silic là kim loại hay phi kim

Kim loại silic là 1 trong những sắt kẽm kim loại phân phối dẫn color xám và bóng, được dùng nhằm phát triển thép, pin mặt mày trời và vi mạch. Silicon là yếu tắc đa dạng loại nhị nhập lớp vỏ trái ngược khu đất (chỉ sau oxy) và là yếu tắc thịnh hành loại tám nhập ngoài hành tinh. Gần 30 Phần Trăm trọng lượng của vỏ trái ngược khu đất rất có thể được quy mang lại silicon.

Kết quả hình ảnh mang lại Silicon Metal

Bạn đang xem: silic là kim loại hay phi kim

Nguyên tố sở hữu số nguyên vẹn tử số 14 xuất hiện nay ngẫu nhiên trong những khoáng chất silicat, bao hàm silica, fenspat và mica, là bộ phận chủ yếu của những loại đá thịnh hành như thạch anh và tụt xuống thạch. Một phân phối 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 co hẹp ở tình trạng lỏng và nở rời khỏi Lúc hóa rắn. Nó sở hữu tâm điểm chảy và sôi kha khá cao, và Lúc kết tinh ma tạo nên trở nên cấu hình tinh ma thể hình khối rubi. Quan trọng so với tầm quan trọng của silicon là hóa học phân phối dẫn và việc dùng nó nhập năng lượng điện tử là cấu hình nguyên vẹn tử của yếu tắc, bao hàm tứ electron hóa trị được cho phép silicon links với những yếu tắc không giống một cơ hội đơn giản và dễ dàng.

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 giá buốt 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 trước tiên nhập năm 1823. Berzerlius đang được hoàn thiện việc này bằng phương pháp nung kali sắt kẽm kim loại (chỉ vừa mới được phân lập một thập kỷ trước đó) vào trong nồi nấu nướng sắt kẽm kim loại cùng theo với kali fluorosilicate. Kết trái ngược là silic vô đánh giá.

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

Sau Henry Bessemer văn minh hóa của ngành công nghiệp phát triển thép nhập vào giữa thế kỷ 19, đang được sở hữu ông tơ quan hoài rộng lớn nhập thép luyện kim và phân tích nhập chuyên môn phát triển thép. Vào thời khắc phát triển ferrosilicon công nghiệp trước tiên nhập trong năm 1880, vai trò của silicon trong các công việc nâng cao phỏng mềm nhập gang và thép khử oxy đang được làm rõ.

Việc phát triển ferrosilicon sớm đang được tiến hành nhập lò cao bằng phương pháp khử quặng sở hữu chứa chấp silic bởi vì kêu ca, kéo theo gang bạc, một loại ferrosilicon sở hữu nồng độ silic lên tới mức 20%.

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

Chế tạo nên thép ko cần là phần mềm có một không hai cho những thích hợp hóa học silicon được kinh doanh thương mại hóa trước thời điểm cuối thế kỷ 19. Để phát triển rubi tự tạo nhập năm 1890, Edward Goodrich Acheson đang được nung giá buốt silicat nhôm bởi vì kêu ca ly bột và phát triển cacbua silic (SiC).

Ba năm tiếp theo Acheson đang được cung cấp bởi vì trí tuệ sáng tạo mang lại cách thức phát triển của tôi và xây dựng Công ty Carborundum (carborundum là tên thường gọi công cộng của silicon carbide nhập thời khắc đó) mang lại mục tiêu phát triển và phân phối những thành phầm trau ngót.

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 tìm hiểu trong những đài trừng trị thanh đầu tàu. Một bởi vì trí tuệ sáng tạo mang lại máy tìm hiểu tinh ma thể silicon đang được cung cấp mang lại GW Pickard nhập năm 1906.

Năm 1907, đi-ốt trừng trị sáng sủa trước tiên (LED) được dẫn đến bằng phương pháp bịa năng lượng điện áp nhập tinh ma thể silicon carbide. Trong trong năm 1930, việc dùng silicon đang được 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 vũ trang năng lượng điện tử nhập thế kỷ qua chuyện đã và đang ràng buộc ngặt nghèo với silicon và những đặc điểm khác biệt của chính nó.

Trong Lúc việc dẫn đến những bóng phân phối dẫn trước tiên - chi phí thân ái của những vi mạch văn minh - nhập trong năm 1940 đang được nhờ vào Germanium , ko lâu tiếp sau đó, silicon đang được thay cho thế người bạn bè chúng ta sắt kẽm kim loại của chính nó như 1 vật tư phân phối dẫn hóa học nền bền lâu. Bell Labs và Texas Cụ chính thức phát triển thương nghiệp những bóng phân phối dẫn dựa vào silicon nhập năm 1954. 

