كيف يتم تصنيف معدن السيليكون
"معدن السيليكون" (المعروف أيضًا باسم السيليكون الصناعي في الصين) هو اسم تجاري ظهر في منتصف -1960 الثواني. ارتبط ظهورها بصعود صناعة أشباه الموصلات. تتمثل الممارسة الدولية الشائعة في تقسيم السيليكون التجاري إلى معدن السيليكون والسيليكون لأشباه الموصلات. معدن السيليكون هو منتج مصنوع من الكوارتز وفحم الكوك المصهور في فرن مسخن كهربائيًا ، مع محتوى السيليكون المكون الرئيسي بنسبة 98 بالمائة (99.99 بالمائة Si أيضًا متضمن في معدن السيليكون) ، والشوائب المتبقية هي الحديد والألمنيوم ، الكالسيوم ، إلخ. يستخدم السيليكون أشباه الموصلات في صنع معدن السيليكون عالي النقاء لأجهزة أشباه الموصلات. يباع في أشكال متعددة الكريستالات وأحادي البلورية ، مع كون الأول رخيص الثمن والأخير غالي الثمن. وهي مقسمة إلى مواصفات مختلفة حسب استخدامها. وفقًا للإحصاءات ، استهلك العالم حوالي 500 ، 000 طنًا من معدن السيليكون في عام 1985 ، تم استخدام حوالي 60 في المائة منها لسبائك الألومنيوم ، واستخدم أقل من 30 في المائة للسيليكون العضوي ، وتم استخدام حوالي 3 في المائة لأشباه الموصلات ، والباقي كان يستخدم لصهر الفولاذ والخزف الدقيق ، إلخ.
يعتمد تصنيف معدن السيليكون عادةً على محتوى الشوائب الثلاثة الرئيسية للحديد والألمنيوم والكالسيوم الموجودة في تركيبة معدن السيليكون. وفقًا لمحتوى الحديد والألمنيوم والكالسيوم في معدن السيليكون ، يمكن تصنيف معدن السيليكون إلى درجات مختلفة مثل 553 ، 441 ، 411 ، 421 ، 3303 ، 3305 ، 2202 ، 2502 ، 1501 و 1101.
صناعيًا ، يتم إنتاج معدن السيليكون عادةً عن طريق تقليل ثاني أكسيد السيليكون من الكربون في الفرن الكهربائي. معادلة التفاعل الكيميائي: SiO2 plus 2C → Si plus 2CO. السيليكون الناتج بهذه الطريقة نقي بنسبة 97-98 في المائة ويسمى معدن السيليكون. ثم يتم صهره وإعادة بلورته ، وإزالة الشوائب بالحمض للحصول على معدن السيليكون بنقاء 99.7 ~ 99.8 في المائة.
يتكون معدن السيليكون بشكل أساسي من السيليكون ، لذلك له خصائص مماثلة للسيليكون. هناك نوعان من أيزومرات من السيليكون ، السيليكون غير المتبلور والسيليكون البلوري. السيليكون غير المتبلور هو مسحوق أسود رمادي وهو في الواقع بلورة دقيقة. يحتوي السيليكون البلوري على التركيب البلوري وخصائص أشباه الموصلات للماس ، مع نقطة انصهار تبلغ 1410 درجة ، ونقطة غليان تبلغ 2355 درجة ، وصلابة موس 7 ، وطبيعة هشة. السيليكون غير المتبلور نشط كيميائيًا ويمكن أن يحترق بعنف في الأكسجين. يتفاعل مع الهالوجينات والنيتروجين والكربون وغيرها من المعادن غير المعدنية في درجات حرارة عالية ، ويمكن أن يتفاعل أيضًا مع المغنيسيوم والكالسيوم والحديد والمعادن الأخرى لإنتاج مبيدات السيليكات. السيليكون غير المتبلور غير قابل للذوبان في جميع الأحماض غير العضوية والعضوية تقريبًا ، بما في ذلك حمض الهيدروفلوريك ، ولكن يمكن أن يذوب في خليط من حمض النيتريك وحمض الهيدروفلوريك. يمكن لمحلول هيدروكسيد الصوديوم المركز إذابة السيليكون غير المتبلور وإطلاق غاز الهيدروجين. السليكون البلوري غير نشط نسبيًا ولا يتحد كيميائيًا مع الأكسجين حتى في درجات الحرارة المرتفعة. كما أنه غير قابل للذوبان في أي نوع من الأحماض العضوية وغير العضوية ، ولكنه قابل للذوبان في خليط من حمض النيتريك وحمض الهيدروفلوريك وكذلك في محاليل هيدروكسيد الصوديوم المركزة.
