silic là kim loại hay phi kim

Bạn đang xem: silic là kim loại hay phi kim

Nguyên tố đem số vẹn toàn tử số 14 xuất hiện nay bất ngờ trong những khoáng chất silicat, bao hàm silica, fenspat và mica, là bộ phận chủ yếu của những loại đá thông dụng như thạch anh và tụt xuống thạch. Một chào bán sắt kẽm kim loại (hoặc sắt kẽm kim loại ), silicon đem một vài đặc điểm của tất cả sắt kẽm kim loại và phi sắt kẽm kim loại.

Giống như nước - tuy nhiên không như đa số những sắt kẽm kim loại - silicon thu hẹp ở hiện trạng lỏng và nở đi ra khi hóa rắn. Nó đem tâm điểm chảy và sôi kha khá cao, và khi kết tinh ranh tạo nên trở nên cấu hình tinh ranh thể hình khối rubi. Quan trọng so với tầm quan trọng của silicon là hóa học chào bán dẫn và việc dùng nó nhập năng lượng điện tử là cấu hình vẹn toàn tử của yếu tắc, bao hàm tư electron hóa trị được cho phép silicon link với những yếu tắc không giống một cơ hội đơn giản và dễ dàng.

Tính chất

Biểu tượng vẹn toàn tử: Si

Số vẹn toàn tử: 14

Loại vẹn toàn tố: Á kim

Mật độ: 2,329g / cm3

Điểm rét chảy: 2577 ° F (1414 ° C)

Điểm sôi: 5909 ° F (3265 ° C)

Độ cứng của Moh: 7

Lịch sử

Nhà chất hóa học người Thụy Điển Jons Jacob Berzerlius được ghi nhận là xa lánh silicon thứ nhất nhập năm 1823. Berzerlius tiếp tục hoàn thành xong việc này bằng phương pháp nung kali sắt kẽm kim loại (chỉ vừa được phân lập một thập kỷ trước đó) vào trong nồi nấu nướng sắt kẽm kim loại cùng theo với kali fluorosilicate. Kết trái khoáy là silic vô đánh giá.

Làm silicon tinh ranh thể, tuy vậy, cần thiết nhiều thời hạn rộng lớn. Một kiểu mẫu năng lượng điện phân silic tinh ranh thể sẽ không còn được tiến hành nhập tía thập kỷ nữa. Việc dùng silicon được thương mại kinh doanh hóa thứ nhất là ở dạng ferrosilicon.

Sau Henry Bessemer văn minh hóa của ngành công nghiệp phát hành thép nhập thời điểm giữa thế kỷ 19, tiếp tục đem côn trùng quan hoài rộng lớn nhập thép luyện kim và nghiên cứu và phân tích nhập nghệ thuật phát hành thép. Vào thời gian phát hành ferrosilicon công nghiệp thứ nhất nhập trong thời điểm 1880, vai trò của silicon trong những công việc nâng cao chừng mềm nhập gang và thép khử oxy và được làm rõ.

Việc phát hành ferrosilicon sớm và được tiến hành nhập lò cao bằng phương pháp khử quặng đem chứa chấp silic vì thế kêu ca, kéo đến gang bạc, một loại ferrosilicon đem dung lượng silic lên đến 20%.

Sự cải tiến và phát triển của lò hồ nước quang đãng năng lượng điện nhập vào đầu thế kỷ trăng tròn được cho phép không những phát hành thép to hơn, mà còn phải phát hành nhiều ferrosilicon rộng lớn. Năm 1903, một group thường xuyên phát hành ferroalloy (Compagnie Generate d'Electrochimie) chính thức hoạt động và sinh hoạt ở Đức, Pháp và Áo và, năm 1907, xí nghiệp silicon thương nghiệp thứ nhất ở Mỹ được xây dựng.

Chế tạo nên thép ko cần là phần mềm độc nhất cho những ăn ý hóa học silicon được thương mại kinh doanh hóa trước thời điểm cuối thế kỷ 19. Để phát hành rubi tự tạo nhập năm 1890, Edward Goodrich Acheson tiếp tục nung rét silicat nhôm vì thế kêu ca ly bột và phát hành cacbua silic (SiC).

Ba năm tiếp theo Acheson tiếp tục cung cấp vì thế trí tuệ sáng tạo cho tới cách thức phát hành của tôi và xây dựng Công ty Carborundum (carborundum là tên thường gọi cộng đồng của silicon carbide nhập thời gian đó) cho tới mục tiêu phát hành và chào bán những thành phầm chuốt ngót.

