silic là kim loại hay phi kim

Bạn đang xem: silic là kim loại hay phi kim

Nguyên tố sở hữu số nguyên vẹn tử số 14 xuất hiện tại ngẫu nhiên trong số khoáng chất silicat, bao hàm silica, fenspat và mica, là bộ phận chủ yếu của những loại đá thông dụng như thạch anh và rơi thạch. Một buôn bán sắt kẽm kim loại (hoặc sắt kẽm kim loại ), silicon sở hữu một trong những đặc thù của tất cả sắt kẽm kim loại và phi sắt kẽm kim loại.

Giống như nước - tuy nhiên không phải như đa số những sắt kẽm kim loại - silicon thu hẹp ở tình trạng lỏng và nở đi ra Khi hóa rắn. Nó sở hữu tâm điểm chảy và sôi kha khá cao, và Khi kết tinh nghịch tạo ra trở nên cấu hình tinh nghịch thể hình khối vàng. Quan trọng so với tầm quan trọng của silicon là hóa học buôn bán dẫn và việc dùng nó vô năng lượng điện tử là cấu hình nguyên vẹn tử của thành phần, bao hàm tứ electron hóa trị được chấp nhận silicon links với những thành phần không giống một cơ hội đơn giản.

Tính chất

Biểu tượng nguyên vẹn tử: Si

Số nguyên vẹn tử: 14

Loại nguyên vẹn 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 vô năm 1823. Berzerlius vẫn hoàn thiện 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 nghịch thể, song, cần thiết nhiều thời hạn rộng lớn. Một khuôn mẫu năng lượng điện phân silic tinh nghịch thể sẽ không còn được triển khai vô phụ thân thập kỷ nữa. Việc dùng silicon được thương mại kinh doanh hóa thứ nhất là ở dạng ferrosilicon.

Sau Henry Bessemer tân tiến hóa của ngành công nghiệp phát hành thép vô vào giữa thế kỷ 19, vẫn sở hữu côn trùng quan hoài rộng lớn vô thép luyện kim và nghiên cứu và phân tích vô chuyên môn phát hành thép. Vào thời gian phát hành ferrosilicon công nghiệp thứ nhất vô trong năm 1880, vai trò của silicon trong công việc nâng cao chừng mềm vô gang và thép khử oxy và đã được nắm rõ.

Việc phát hành ferrosilicon sớm và đã được triển khai vô lò cao bằng phương pháp khử quặng sở hữu chứa chấp silic bởi vì phàn nàn, kéo đến gang bạc, một loại ferrosilicon sở hữu dung lượng silic lên đến 20%.

Sự cải cách và phát triển của lò hồ nước quang đãng năng lượng điện vô thời điểm đầu thế kỷ trăng tròn được chấp nhận không chỉ có phát hành thép to hơn, mà còn phải phát hành nhiều ferrosilicon rộng lớn. Năm 1903, một group chuyên nghiệp phát hành ferroalloy (Compagnie Generate d'Electrochimie) chính thức hoạt động và sinh hoạt ở Đức, Pháp và Áo và, năm 1907, nhà máy sản xuất silicon thương nghiệp thứ nhất ở Mỹ được xây dựng.

Chế tạo ra thép ko nên là phần mềm có một không hai cho những thích hợp hóa học silicon được thương mại kinh doanh hóa trước vào cuối thế kỷ 19. Để phát hành vàng tự tạo vô năm 1890, Edward Goodrich Acheson vẫn nung rét silicat nhôm bởi vì phàn nàn ly bột và phát hành cacbua silic (SiC).

Ba năm tiếp theo Acheson vẫn cấp cho bởi vì sáng tạo cho tới cách thức phát hành của tớ và xây dựng Công ty Carborundum (carborundum là tên thường gọi cộng đồng của silicon carbide vô thời gian đó) cho tới mục tiêu phát hành và buôn bán những thành phầm trau hao.

Đến thời điểm đầu thế kỷ trăng tròn, những đặc thù dẫn năng lượng điện của silicon carbide cũng sẽ được quan sát và thích hợp hóa học này được dùng thực hiện máy dò la trong số đài phân phát thanh đầu tàu. Một bởi vì sáng tạo cho tới máy dò la tinh nghịch thể silicon và đã được cấp cho cho tới GW Pickard vô năm 1906.

Năm 1907, đi-ốt phân phát sáng sủa thứ nhất (LED) được dẫn đến bằng phương pháp bịa năng lượng điện áp vô tinh nghịch thể silicon carbide. Trong trong năm 1930, việc dùng silicon vẫn cải cách và phát triển nằm trong với việc cải cách và phát triển của những thành phầm chất hóa học mới nhất, bao hàm cả silan và silicon. Sự cải cách và phát triển của trang bị năng lượng điện tử vô thế kỷ qua chuyện đã và đang khăng khít nghiêm ngặt với silicon và những đặc điểm lạ mắt của chính nó.

