Hvad er egenskaberne ved Silicon?
De fysiske egenskaber af silicium varierer betydeligt i dets naturlige form i forhold til efter at det er blevet raffineret eller som en del af en sammensat struktur. Det er officielt klassificeret som en metalloid, hvilket betyder, at det har fysiske egenskaber for både metalledere og ikke-metalliske isolatorer. I sin rå form findes silicium i ca. 25% koncentration i sand og raffineres til almindelige anvendelser til fremstilling af glaskogegrej, der holder varmen godt, i dekorative glasprodukter af mange sorter og som en ingrediens i beton. Forbindelser med silicium har en række industrielle anvendelser på grund af deres holdbarhed og evne til at modstå høje temperaturer, hvilket gør egenskaberne af silicium nyttige til sådanne produkter som hårdmetalslibemidler, silikat-emaljer og silikone-pakninger og tætningsmidler.
Når det raffineres som halvlederkvalitet silicium (SGS), er silicium mindst 99.9999% rent, hvilket gør det til en total isolator. SGS doteres eller implanteres derefter med små niveauer af enten bor- eller fosforatomer i et niveau på ca. et atom af hver pr. Billion billioner silicium. Dette ændrer egenskaberne ved silicium fra en isolerende til halvledende karakter, så det er nyttigt til fremstilling af mikrochips.
De kemiske egenskaber af silicium inkluderer dets evne til let at kombinere med ilt og let at forme til enten amorfe eller krystallinske strukturer ved stuetemperatur. Dets meget høje smeltepunkt på 2.570 ° Fahrenheit (1.410 ° Celsius) gør forbindelser af materialet til nyttige i en lang række industrielle processer. Det leges også let med metaller, såsom stål, messing og aluminium til bildele, hvilket gør dem stærkere og mere holdbare. De mekaniske egenskaber ved silicium gør det også til et af de mest almindelige elementer, der bruges i bygningsindustrien til alt fra caulks til mursten og keramiske forbindelser.
På trods af sit ry som et stabilt element er egenskaberne ved silicium i kombination med kaliumnitrat også brugt til at fremstille eksplosiver. Forskning fra 2011 har vist sin eksplosive natur som et kemikalie i kombination med gadoliniumnitrat, hvilket svarer til det eksplosive udbytte af almindeligt krutt. Anvendelser til opdagelsen kan omfatte udvikling af mikrochips med følsomme data eller strukturer, der kan ødelægges af et fjernsignal, når de falder i de forkerte hænder.
Siliciumdioxid, eller SiO 2 , er nu kendt for at være det mest rigelige element i jordskorpen efter ilt, der omfatter ca. 28% af skorpens masse. Over 1.000.000 tons silicium blev forarbejdet til nyttige former fra 1999, hvor næsten halvdelen af denne produktion på 400.000 tons kom fra Kina. Kilder til materialet er almindeligt sand, kvarts og andre krystallinske mineraler såsom ametyst. Det er også til stede i betydelige mængder i halvedædelsten som agat, jaspis og opal.
Opdagelsen af silicium og dets egenskaber fandt sted mellem 1789 og 1854 af arbejdet med forskere fra mange nationer, der startede med den franske kemiker kendt som Faderen for kemi i dag, Antoine Lavoisier, der først foreslog, at kvarts var en oxid af et uidentificeret element. Gennem 1800-tallet isolerede flere kemikere prøver af silicium, inklusive den engelske Humphry Davy i 1808, de franske kemikere Joseph Gay-Lusssac og Louis Thenard i 1811, og den svenske kemiker Jons Berzelius i 1824. Den skotske kemiker Thomas Thomson udnævnte officielt elementet silicium i 1831, og i 1854 producerede den franske kemiker og minerolog Henri De Ville det første relativt rene krystallinske silicium. Elementet blev sat i kommerciel produktion for silikongummi og fedt i 1943, og i 1958 blev det første integrerede kredsløb med indbyggede transistorer fremstillet med et siliciumsubstrat.