Đến vào đầu thế kỷ trăng tròn, những đặc điểm dẫn năng lượng điện của silicon carbide cũng sẽ được nhìn thấy và ăn ý hóa học này được dùng thực hiện máy thăm dò trong những đài phân phát thanh đầu tàu. Một vì thế trí tuệ sáng tạo cho tới máy thăm dò tinh ranh thể silicon và được cung cấp cho tới GW Pickard nhập năm 1906.

Năm 1907, đi-ốt phân phát sáng sủa thứ nhất (LED) được tạo nên bằng phương pháp bịa năng lượng điện áp nhập tinh ranh thể silicon carbide. Trong trong thời điểm 1930, việc dùng silicon tiếp tục cải tiến và phát triển nằm trong với việc cải tiến và phát triển của những thành phầm chất hóa học mới nhất, bao hàm cả silan và silicon. Sự cải tiến và phát triển của trang bị năng lượng điện tử nhập thế kỷ qua loa đã và đang ràng buộc nghiêm ngặt với silicon và những đặc điểm độc đáo và khác biệt của chính nó.

Trong khi việc tạo nên những bóng chào bán dẫn thứ nhất - chi phí đằm thắm của những vi mạch văn minh - nhập trong thời điểm 1940 tiếp tục phụ thuộc Germanium , ko lâu tiếp sau đó, silicon tiếp tục thay cho thế người bằng hữu chúng ta sắt kẽm kim loại của chính nó như 1 vật tư chào bán dẫn hóa học nền bền lâu hơn. Bell Labs và Texas Cụ chính thức phát hành thương nghiệp những bóng chào bán dẫn dựa vào silicon nhập năm 1954. 

Các mạch tích ăn ý silicon thứ nhất được phát hành nhập trong thời điểm 1960 và cho tới những năm 1970, những Chip xử lý chứa chấp silicon và được cải tiến và phát triển. Cho rằng technology chào bán dẫn dựa vào silicon tạo nên trở nên xương sinh sống của năng lượng điện tử và năng lượng điện toán văn minh, không tồn tại gì kinh ngạc khi tất cả chúng ta gọi trung tâm hoạt động và sinh hoạt của ngành công nghiệp này là 'Thung lũng Silicon'.

(Để đem tầm nhìn cụ thể về lịch sử dân tộc và sự cải tiến và phát triển của Thung lũng Silicon và technology vi mạch, tôi Reviews cao tư liệu của American Experience có tên Thung lũng Silicon). Không lâu sau thời điểm công phụ thân những bóng chào bán dẫn thứ nhất, việc làm của Bell Labs với silicon tiếp tục kéo đến một bước ngoặt rộng lớn loại nhì nhập năm 1954: Pin Sạc quang đãng năng lượng điện silicon (mặt trời) thứ nhất.

Xem thêm: luật an ninh mạng được quốc hội việt nam ban hành vào năm nào

Trước cơ, ý tưởng phát minh khai quật tích điện kể từ mặt mũi trời muốn tạo đi ra sức khỏe bên trên trái khoáy khu đất được cho rằng ko thể vì thế đa số. Nhưng chỉ tư năm tiếp theo, nhập năm 1958, vệ tinh ranh thứ nhất chạy vì thế pin mặt mũi trời silicon tiếp tục xoay quanh trái khoáy khu đất. 

Đến những năm 1970, những phần mềm thương nghiệp cho tới technology tích điện mặt mũi trời tiếp tục cải tiến và phát triển trở nên những phần mềm bên trên mặt mũi khu đất như cung ứng tích điện phát sáng bên trên những giàn khoan dầu xa khơi và giao phó rời đường tàu. Trong nhì thập kỷ qua loa, việc dùng tích điện mặt mũi trời đã tiếp tục tăng theo gót cung cấp số nhân. Ngày ni, những technology quang đãng năng lượng điện dựa vào silicon lắc khoảng tầm 90% thị ngôi trường tích điện mặt mũi trời toàn thế giới.

Sản xuất

Phần rộng lớn silicon được tinh luyện từng năm - khoảng tầm 80 Tỷ Lệ - được phát hành bên dưới dạng ferrosilicon nhằm dùng nhập luyện gang và  luyện thép . Ferrosilicon rất có thể chứa chấp bất kể điểm nào là kể từ 15 cho tới 90 Tỷ Lệ silicon tùy nằm trong nhập đòi hỏi ở trong nhà máy.

Các  ăn ý kim  của Fe và silicon được phát hành bằng phương pháp dùng lò năng lượng điện hồ nước quang đãng chìm qua loa luyện rời. Quặng nhiều silic và một mối cung cấp carbon như kêu ca ly (than luyện kim) được nghiền nhừ và hóa học nhập lò cùng theo với Fe vụn.

