[wysig] Kenmerkende eienskappe
In sy kristallyne vorm het silikon 'n metaalglans en 'n gryserige kleur. Selfs al is dit 'n relatief inerte element, reageer silikon steeds met halogene en verdunde alkalieë, maar die meeste sure (behalwe vir 'n kombinasie van salpetersuur en fluoorsuur het geen invloed daarop nie. Elementêre silikon is deurlaatbaar vir 95% van die golflengtes van infrarooi lig. Suiwer silikon kristalle word selde in die natuur aangetref, aangesien natuurlike silikon gewoonlik as silika (SiO2) voorkom. Suiwer silikon kristalle kan gevind word as insluitsels in goud of in vulkaniese uitbarstings. Dit het 'n negatiewe temperatuur weerstandskoëffisiënt.
[wysig] Aanwendings
Silikon is 'n baie nuttige element wat noodsaaklik is vir baie menslike bedrywighede. Silikondioksied in die vorm van sand en klei is 'n belangrike bestanddeel van beton en bakstene en word ook gebruik in die vervaardiging van Portland sement. Silikon is 'n baie belangrike bousteen in plant- en dierelewe. Diatome onttrek silika uit water om hulle beskermende selwande te bou. Ander aanwendings is:
[wysig] Geskiedenis
Silikon (Latyn silex, silicis wat vuursteen beteken) is eerste deur Antoine Lavoisier in 1787 geïdentifiseer en is later deur Humphry Davy in 1800 verkeerdelik met 'n chemiese verbinding verwar. In 1811 het Gay Lussac en Thénard waarskynlik 'n onsuiwere mengsel van amorfe silikon berei deur kalium saam met silikon tetrafluoried te verhit. In 1824 het Berzelius amorfe silikon voorberei deur ongeveer dieselfde metode te gebruik. Berzelius het ook die produk verder gesuiwer deur dit herhaaldelik te was.
[wysig] Verspreiding
Silikon is die hoofkomponent van aeroliete wat 'n klas van meteoroïde is en ook van tektiete wat 'n natuurlike glas is.
Per gewig, maak silikon ongeveer 25.7% van die Aarde se kors uit en na suurstof is dit ook die tweede volopste element. Elementêre silikon word nie in die natuur aangetref nie. Dit kom meestal as oksiede en silikate voor. Sand, ametis, agaat, kwarts, rotskristal, vuursteen (flint), jaspis en opaal is sommige van die vorms waarin die oksied voorkom. Graniet, asbes, veldspaat, klei, hoornblende en mika is maar 'n paar van die vele silikaat bevattende minerale.
[wysig] Vervaardiging
Silikon word kommersieel vervaardig deur die verhitting van hoë suiwerheid silika in 'n elektriese boogoond met koolstof elektrodes. By temperature hoër as 1900 °C word die silika na silikon gereduseer deur die koolstof volgens die chemiese vergelyking
- SiO2 + C → Si + CO2
Vloeibare silikon versamel dan in die bodem van die oond en word dan gedreineer en verkoel. Die silikon wat so geproduseer word, word metallurgiese graad silikon genoem en het 'n suiwerheid van ten minste 99%. In 1997, het metallurgiese graad silikon ongeveer $ 0.50 per g gekos; in 2000 het die gemiddelde prys vir silikonmetaal gedaal na 56 Amerikaanse sent per pond [1].
[wysig] Suiwering
Die gebruik van silikon in halfgeleier apparatuur vereis 'n baie hoër suiwergheidsgraad as wat toelaatbaar is vir mettalurgiese graad silikon. Geskiedkundig is verskeie tegnieke gebruik om hoë suiwerheid silikon te vervaardig.
