คุณสมบัติของซิลิคอนคืออะไร

คุณสมบัติทางกายภาพของซิลิคอนแตกต่างกันมากในรูปแบบธรรมชาติเมื่อเทียบกับหลังจากได้รับการขัดเกลาหรือเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างสารประกอบ มันถูกจำแนกอย่างเป็นทางการเป็นโลหะซึ่งหมายความว่ามันมีคุณสมบัติทางกายภาพของตัวนำโลหะและฉนวนที่ไม่ใช่โลหะ ในรูปแบบดิบพบซิลิคอนในความเข้มข้นประมาณ 25% ในทรายและได้รับการขัดเกลาสำหรับการใช้งานทั่วไปในการผลิตอุปกรณ์ทำแก้วที่เก็บความร้อนได้ดีในผลิตภัณฑ์แก้วประดับหลายพันธุ์และเป็นส่วนผสมในคอนกรีต สารประกอบของซิลิกอนมีการใช้งานในอุตสาหกรรมหลากหลายประเภทเนื่องจากมีความทนทานและความสามารถในการทนต่ออุณหภูมิสูงทำให้คุณสมบัติของซิลิกอนมีประโยชน์สำหรับผลิตภัณฑ์เช่นสารกัดกร่อนคาร์ไบด์เคลือบซิลิเกตและปะเก็นซิลิโคน

เมื่อกลั่นเป็นซิลิคอนเกรดเซมิคอนดักเตอร์ (SGS) ซิลิคอนจะมีความบริสุทธิ์อย่างน้อย 99.9999% ซึ่งทำให้เป็นฉนวนโดยรวม เอสจีเอสนั้นเจือจางหรือปลูกถ่ายด้วยระดับอะตอมโบรอนหรือฟอสฟอรัสในระดับนาทีละประมาณอะตอมละหนึ่งอะตอมต่อซิลิคอนหนึ่งพันล้านอะตอม สิ่งนี้จะเปลี่ยนคุณสมบัติของซิลิกอนจากฉนวนเพื่อธรรมชาติเซมิคอนดักเตอร์เพื่อให้มีประโยชน์ในการผลิตไมโครชิป

คุณสมบัติทางเคมีของซิลิคอนนั้นรวมถึงความสามารถในการรวมเข้ากับออกซิเจนได้อย่างง่ายดายและสามารถรวมตัวเป็นโครงสร้างอสัณฐานหรือผลึกที่อุณหภูมิห้อง จุดหลอมเหลวสูงมากที่ 2,570 °ฟาเรนไฮต์ (1,410 °เซลเซียส) ทำให้สารประกอบของวัสดุมีประโยชน์ในกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่หลากหลาย นอกจากนี้ยังมีโลหะผสมกับโลหะเช่นเหล็กทองเหลืองและอลูมิเนียมสำหรับชิ้นส่วนยานยนต์ซึ่งทำให้แข็งแกร่งและทนทานยิ่งขึ้น คุณสมบัติเชิงกลของซิลิกอนยังทำให้มันเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่พบมากที่สุดที่ใช้ในการค้าขายอาคารสำหรับทุกอย่างตั้งแต่ caulks ไปจนถึงอิฐและสารประกอบเซรามิก

แม้จะมีชื่อเสียงในฐานะองค์ประกอบที่มีความเสถียรคุณสมบัติของซิลิคอนร่วมกับโพแทสเซียมไนเตรตก็ถูกนำมาใช้เพื่อทำให้เกิดการระเบิดเช่นกัน การวิจัยในปี 2011 ได้แสดงให้เห็นถึงธรรมชาติที่ระเบิดได้ของมันในฐานะสารเคมีร่วมกับแกโดลิเนียมไนเตรตซึ่งเทียบเท่ากับผลผลิตที่ระเบิดได้ของดินปืนธรรมดา แอพพลิเคชั่นสำหรับการค้นพบอาจรวมถึงการพัฒนาไมโครชิพด้วยข้อมูลที่มีความอ่อนไหวหรือโครงสร้างที่สามารถทำลายได้โดยสัญญาณระยะไกลเมื่อตกอยู่ในมือผิด

ซิลิคอนไดออกไซด์หรือ SiO 2 เป็นที่รู้จักกันดีว่าเป็นองค์ประกอบที่มีมากที่สุดในเปลือกโลกหลังจากออกซิเจนซึ่งคิดเป็น 28% ของมวลเปลือกโลก ซิลิคอนมากกว่า 1,000,000 เมตริกตันถูกแปรรูปเป็นรูปแบบที่มีประโยชน์ในปี 1999 โดยเกือบครึ่งหนึ่งของการผลิตนี้ที่ 400,000 เมตริกตันมาจากประเทศจีน แหล่งที่มาของวัสดุ ได้แก่ ทรายธรรมดาควอตซ์และแร่ผลึกอื่น ๆ เช่นอเมทิส มันยังมีอยู่ในปริมาณที่มากในหินกึ่งมีค่าเช่นโมรานิลและโอปอล

การค้นพบซิลิกอนและคุณสมบัติของมันเกิดขึ้นระหว่างปี ค.ศ. 1789 - 1854 โดยผลงานของนักวิจัยจากหลายประเทศโดยเริ่มจากนักเคมีชาวฝรั่งเศสที่รู้จักกันในนามบิดาแห่งวิชาเคมีในปัจจุบัน Antoine Lavoisier เสนอว่าควอตซ์เป็นออกไซด์ขององค์ประกอบที่ไม่ปรากฏหลักฐาน ในช่วงปี 1800 นักเคมีหลายคนได้แยกตัวอย่างของซิลิคอนรวมถึงภาษาอังกฤษ Humphry Davy ในปี 1808 นักเคมีชาวฝรั่งเศส Joseph Gay-Lusssac และ Louis Thenard ในปี 1811 และนักเคมีชาวสวีเดน Jons Berzelius ในปี 1824 นักเคมีชาวสกอตโธมัสทอมสัน ซิลิคอนในปี 1831 และในปี 1854 นักเคมีและนักขุดชาวฝรั่งเศส Henri De Ville ได้ผลิตซิลิคอนผลึกที่ค่อนข้างบริสุทธิ์เป็นครั้งแรก องค์ประกอบถูกนำไปผลิตเชิงพาณิชย์สำหรับยางซิลิโคนและจาระบีในปี 1943 และในปี 1958 วงจรรวมตัวแรกที่มีทรานซิสเตอร์ในตัวผลิตขึ้นด้วยวัสดุซิลิกอน