Trong Khi việc dẫn đến những bóng buôn bán dẫn thứ nhất - chi phí thân thích của những vi mạch tân tiến - vô trong năm 1940 vẫn phụ thuộc Germanium , ko lâu tiếp sau đó, silicon vẫn thay cho thế người bạn bè bọn họ sắt kẽm kim loại của chính nó như 1 vật tư buôn bán dẫn hóa học nền bền lâu. Bell Labs và Texas Cụ chính thức phát hành thương nghiệp những bóng buôn bán dẫn dựa vào silicon vô năm 1954. 

Các mạch tích thích hợp silicon thứ nhất được phát hành vô trong năm 1960 và cho tới những năm 1970, những CPU chứa chấp silicon và đã được cải cách và phát triển. Cho rằng technology buôn bán dẫn dựa vào silicon tạo ra trở nên xương sinh sống của năng lượng điện tử và năng lượng điện toán tân tiến, 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 sở hữu tầm nhìn cụ thể về lịch sử vẻ vang và sự cải cách và phát triển của Thung lũng Silicon và technology vi mạch, tôi nhận xét cao tư liệu của American Experience có tên Thung lũng Silicon). Không lâu sau thời điểm công tía những bóng buôn bán dẫn thứ nhất, việc làm của Bell Labs với silicon vẫn kéo đến một bước ngoặt rộng lớn loại nhì vô năm 1954: Pin Sạc quang đãng năng lượng điện silicon (mặt trời) thứ nhất.

Xem thêm: nam trung bộ gồm những tỉnh nào

Trước tê liệt, 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 bởi vì đa số. Nhưng chỉ tứ năm tiếp theo, vô năm 1958, vệ tinh nghịch thứ nhất chạy bởi vì pin mặt mũi trời silicon vẫn xoay quanh trái khoáy khu đất. 

Đến những năm 1970, những phần mềm thương nghiệp cho tới technology tích điện mặt mũi trời vẫn cải cách và phát triển trở nên những phần mềm bên trên mặt mũi khu đất như hỗ trợ tích điện thắp sáng bên trên những giàn khoan dầu xa khơi và gửi gắm hạn chế đường tàu. Trong nhì thập kỷ qua chuyện, việc dùng tích điện mặt mũi trời đã tiếp tục tăng theo gót cấp cho số nhân. Ngày ni, những technology quang đãng năng lượng điện dựa vào silicon cướp khoảng chừng 90% thị ngôi trường tích điện mặt mũi trời toàn thế giới.

Sản xuất

Phần rộng lớn silicon được tinh luyện từng năm - khoảng chừng 80 Tỷ Lệ - được phát hành bên dưới dạng ferrosilicon nhằm dùng vô 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 vô đòi hỏi trong phòng máy.

Các  thích hợp kim  của Fe và silicon được phát hành bằng phương pháp dùng lò năng lượng điện hồ nước quang đãng chìm qua chuyện luyện hạn chế. Quặng nhiều silic và một mối cung cấp carbon như phàn nàn ly (than luyện kim) được nghiền nát nhừ và hóa học vô lò cùng theo với Fe vụn.

Ở sức nóng chừng bên trên 1900 ° C (3450 ° F), carbon phản xạ với oxy sở hữu vô quặng, tạo ra trở nên khí carbon monoxide. Sắt và silicon còn sót lại, trong những khi tê liệt, tiếp sau đó phối kết hợp muốn tạo đi ra ferrosilicon rét chảy, rất có thể được tích lũy bằng phương pháp va vấp vô đế của lò. Sau Khi được tạo giá tiền và sầm uất cứng, ferrosilicon tiếp sau đó rất có thể được vận gửi và dùng thẳng vô 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 nghịch khiết to hơn 99%. Silic luyện kim cũng rất được dùng vô luyện thép, hao hao 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 sở hữu vô 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 cướp khoảng chừng 70% vô tổng số này. Các căn 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 chừng 20% ​​tổng sắt kẽm kim loại silicon tinh luyện - được phát hành thường niên. Trung Quốc, một lần tiếp nữa, cướp khoảng chừng 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 một lượng nhỏ (ít rộng lớn nhì phần trăm) vô toàn bộ phát hành silicon tinh luyện. Để tăng cấp lên sắt kẽm kim loại silicon tích điện mặt mũi trời (polysilicon), chừng tinh nghịch khiết nên tăng lên tới mức 99,9999% (6N) silicon nguyên vẹn hóa học. Nó được triển khai trải qua một trong các phụ thân cách thức, thông dụng nhất là tiến độ của Siemens.

