzler (örneğin, yamuk, vb.). Uçak ve merkez eksikliği

kristallerde K. simetri, piezoelektrik varlığına ve

piroelektrik özellikler.

En sık kristalimsi kristaller, uzun bir prizmatik görünüme sahip

altıgen prizmanın ve iki eşkenar dörtgen yüzünün baskın gelişimi

(kristal kafa). Daha az yaygın olarak, kristaller sözdeheksagonal şeklini alır.

dipiramit. Dışa doğru düzenli kristaller K. genellikle karmaşık olarak ikizlenir,

sözde göre en yaygın ikiz bölümleri oluşturan. Brezilya veya

dauphine yasaları. İkincisi, yalnızca kristallerin büyümesiyle olmaz

aynı zamanda termal a - b ile iç yapısal ayarlama sonucu

mekanik deformasyonların yanı sıra sıkıştırma eşliğinde geçişler.

Kristallerin, tahılların, agregaların rengi K. en çeşitli: en yaygın

renksiz, süt beyazı veya gri K. Şeffaf veya yarı saydam

özellikle renkli: çok renkli kristaller: renksiz, şeffaf -

kaya kristali; menekşe - ametist; dumanlı - rauchtopaz; siyah

Morion; altın sarısı - sitrin. Genellikle nedeniyle farklı lekeler

si4 + 'ı Fe3 + veya Al3 + ile eşzamanlı olarak değiştirirken yapısal hatalar

na1 +, Li1 + veya (OH) 1- kafesine girilir. Ayrıca zor

yabancı minerallerin mikro kapanımları nedeniyle renkli K.: yeşil prasem

Mikrokristalin aktinolit veya klorit kalıntıları; altın ışıltı

aventurin - mika veya hematit ve diğerlerinin kapanımları.

çeşitleri K. - akik ve kalsedon - en iyi lifli elyaflardan oluşur

oluşumlar. K. Optik olarak tek eksenli, pozitif. Kırılma indeksi

(gün ışığı l = 589.3 için): ne = 1.553; no = = 1,544. Şeffaf

ultraviyole ve kısmen kızılötesi ışınlar. Işık geçerken

sol kristallerin K optik ekseni yönünde düzlemselleştirilmiş kiriş

kutuplaşma düzlemini sola ve sağa döndürün - sağa. Görünür kısımda

spektrum, dönme açısının değeri (1 mm plaka K kalınlığına göre)

32.7 (l 486 nm için) ila 13.9 ° (728 nm). Dielektrik değeri

geçirgenlik (eij), piezoelektrik modül (djj) ve elastik

katsayılar (Sij) aşağıdaki gibidir (oda sıcaklığında): e11 = 4.58; e33 =

4.70; d11 = -6.76 x 10-8; d14 = 2.56 x 10-8; S11 = 1.279; S12 = 0.159; S13 =

0.110; S14 = -0,446; S33 = 0.956; S44 = 1.978. Doğrusal katsayılar

uzantıları: 13.4 * 10-6'nın 3. sırasının eksenine dik ve

eksene paralel 8 * 10-6. B - a K.'nin dönüşüm ısısı 2.5 kcal / mol'e eşittir.

(10.45 kj / mol). Mineralojik 7 ölçeğinde sertlik; yoğunluk 2650

kg / m3. 1710 ° C sıcaklıkta erir ve sözde soğuduğunda donar.

kuvars camı. Kaynaşmış K. iyi bir yalıtkandır; ile küp direnci

18 ° C'de 1 cm kenarı 5 * 1018 ohm / cm, doğrusal genleşme katsayısı

0.57 * 10-6 cm / ° С. Ekonomik olarak uygulanabilir bir yetiştirme teknolojisi geliştirilmiştir.

siO2'nin sulu çözeltilerinden elde edilen sentetik tek kristaller K.

yüksek basınç ve sıcaklıklarda (hidrotermal sentez). kristaller

sentetik K. stabil piezoelektrik özelliklere sahiptir,

radyasyona dayanıklı, yüksek optik homojenlik vb. değerli

teknik özellikler

Doğal K. çok yaygın bir mineraldir, esastır.

birçok kayanın bir parçası, hem de faydalı tortular

en çeşitli türlerin fosilleri. En önemlisi

kuvars malzemeleri - kuvars kumları, kuvarsitler ve

kristalimsi monokristal K

çok takdir etmek. SSCB’de, K. kristallerinin en önemli yatakları Ural’larda,

SSCB (Volyn), Pamirlerde, nehir havzasında. Aldan; yurtdışında - mevduat

Brezilya ve Madagaskar Cumhuriyeti. Kuvars kumu önemli bir hammaddedir.

seramik ve cam endüstrisi. Tek kristaller K. bulur

radyo mühendisliğinde uygulama (piezoelektrik frekans stabilizatörleri,

ultrasonik tesisatlarda filtreler, rezonatörler, piezoplatlar vb.); içinde

optik alet yapımı (spektrograflar, monokromatörler, lensler için prizmalar)

ultraviyole optik vb. için). Sigortalı K. için kullanılır

özel kimyasal ürünler yapmak. K. ayrıca

kimyasal olarak saf silikon elde edilir. Şeffaf, güzel boyanmış

k. çeşitleri yarı değerli taşlar olup, yaygın olarak kullanılmaktadır.

kuyumculuk işi.