Ở nhiệt độ chừng bên trên 1900 ° C (3450 ° F), carbon phản xạ với oxy đem nhập quặng, tạo nên trở nên khí carbon monoxide. Sắt và silicon sót lại, trong những khi cơ, tiếp sau đó phối kết hợp muốn tạo đi ra ferrosilicon rét chảy, rất có thể được tích lũy bằng phương pháp vấp nhập đế của lò. Sau khi được tạo lạnh lẽo và đông đúc cứng, ferrosilicon tiếp sau đó rất có thể được vận gửi và dùng thẳng nhập phát hành Fe thép.

Phương pháp tương tự động, ko bao hàm Fe, được dùng nhằm phát hành silicon loại luyện kim có tính tinh ranh khiết to hơn 99%. Silic luyện kim cũng rất được dùng nhập luyện thép, gần giống phát hành những kim loại tổng hợp đúc nhôm và hóa hóa học silane.

Silic luyện kim được phân loại theo gót cường độ tạp hóa học của Fe,  nhôm và can xi đem nhập kim loại tổng hợp. Ví dụ, 553 sắt kẽm kim loại silicon chứa chấp thấp hơn 0,5 Tỷ Lệ của từng Fe và nhôm, và thấp hơn 0,3 Tỷ Lệ can xi.

Khoảng 8 triệu tấn ferrosilicon được phát hành từng năm bên trên toàn thế giới, với Trung Quốc lắc khoảng tầm 70% nhập tổng số này. Các ngôi nhà phát hành rộng lớn bao hàm Tập đoàn Luyện kim Erdos, Ningxia Rongsheng Ferroalloy, Tập đoàn OM Vật liệu và Elkem.

Thêm 2,6 triệu tấn silicon luyện kim - hoặc khoảng tầm 20% ​​tổng sắt kẽm kim loại silicon tinh luyện - được phát hành thường niên. Trung Quốc, một đợt nữa, lắc khoảng tầm 80 Tỷ Lệ sản lượng này. Một điều kinh ngạc so với nhiều người là những loại silicon tích điện mặt mũi trời và năng lượng điện tử chỉ chiếm khoảng chừng một lượng nhỏ (ít rộng lớn nhì phần trăm) nhập toàn bộ phát hành silicon tinh luyện. Để upgrade lên sắt kẽm kim loại silicon tích điện mặt mũi trời (polysilicon), chừng tinh ranh khiết cần tăng lên đến mức 99,9999% (6N) silicon vẹn toàn hóa học. Nó được tiến hành trải qua 1 trong tía cách thức, thông dụng nhất là tiến độ của Siemens.

Quy trình của Siemens tương quan tới việc và lắng đọng tương đối chất hóa học của một loại khí dễ dàng cất cánh tương đối được gọi là trichlorosilane. Tại nhiệt độ chừng 1150 ° C (2102 ° F) trichlorosilane được thổi qua loa một phân tử silicon có tính tinh ranh khiết cao được gắn ở đầu que. Khi nó trải qua, silicon có tính tinh ranh khiết cao kể từ khí được và lắng đọng bên trên phân tử giống như.

Lò phản xạ tầng hóa học lỏng (FBR) và technology silicon upgrade luyện kim (UMG) cũng rất được dùng nhằm đẩy mạnh sắt kẽm kim loại trở nên polysilicon phù phù hợp với ngành công nghiệp quang đãng năng lượng điện. Hai trăm tía mươi ngàn tấn polysilicon và được phát hành nhập năm trước đó. Các ngôi nhà phát hành số 1 bao hàm GCL Poly, Wacker-Chemie và OCI.

Cuối nằm trong, muốn tạo đi ra silicon cung cấp năng lượng điện tử phù phù hợp với ngành công nghiệp chào bán dẫn và một vài technology quang đãng năng lượng điện chắc chắn, polysilicon cần được quy đổi trở nên silicon đơn tinh ranh thể siêu tinh ranh khiết trải qua tiến độ Czochralski. Để thực hiện điều này, polysilicon được nấu nướng chảy vào trong nồi nấu nướng ở nhiệt độ chừng 1425 ° C (2597 ° F) nhập một không khí trơ. Một tinh ranh thể phân tử gắn que sau này được nhúng nhập sắt kẽm kim loại rét chảy và kể từ từ cù và vô hiệu hóa, tạo nên thời hạn cho tới silicon cải tiến và phát triển bên trên vật tư phân tử giống như.