Các mạch tích thích hợp silicon trước tiên được phát triển nhập trong năm 1960 và cho tới những năm 1970, những Chip xử lý chứa chấp silicon đang được cải tiến và phát triển. Cho rằng technology phân phối 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 sửng sốt Lúc tất cả chúng ta gọi trung tâm sinh hoạt của ngành công nghiệp này là 'Thung lũng Silicon'.

(Để sở hữu 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 Đánh Giá cao tư liệu của American Experience có tên Thung lũng Silicon). Không lâu sau thời điểm công tía những bóng phân phối dẫn trước tiên, việc làm của Bell Labs với silicon đang được kéo theo một bước ngoặt rộng lớn loại nhị nhập năm 1954: Sạc quang đãng năng lượng điện silicon (mặt trời) trước tiên.

Xem thêm: đường cao tam giác vuông cân

Trước cơ, phát minh khai quật tích điện kể từ mặt mày trời sẽ tạo rời khỏi sức khỏe bên trên trái ngược khu đất được cho rằng ko thể bởi vì đa số. Nhưng chỉ tứ năm tiếp theo, nhập năm 1958, vệ tinh ma trước tiên chạy bởi vì pin mặt mày trời silicon đang được xoay quanh trái ngược khu đất. 

Đến những năm 1970, những phần mềm thương nghiệp mang lại technology tích điện mặt mày trời đang được cải tiến và phát triển trở nên những phần mềm bên trên mặt mày khu đất như cung ứng tích điện phát sáng bên trên những giàn khoan dầu xa khơi và uỷ thác hạn chế đường tàu. Trong nhị thập kỷ qua chuyện, việc dùng tích điện mặt mày trời đã tiếp tục tăng theo dõi cung cấp số nhân. Ngày ni, những technology quang đãng năng lượng điện dựa vào silicon cướp khoảng tầm 90% thị ngôi trường tích điện mặt mày trời toàn thị trường quốc tế.

Sản xuất

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

Các  thích hợp kim  của Fe và silicon được phát triển 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 kêu ca ly (than luyện kim) được nghiền nhừ và hóa học nhập lò cùng theo với Fe vụn.

Ở sức nóng phỏng bên trên 1900 ° C (3450 ° F), carbon phản xạ với oxy sở hữu nhập quặng, tạo nên trở nên khí carbon monoxide. Sắt và silicon sót lại, trong những lúc cơ, tiếp sau đó phối kết hợp sẽ tạo rời khỏi ferrosilicon giá buốt chảy, rất có thể được tích lũy bằng phương pháp va nhập đế của lò. Sau Lúc được sản xuất giá buốt và tấp nập cứng, ferrosilicon tiếp sau đó rất có thể được vận gửi và dùng thẳng nhập phát triển Fe thép.

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

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

Khoảng 8 triệu tấn ferrosilicon được phát triển từng năm bên trên toàn thị trường quốc tế, với Trung Quốc cướp khoảng tầm 70% nhập tổng số này. Các ngôi nhà phát triển 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 triển thường niên. Trung Quốc, một đợt nữa, cướp khoảng tầm 80 Phần Trăm sản lượng này. Một điều sửng sốt so với nhiều người là những loại silicon tích điện mặt mày trời và năng lượng điện tử chỉ chiếm khoảng chừng một lượng nhỏ (ít rộng lớn nhị phần trăm) nhập toàn bộ phát triển silicon tinh luyện. Để tăng cấp lên sắt kẽm kim loại silicon tích điện mặt mày trời (polysilicon), phỏng tinh ma khiết cần tăng lên đến mức 99,9999% (6N) silicon nguyên vẹn hóa học. Nó được tiến hành trải qua 1 trong những tía cách thức, thịnh hành nhất là tiến độ của Siemens.

Quy trình của Siemens tương quan tới sự và lắng đọng tương đối chất hóa học của một loại khí dễ dàng cất cánh tương đối được gọi là trichlorosilane. Tại sức nóng phỏng 1150 ° C (2102 ° F) trichlorosilane được thổi qua chuyện một phân tử silicon có tính tinh ma khiết cao được gắn ở đầu que. Khi nó trải qua, silicon có tính tinh ma 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 tăng cấp luyện kim (UMG) cũng khá được dùng nhằm tăng nhanh 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 đang được phát triển nhập năm trước đó. Các ngôi nhà phát triển số 1 bao hàm GCL Poly, Wacker-Chemie và OCI.