Silika kuvars cam, tek bileşenli silikat cam

doğal silika türleri - kaya kristali, kuvars damarı ve

silika kumu ve sentetik silika. İki tane var

endüstriyel C. s. tipi: şeffaf (optik ve teknik) ve

opak. Opaklık K. s. Çok sayıda numara ekler

İçinde dağılmış küçük gaz kabarcıkları (çapı 0.03 ile 0.3 arasındadır)

um), ışık saçılması. Optik şeffaf K. s., Erime yoluyla elde edildi.

mükemmel derecede düzgün, kaya gazı görünür gaz içermez

kabarcıklar; Silikat camları arasında en düşük endekse sahiptir

kırılma (nD = 1.4558) ve en yüksek ışık iletimi, özellikle

ultraviyole ışınları. K. ile. yüksek termal ve

kimyasal direnç; yumuşama sıcaklığı K. s. 1400 ° C K. p. iyi

dielektrik, özgül elektriksel iletkenlik, 20 ° C - 10-14 - 10-16.

1m-1, 20 ° C sıcaklık ve frekansta dielektrik kaybı teğet

106 Hz - 0.0025-0.0006. K. p. laboratuvar üretimi için kullanılır

bulaşıklar, potalar, optik cihazlar, izolatörler (özellikle yüksek

sıcaklıklar), sıcaklık dalgalanmalarına dayanıklı ürünler.

Silanlar (Latince'den. Silisyum - silikon), ortak hidrojenli silikon bileşikleri

formüller SinH2n + 2. Octasilane Si8H18'e kadar silanlar elde edildi. en

oda sıcaklığı ilk iki K. - monosilan SiH4 ve disilan Si2H6 -

gaz halinde, kalan - uçucu sıvılar. Bütün C.'nin hoş olmayan bir kokusu var.

zehirli. K. havadaki alkanlardan çok daha az kararlı

kendiliğinden tutuşabilir, örneğin 2Si2H6 + 7O2 = 4SiO2 + 6H2O. Su ayrıştırmak:

Si3H8 + 6H2O = 3Si02 + 10H2. Doğada, K. oluşmaz. Eylem tarafından laboratuvarda

magnezyum silisitte seyreltilmiş asitler, çeşitli K. karışımlarını elde eder.

şiddetle soğutulmuş ve ayrılmış (tamamen yokluğunda kesirli damıtma ile

hava).

Silisik asit

Silisik asitler, silisik anhidrit Si02'nin türevleri; çok zayıf

asit, suda hafifçe çözünür. Saf halde elde edildi

methasilicic acid H2SiO3 (daha doğrusu polimerik formu H8Si4O12) ve

H2Si2O5. Sulu çözelti içinde amorf silika (amorf silika)

(1 l'de yaklaşık 100 mg çözünürlük) baskın olarak ortosilikon oluşturur

asit H4Si04. Çeşitli yöntemler ile elde edilen süper doygun çözeltilerde

kolloidal partiküllerin oluşumu ile değişir (1500'e kadar molar kütle),

yüzeyleri OH gruplarıdır. Böylece eğitimli. çözmek

pH bağımlılıkları stabil olabilir (pH yaklaşık 2)

veya bir jele girerek toplanabilir (pH 5-6). sürekli

Özel maddeler içeren yüksek konsantrasyonlu çözücüler K.

kağıt yapımında, tekstilde kullanılan stabilizatörler

su arıtma endüstrisi. Florosilik asit, H2SiF6,

güçlü inorganik asit. Sadece sulu çözeltide bulunur; içinde

serbest form silikon tetraflorür SiF4 ve hidrojen florür halinde ayrışır

HF. Güçlü bir dezenfektan olarak kullanılır, ancak esas olarak -

k. tuzlarını almak için - kremneftoridov.

silikatlar

Silikatlar, silikon asitlerinin tuzları. Yerkabuğunda en yaygın olan

(Ağırlıkça% 80); aralarında değerli olan 500'den fazla mineral bilinmektedir

zümrüt, beril, akuamarin gibi taşlar. Silikatlar - çimentoların temeli,

seramikler, emayeler, silikat camı; birçok metal üretiminde hammadde,

yapıştırıcılar, boyalar, vb; radyo elektroniği malzemeleri vb. Kremneftoridy,

florosilikatlar, hidroflorosilikik asit H2SiF6'nın tuzları. Isıtıldığında

çürüme, örneğin, CaSiF6 = CaF2 + SiF4. Na, K, Rb, Cs ve Ba tuzları zordur

suda çözünür ve kullanılan kristalleri oluşturur.

nicel ve mikro kimyasal analiz. En büyük pratik değer

sodyum silikoflorür Na2SiF6'ya sahiptir (özellikle,

aside dayanıklı çimentolar, emayeler vs.). Na2SiF6'nın önemli bir kısmı

naF üzerinde geri dönüşüm. Na2SiF6, SiF4 içeren atıklardan elde edilir

süperfosfat bitkileri. Suda çözünür silikoflorürler Mg, Zn ve Al

(teknik ad fluatlar) su geçirmezliği sağlamak için kullanılır

yapı taşı. Tüm K. (ve aynı zamanda H2SiF6) zehirlidir.

Uygulama.

Şekil 1 Sağ ve sol kuvars.

Fig.2 Silika mineralleri.

Şekil 3 Kuvars (yapı)