Quy trình của Siemens tương quan đến việc và ngọt ngào tương đối chất hóa học của một loại khí dễ dàng cất cánh tương đối được gọi là trichlorosilane. Tại sức nóng chừng 1150 ° C (2102 ° F) trichlorosilane được thổi qua chuyện một phân tử silicon có tính tinh nghịch khiết cao được gắn ở đầu que. Khi nó trải qua, silicon có tính tinh nghịch khiết cao kể từ khí được và ngọt ngào bên trên phân tử tương tự.

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

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

Sản phẩm nhận được là 1 trong những thanh (hoặc bó) của sắt kẽm kim loại silicon đơn tinh nghịch thể rất có thể cao cho tới 99.999999999 (11N) Tỷ Lệ nguyên vẹn 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 thù cơ học tập lượng tử theo gót đòi hỏi. Thanh đơn tinh nghịch thể rất có thể được vận gửi cho tới quý khách hàng, hoặc được hạn chế trở nên những tấm mỏng dính và tiến công bóng hoặc kết cấu cho tất cả những người sử dụng rõ ràng.

Các ứng dụng

Trong Khi khoảng chừng mươi 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 vô phát hành tất cả kể từ xi-măng, xi măng, và gốm sứ, cho tới thủy tinh nghịch và Polime.

Ferrosilicon, như vẫn chú ý, là dạng silicon sắt kẽm kim loại được dùng thông dụng nhất. Kể kể từ thứ tự thứ nhất dùng khoảng chừng 150 năm trước đó, ferrosilicon vẫn là 1 trong những tác nhân khử oxy cần thiết vô phát hành carbon và  thép ko han . Ngày ni, luyện thép vẫn là kẻ dung nạp ferrosilicon lớn số 1.

Ferrosilicon sở hữu một trong những phần mềm ngoài các việc luyện thép. Nó là 1 trong những kim loại tổng hợp chi phí sản xuất  magiê  ferrosilicon, một hóa học tạo ra nốt được dùng nhằm phát hành Fe dễ dàng uốn nắn, hao hao vô quy trình Pidgeon nhằm tinh luyện magiê có tính tinh nghịch khiết cao. Ferrosilicon cũng rất có thể được dùng nhằm chế tạo  kim loại tổng hợp silicon sắt kẽm kim loại chịu nóng và  làm mòn hao hao thép silicon, được dùng vô phát hành mô tơ năng lượng điện và lõi máy đổi thay áp.

Silic luyện kim rất có thể được dùng vô phát hành thép hao hao một tác nhân kim loại tổng hợp vô đúc nhôm. Các thành phần xe pháo tương đối bởi vì nhôm-silicon (Al-Si) nhẹ nhàng và mạnh rộng lớn những thành phần được đúc kể từ nhôm nguyên vẹn hóa học. Các thành phần xe hơi như khối mô tơ và vòng lốp là một trong những thành phần bởi vì 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 mút hút ẩm), silan (một hóa học liên kết) và silicone (chất bịt kín, hóa học kết bám và hóa học bôi trơn). Polysilicon cấp cho quang đãng năng lượng điện hầu hết được dùng trong công việc sản xuất pin mặt mũi trời polysilicon. Cần khoảng chừng 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 cướp rộng lớn 50% tích điện mặt mũi trời được phát hành bên trên toàn thế giới, trong những khi technology monosilicon góp phần khoảng chừng 35%. Tổng nằm trong, 90 Tỷ Lệ tích điện mặt mũi trời được dùng bởi vì quả đât được tích lũy bởi vì technology dựa vào silicon.

Xem thêm: công thức tính thể tích hình chóp

Monocstall silicon cũng là 1 trong những vật tư buôn bán dẫn cần thiết được nhìn thấy trong số trang bị năng lượng điện tử tân tiến. Là một vật tư cơ hóa học được dùng vô phát hành bóng buôn bán dẫn cảm giác ngôi trường (FET), LED và mạch tích thích hợp, silicon rất có thể được nhìn thấy vô đa số toàn bộ những PC, Smartphone địa hình, Tablet, TV, radio và những trang bị liên hệ tân tiến không giống. Người tớ dự tính rằng rộng lớn 1 phần phụ thân toàn bộ những trang bị năng lượng điện tử sở hữu chứa chấp technology buôn bán dẫn dựa vào silicon.

Cuối nằm trong, cacbua silic kim loại tổng hợp cứng được dùng trong tương đối nhiều phần mềm năng lượng điện tử và phi năng lượng điện tử, bao hàm trang sức đẹp tổ hợp, hóa học buôn bán dẫn sức nóng chừng cao, gốm cứng, công cụ hạn chế, đĩa phanh, trau hao, áo chống đạn và những thành phần thực hiện rét.

Nguồn: thebalance.com