Cuối nằm trong, sẽ tạo rời khỏi silicon cung cấp năng lượng điện tử phù phù hợp với ngành công nghiệp phân phối dẫn và một trong những technology quang đãng năng lượng điện chắc chắn, polysilicon cần được quy đổi trở nên silicon đơn tinh ma thể siêu tinh ma khiết trải qua tiến độ Czochralski. Để thực hiện điều này, polysilicon được nấu nướng chảy vào trong nồi nấu nướng ở sức nóng phỏng 1425 ° C (2597 ° F) nhập một không khí trơ. Một tinh ma thể phân tử gắn que sau này được nhúng nhập sắt kẽm kim loại giá buốt chảy và kể từ từ xoay và vô hiệu hóa, tạo nên thời hạn mang lại silicon cải tiến và phát triển bên trên vật tư phân tử giống như.

Sản phẩm chiếm được là 1 trong những thanh (hoặc bó) của sắt kẽm kim loại silicon đơn tinh ma thể rất có thể cao cho tới 99.999999999 (11N) Phần Trăm nguyên vẹn hóa học. Thanh này rất có thể được trộn tạp với boron hoặc phốt pho theo dõi đòi hỏi nhằm kiểm soát và điều chỉnh những đặc thù cơ học tập lượng tử theo dõi đòi hỏi. Thanh đơn tinh ma thể rất có thể được vận gửi mang lại người tiêu dùng, hoặc được hạn chế trở nên những tấm mỏng tanh và tấn công bóng hoặc kết cấu cho những người sử dụng rõ ràng.

Các ứng dụng

Trong Lúc 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 triển tất cả kể từ xi-măng, xi măng, và gốm sứ, cho tới thủy tinh ma và Polime.

Ferrosilicon, như đang được chú ý, là dạng silicon sắt kẽm kim loại được dùng thịnh hành nhất. Kể kể từ phen trước tiên dùng khoảng tầm 150 năm vừa qua, ferrosilicon vẫn là 1 trong những tác nhân khử oxy cần thiết nhập phát triển carbon và  thép ko han gỉ . Ngày ni, luyện thép vẫn là kẻ hấp phụ 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 nên nốt được dùng nhằm phát triển Fe dễ dàng uốn nắn, tương đương nhập quy trình Pidgeon nhằm tinh luyện magiê có tính tinh ma 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 tương đương thép silicon, được dùng nhập phát triển mô tơ năng lượng điện và lõi máy đổi thay áp.

Silic luyện kim rất có thể được dùng nhập phát triển thép tương đương một tác nhân kim loại tổng hợp nhập đúc nhôm. Các phần tử xe cộ tương đối bởi vì nhôm-silicon (Al-Si) nhẹ nhõm và mạnh rộng lớn những phần tử được đúc kể từ nhôm nguyên vẹn hóa học. Các phần tử xe hơi như khối mô tơ và khoanh lốp là một trong những phần tử bởi vì nhôm đúc thịnh hành nhất.

Gần 1/2 số silicon luyện kim được ngành công nghiệp chất hóa học dùng nhằm phát triển 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 đa phần được dùng trong các công việc sản xuất pin mặt mày trời polysilicon. Cần khoảng tầm năm tấn polysilicon sẽ tạo rời khỏi một megawatt mô-đun tích điện mặt mày trời.

Hiện ni, technology tích điện mặt mày trời polysilicon cướp rộng lớn 1/2 tích điện mặt mày trời được phát triển bên trên toàn thị trường quốc tế, trong những lúc technology monosilicon góp sức khoảng tầm 35%. Tổng nằm trong, 90 Phần Trăm tích điện mặt mày trời được dùng bởi vì loài người được tích lũy bởi vì technology dựa vào silicon.

Xem thêm: tranh to mau cong chua

Monocstall silicon cũng là 1 trong những vật tư phân phối dẫn cần thiết được nhìn thấy trong những vũ trang năng lượng điện tử văn minh. Là một vật tư cơ hóa học được dùng nhập phát triển bóng phân phối dẫn cảm giác ngôi trường (FET), LED và mạch tích thích hợp, silicon rất có thể được nhìn thấy nhập đa số toàn bộ những PC, điện thoại thông minh địa hình, Tablet, TV, radio và những vũ trang liên hệ văn minh không giống. Người tớ dự trù rằng rộng lớn 1 phần tía toàn bộ những vũ trang năng lượng điện tử sở hữu chứa chấp technology phân phối 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 phân phối dẫn sức nóng phỏng cao, gốm cứng, khí cụ hạn chế, đĩa phanh, trau ngót, áo chống đạn và những phần tử thực hiện giá buốt.

Nguồn: thebalance.com