Sản phẩm chiếm được là 1 trong thanh (hoặc bó) của sắt kẽm kim loại silicon đơn tinh ranh thể rất có thể cao cho tới 99.999999999 (11N) Tỷ Lệ vẹn toàn hóa học. Thanh này rất có thể được trộn tạp với boron hoặc phốt pho theo gót đòi hỏi nhằm kiểm soát và điều chỉnh những đặc điểm cơ học tập lượng tử theo gót đòi hỏi. Thanh đơn tinh ranh thể rất có thể được vận gửi cho tới người tiêu dùng, hoặc được rời trở nên những tấm mỏng mảnh và tấn công bóng hoặc kết cấu cho những người người sử dụng ví dụ.

Các ứng dụng

Trong khi khoảng tầm chục triệu tấn ferrosilicon và sắt kẽm kim loại silicon được tinh luyện từng năm, phần rộng lớn silicon được dùng thương nghiệp thực sự ở dạng khoáng hóa học silicon, được dùng nhập phát hành tất cả kể từ xi-măng, xi măng, và gốm sứ, cho tới thủy tinh ranh và Polime.

Ferrosilicon, như tiếp tục Note, là dạng silicon sắt kẽm kim loại được dùng thông dụng nhất. Kể kể từ thứ tự thứ nhất dùng khoảng tầm 150 năm vừa qua, ferrosilicon vẫn là 1 trong tác nhân khử oxy cần thiết nhập phát hành carbon và  thép ko han gỉ . Ngày ni, luyện thép vẫn là kẻ dung nạp ferrosilicon lớn số 1.

Ferrosilicon đem một vài phần mềm ngoài các việc luyện thép. Nó là 1 trong kim loại tổng hợp chi phí sản xuất  magiê  ferrosilicon, một hóa học tạo nên nốt được dùng nhằm phát hành Fe dễ dàng uốn nắn, gần giống nhập quy trình Pidgeon nhằm tinh luyện magiê có tính tinh ranh khiết cao. Ferrosilicon cũng rất có thể được dùng nhằm chế tạo  kim loại tổng hợp silicon sắt kẽm kim loại sức chịu nóng và  bào mòn gần giống thép silicon, được dùng nhập phát hành mô tơ năng lượng điện và lõi máy biến chuyển áp.

Silic luyện kim rất có thể được dùng nhập phát hành thép gần giống một tác nhân kim loại tổng hợp nhập đúc nhôm. Các phần tử xe pháo tương đối vì thế nhôm-silicon (Al-Si) nhẹ nhõm và mạnh rộng lớn những phần tử được đúc kể từ nhôm vẹn toàn hóa học. Các phần tử xe hơi như khối mô tơ và vòng lốp là một vài phần tử vì thế nhôm đúc thông dụng nhất.

Gần 50% số silicon luyện kim được ngành công nghiệp chất hóa học dùng nhằm phát hành silica bốc sương (một hóa học thực hiện quánh và bú ẩm), silan (một hóa học liên kết) và silicone (chất bịt kín, hóa học kết bám và hóa học bôi trơn). Polysilicon cung cấp quang đãng năng lượng điện hầu hết được dùng trong những công việc sản xuất pin mặt mũi trời polysilicon. Cần khoảng tầm năm tấn polysilicon muốn tạo đi ra một megawatt mô-đun tích điện mặt mũi trời.

Hiện ni, technology tích điện mặt mũi trời polysilicon lắc rộng lớn 50% tích điện mặt mũi trời được phát hành bên trên toàn thế giới, trong những khi technology monosilicon góp sức khoảng tầm 35%. Tổng nằm trong, 90 Tỷ Lệ tích điện mặt mũi trời được dùng vì thế loài người được tích lũy vì thế technology dựa vào silicon.

Xem thêm: kể chuyện đã nghe đã đọc

Monocstall silicon cũng là 1 trong vật tư chào bán dẫn cần thiết được nhìn thấy trong những trang bị năng lượng điện tử văn minh. Là một vật tư cơ hóa học được dùng nhập phát hành bóng chào bán dẫn cảm giác ngôi trường (FET), đèn LED chiếu sáng và mạch tích ăn ý, silicon rất có thể được nhìn thấy nhập đa số toàn bộ những PC, điện thoại cảm ứng thông minh địa hình, Tablet, TV, radio và những trang bị liên hệ văn minh không giống. Người tớ dự trù rằng rộng lớn một trong những phần tía toàn bộ những trang bị năng lượng điện tử đem chứa chấp technology chào bán dẫn dựa vào silicon.

Cuối nằm trong, cacbua silic kim loại tổng hợp cứng được dùng trong không ít phần mềm năng lượng điện tử và phi năng lượng điện tử, bao hàm trang sức đẹp tổ hợp, hóa học chào bán dẫn nhiệt độ chừng cao, gốm cứng, công cụ rời, đĩa phanh, chuốt ngót, áo kháng đạn và những phần tử thực hiện rét.

Nguồn: thebalance.com