Hva er egenskapene til Silicon?
De fysiske egenskapene til silisium varierer betydelig i sin naturlige form kontra etter at det er blitt raffinert, eller som en del av en sammensatt struktur. Den er offisielt klassifisert som en metalloid, noe som betyr at den har fysiske egenskaper til både metallledere og ikke-metalliske isolatorer. I sin rå form finnes silisium i omtrent 25% konsentrasjon i sand, og er raffinert for vanlig bruk ved fremstilling av glass kokekar som holder på varmen godt, i dekorative glassprodukter av mange varianter, og som en ingrediens i betong. Forbindelser av silisium har en rekke industrielle anvendelser på grunn av deres holdbarhet og evne til å motstå høye temperaturer, noe som gjør egenskapene til silisium nyttige for slike produkter som karbidslipemidler, silikat-emaljer og silikonpakninger og tetningsmidler.
Når det raffineres som halvledere silisium (SGS), er silisium minst 99.9999% rent, noe som gjør det til en total isolator. SGS blir deretter dopet, eller implantert, med små nivåer av enten bor- eller fosforatomer i et nivå på omtrent ett atom av hver per billion billioner silisium. Dette endrer egenskapene til silisium fra en isolerende til halvledende natur, slik at det er nyttig ved fremstilling av mikrobrikker.
De kjemiske egenskapene til silisium inkluderer dens evne til å kombinere lett med oksygen og lett å forme til enten amorfe eller krystallinske strukturer ved romtemperatur. Det meget høye smeltepunktet på 2 410 ° C gjør forbindelser av materialet nyttige i en lang rekke industrielle prosesser. Det legges også lett med metaller, som stål, messing og aluminium for bildeler, noe som gjør dem sterkere og mer holdbare. De mekaniske egenskapene til silisium gjør det også til et av de vanligste elementene som brukes i bygningshandelen for alt fra lommer til murstein og keramiske forbindelser.
Til tross for sitt rykte som et stabilt element, har egenskapene til silisium i kombinasjon med kaliumnitrat også blitt brukt til å lage eksplosiver. Forskning fra 2011 har vist sin eksplosive natur som et kjemisk stoff i kombinasjon med gadoliniumnitrat, noe som tilsvarer eksplosivt utbytte av vanlig krutt. Bruksområder for funnet kan omfatte utvikling av mikrobrikker med sensitive data eller strukturer som kan ødelegges av et fjernsignal når de faller i gale hender.
Silisiumdioksyd, eller SiO 2 , er nå kjent for å være det mest tallrike elementet i jordskorpen etter oksygen, og omfatter omtrent 28% av jordskorpens masse. Over 1.000.000 tonn silisium ble behandlet til nyttige former fra og med 1999, mens nesten halvparten av denne produksjonen til 400.000 tonn kom fra Kina. Kilder for materialet er vanlig sand, kvarts og andre krystallinske mineraler som ametyst. Den er også til stede i betydelige mengder i halvedelstener som agat, jaspis og opal.
Oppdagelsen av silisium og dens egenskaper fant sted mellom 1789 og 1854 av arbeid fra forskere fra mange nasjoner, og startet med den franske kjemikeren kjent som faren til kjemi i dag, Antoine Lavoisier, som først foreslo at kvarts var et oksid av et uidentifisert element. Gjennom 1800-tallet isolerte flere kjemikere prøver av silisium, inkludert den engelske Humphry Davy i 1808, de franske kjemikerne Joseph Gay-Lusssac og Louis Thenard i 1811, og den svenske kjemikeren Jons Berzelius i 1824. Den skotske kjemikeren Thomas Thomson utnevnte offisielt elementet silisium i 1831, og i 1854 produserte den franske kjemikeren og minerologen Henri De Ville det første relativt rene krystallinske silisiumet. Elementet ble satt i kommersiell produksjon for silikongummi og fett i 1943, og i 1958 ble den første integrerte krets med innebygde transistorer produsert med silisiumsubstrat.