Vilka är egenskaperna hos kisel?
De fysiska egenskaperna hos kisel varierar avsevärt i sin naturliga form kontra efter att den har förfinats, eller som en del av en sammansatt struktur. Det klassificeras officiellt som en metalloid, vilket innebär att den har fysiska egenskaper hos både metallledare och icke -metallisolatorer. I sin råa form finns kisel i ungefär en 25% koncentration i sand och förfinas för vanligt bruk vid tillverkning av glaskokare som behåller värmen väl, i prydnadsglasprodukter av många sorter och som en ingrediens i betong. Föreningar av kisel har en rad industriella användningsområden på grund av deras hållbarhet och förmåga att motstå höga temperaturer, vilket gör egenskaperna hos kisel användbara för sådana produkter som Carbide Abrasives, Silicate Enamels och Silicone Gaskets and Sealants.
när de förfinas som halvledare av silikon (sgs), silikon är åtminstone 99 %9%, vilket gör en totalpuer. SGS dopas sedan eller implanteras med minutnivåer av antingen bor- eller fosforatomer vid en LEvel av ungefär en atom av varje per miljard atomer av kisel. Detta förändrar egenskaperna hos kisel från en isolerande till halvledande natur, så att det är användbart vid tillverkning av mikrochips.
De kemiska egenskaperna hos kisel inkluderar dess förmåga att lätt kombineras med syre och att lätt formas till antingen amorfa eller kristallina strukturer vid rumstemperatur. Dess mycket höga smältpunkt på 2 570 ° Fahrenheit (1 410 ° Celsius) gör föreningar av materialet användbara i en mängd industriella processer. Det legeringar lätt med metaller, såsom stål, mässing och aluminium för bildelar, vilket gör dem starkare och mer hållbara. De mekaniska egenskaperna hos kisel gör det också till ett av de vanligaste elementen som används i byggnadshandeln för allt från caulks till tegel och keramiska föreningar.
Trots sitt rykte som ett stabilt element, egenskapernakisel i kombination med kaliumnitrat har också använts för att göra sprängämnen. Forskning från och med 2011 har visat sin explosiva natur som en kemikalie i kombination med gadoliniumnitrat, vilket motsvarar det explosiva utbytet av vanlig krutt. Tillämpningar för upptäckten kan inkludera utvecklingen av mikrochips med känsliga data eller strukturer som kan förstöras av en fjärrsignal när de faller i fel händer.
kiseldioxid, eller SIO 2 , är nu känd för att vara det vanligaste elementet i jordskorpan efter syre, som omfattar cirka 28% av jordskorpans massa. Över 1 000 000 ton kisel behandlades till användbara former från 1999, med nästan hälften av denna produktion på 400 000 ton som kommer från Kina. Källor för materialet är vanlig sand, kvarts och andra kristallina mineraler som ametist. Det finns också i betydande mängder i halvädelstenar som agat, jasper och opal.
DIscovery av kisel och dess egenskaper ägde rum mellan 1789 och 1854 av forskarnas arbete från många nationer, med början med den franska kemisten känd som kemiens far idag, Antoine Lavoisier, och föreslog först att kvarts var en oxid av ett oidentifierat element. Through the 1800s, several chemists isolated samples of silicon, including the English Humphry Davy in 1808, the French chemists Joseph Gay-Lusssac and Louis Thenard in 1811, and the Swedish chemist Jons Berzelius in 1824. The Scottish chemist Thomas Thomson officially named the element silicon in 1831, and, in 1854, the French chemist and minerologist Henri De Ville producerade det första relativt rena kristallina kisel. Elementet placerades i kommersiell produktion för silikongummi och fett 1943, och 1958 tillverkades den första integrerade kretsen med inbyggda transistorer med ett kiselsubstrat.