[wysig] Fisiese metodes
Vroeëre silikonsuiweringsmetodes was gebaseer op die feit dat wanneer vloeibare silikon begin stol, dit die onsuiwerste silikon is wat laaste stol. Die vroegste metode van silikonsuiwering, wat eerste in 1919 beskryf is en in beperkte hoeveelhede gebruik is om radarkomponente tydens die Tweede Wêreldoorlog te vervaardig, het die maal van mettalurgiese graad silikon en dan gedeeltelike oplossing daarvan in 'n suur behels. Wanneer dit gemaal is het die silikon gekraak op sodanige wyse dat die swakker onsuiwer liggings aan die buitekant van die silikonkorrels voorgekom het. Die gevolg was dat die onsuiwere silikon eerste opgelos is as dit met 'n suur behandel is en daarom die suiwerder silikon produk agtergelaat het.
Met die sonesmeltingstegniek, die eerste metode wat industrieel aangewend is, word stawe metallurgiese graad silikon verhit totdat die een kant begin smelt. Die verhitter word dan stadig teen die lengte van die staaf afbeweeg en sodoende word 'n kort lengte van die staaf heeltyd in die gesmelte toestand gehou soos die silikon daaragter weer verkoel en stol. Aangesien die meeste onsuiwerhede geneig is om in die gesmelte toestand te wil bly is dit geneig om heeltyd in die gesmelte sone te bly. Wanneer die proses dus afgehandel is, het die meeste onsuiwerhede dus na die punt wat laaste gesmelt is beweeg. Hierdie punt word dan afgesny en weggegooi en die proses word dan weer herhaal indien 'n hoër suiwerheid verlang word.
[wysig] Chemiese metodes
Vandag word silikon eerder gesuiwer deur dit na 'n silikonverbinding om te skakel wat makliker gesuiwer kan word as die silikon self en die suiwer verbinding weer om te skakel na silikon. Trichlorosilaan is die silikonverbinding wat mees dikwels gebruik word, al word silikontetrachloried en silaan ook gebruik. Wanneer hierdie gasse oor silikon geblaas word teen hoër temperature ontbind hulle na silikon met 'n hoë suiwerheidsgraad.
In die Siemens proses word hoë suiwerheid silikonstawe blootgestel aan trichlorosilaan teen 1150°C. Die trichlorosilaangas ontbind en vorm 'n addisionele silikon neerslag op die stawe volgens die volgende chemiese reaksie:
- 2 HSiCl3 → Si + 2 HCl + SiCl4
Silikon vervaardig met hierdie en ander soortgelyke prosesse word poli-kristallyne silikon genoem. Die vlakke van onsuiwerheid in Poli-kristallyne silikon is tipies in die omgewing van 1 deel per biljoen of minder.
DuPont het op 'n tyd 'n ultra-suiwer silikon vervaardig deur silikontetrachloried met hoë suiwerheid sinkdampe te reageer teen 950°C, en sodoende silikon geproduseer het volgens die vergelyking:
- SiCl4 + 2 Zn → Si + 2 ZnCl2
Die tegniek was egter besaai met praktiese probleme (soos die sinkchloried byproduk wat gestol het en die lyne geblokkeer het) en is uiteindelik uitgefaseer ten gunste van die Siemens proses
[wysig] Kristallisasie
Die Czochralski proses word dikwels gebruik om hoë suiwerheid silikon kristalle te maak vir gebruik in vastetoestand/halfgeleier apparate.
Silikon het nege isotope, met massagetalle tussen 25 en 33. Si-28 (die volopste isotoop, teen 92.23%), Si-29 (4.67%) en Si-30 (3.1%) is stabiel; Si-32 is 'n radio-aktiewe isotoop wat geproduseer word deur die verval van argon. Si-32 se halfleeftyd na vele debat is vasgestel om as ongeveer 276 jaar, en dit verval deur beta-emissie na P-32 (wat 'n 14.28 jaar halfleeftyd het) en dan na S-32.
[wysig] Voorsorgmaatreëls
'n Ernstige longsiekte wat bekend staan as silikose (stoflong) kom dikwels voor in myners, steensnyers en ander mense wat werk in 'n omgewing waar silikahoudende stof in groot hoeveelhede ingeasem word.
[wysig] Verwysings
[wysig] Eksterne skakels
BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 TEL:+886 4 24710048 / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end mills、CVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool ‘Single Crystal Diamond ‘Metric end mills、Miniature end mills、Специальные режущие инструменты ‘Пустотелое сверло ‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
