بحثًا عن أحد العناصر التي تدخل صناعة الإلكترونيات ، وفي صناعة الإلكترونيات ، يتم استخدام العديد من العناصر الكيميائية الموصلة وغير الموصلة للتيار الكهربائي ، وكذلك عناصر أشباه الموصلات ، وأهمها السيليكون. وخصائصه.
ابحث عن مكون مستخدم في صناعة الإلكترونيات
عنصر السيليكون البسيط هو العمود الفقري لمعظم الإلكترونيات اليوم. رقائق السيليكون هي التي تشغل كل شيء من أجهزة الكمبيوتر العملاقة إلى الهواتف الذكية وأفران الميكروويف ، ويستخدم السيليكون في الأجهزة الإلكترونية لأنه عنصر له خصائص خاصة جدًا ، ومن أهم خصائصه هو أشباه الموصلات ، مما يعني أنه يوصل الكهرباء. في بعض الظروف ويعمل كعازل في حالات أخرى. من الممكن تغيير الخصائص الكهربائية للسيليكون باستخدام عملية تسمى المنشطات. هذه الخصائص تجعله مادة مثالية لصنع الترانزستورات التي تضخم الإشارات الكهربائية ، وخصائص السيليكون ليست السبب الوحيد لكونه مثاليًا. بالنسبة للأجهزة الإلكترونية ، ولكن نظرًا لأن السيليكون هو أحد أكثر العناصر وفرة على وجه الأرض ، فهو العنصر الأكثر وفرة في القشرة الأرضية.[1]
السيليكون
إنه عنصر كيميائي غير معدني ينتمي إلى عائلة الكربون ، المجموعة 14 من الجدول الدوري ، ويشكل السيليكون 27.7٪ من قشرة الأرض ، وبالتالي فهو ثاني أكثر العناصر وفرة في قشرة الأرض ، ويحتل المرتبة الثانية بعد الأكسجين. .[2]
السيليكون النقي شديد التفاعل بحيث لا يمكن العثور عليه في الطبيعة ، ولكنه موجود في جميع الصخور تقريبًا ، وكذلك في الرمل والطين والتربة ، ممزوجًا بالأكسجين مثل السيليكا (SiO2) أو الأكسجين (وعناصر أخرى ، مثل: الألومنيوم). ، مغنيسيوم ، كالسيوم ، صوديوم ، بوتاسيوم أو حديد) على شكل سيليكات.[2]
تم عزل السيليكون غير المتبلور لأول مرة ووصفه كعنصر في عام 1824 من قبل الكيميائي السويدي ينس جاكوب برزيليوس. لم يتم الحصول على السيليكون البلوري حتى عام 1854 ، عندما تم الحصول عليه كمنتج للتحليل الكهربائي. كان السيليكون مألوفًا في شكل الكريستال الصخري. استخدمه قدماء المصريين في صنع الخرز والمزهريات الصغيرة.[2]
أنظر أيضا: أي من أنصاف المعدلات التالية؟
خصائص السيليكون
السيليكون هو أحد المعادن الطبيعية وله نوعان من الخصائص الفيزيائية والكيميائية.[3]
الخصائص الفيزيائية للسيليكون
- يحدث السيليكون على شكل بلورات سوداء رمادية لامعة تشبه الإبرة أو ألواح مسطحة.
- العدد الذري للسيليكون هو 14 وكتلته الذرية النسبية 28.085.
- كثافة السيليكون 2.3296 جرام لكل سنتيمتر مكعب.
- درجة انصهار السيليكون هي 1410 درجة مئوية.
- درجة غليان السيليكون هي 3265 درجة مئوية.
- السيليكون النقي هو أشباه الموصلات.
الخصائص الكيميائية للسيليكون
- السليكون له بريق معدني وهش للغاية.
- السيليكون مشابه جدًا للمعادن من حيث السلوك الكيميائي.
- في درجة حرارة الغرفة ، يعتبر السيليكون عنصرًا غير نشط نسبيًا.
- السيليكون شديد التفاعل في درجات الحرارة العالية.
- يتحد السيليكون مع الأكسجين والفوسفور والنيتروجين وعناصر أخرى لتشكيل سبائك مصهورة.
ميزات السيليكون
يتميز السيليكون بالعديد من الخصائص التي تميزه عن المعادن الأخرى ، ومن أهمها:[4]
- السيليكون معدن صلب وخامل نسبيًا في شكل بلوري هش للغاية وله بريق معدني ملحوظ.
- يتواجد السيليكون في الطبيعة بشكل رئيسي على شكل أكاسيد وسيليكات.
- لا يتفاعل الشكل الصلب للسيليكون مع الأكسجين والماء ومعظم الأحماض.
- يتفاعل السيليكون مع الهالوجينات.
- يحتوي السيليكون أيضًا على خاصية غير عادية (مثل الماء) – يتمدد عندما يتجمد.
أنظر أيضا: شبه المعادن لها خصائص بين الموصلات والعوازل ، لذلك هم
استخدامات السيليكون
يستخدم السيليكون في العديد من المجالات وأهمها:[3]
- يستخدم السيليكون في إنتاج السيراميك والطوب والطوب الحراري.
- يستخدم السيليكون في صناعة العديد من السبائك مثل الألمنيوم والسيليكون ، بالإضافة إلى السيليكون الحديدي ، المعروف باسم الحديد والسيليكون ، والذي يستخدم على نطاق واسع في صناعة الفولاذ.
- يستخدم مطاط السيليكون في أنظمة العزل المائي للحمامات والأسقف والأنابيب.
- يستخدم السيليكون كأشباه موصلات في الترانزستورات والإلكترونيات الدقيقة وصناعة الكمبيوتر.
أيقونة السيليكون
الرمز الكيميائي للسيليكون هو (Si) ، واسم السيليكون يأتي من الكلمة اللاتينية silx أو silicis ، والتي تعني الصوان أو الحجر الصلب. يحتوي السيليكون على الخصائص التالية:[2]
- العدد الذري: 14.
- الوزن الذري: 28.086.
- نقطة الانصهار: 1410 درجة مئوية (2570 درجة فهرنهايت).
- درجة حرارة التبخير: 3265 درجة مئوية (5909 درجة فهرنهايت).
- الكثافة: 33 جم / سم 3.
- حالة الأكسدة: −4، (+2)، +4.
ما هو التوزيع الالكتروني للسيليكون؟
مركبات السيليكون
يستخدم السيليكون في العديد من المركبات أهمها:[3]
- Silane: مركب غير عضوي موجود كغاز عديم اللون. عند ملامسته للهواء ، يكون هذا المركب شديد التفاعل ويمكن أن يشتعل بسهولة. غير مستقر في درجة حرارة الغرفة.
- كربيد السيليكون: مركب كيميائي من السيليكون والكربون ، يستخدم كربيد السيليكون على نطاق واسع كمسحوق تلميع أو طحن لمواد أخرى ، وله خصائص مقاومة للحريق.
- السيليكا: تتكون السيليكا (ثاني أكسيد السيليكون) بشكل أساسي من الجرانيت والحجر الرملي ، والتي تستخدم في إنتاج الزجاج والمواد الكاشطة وفلاتر المياه ، كمادة مضافة للغذاء وغيرها الكثير.
- الهاليدات: تشكل مركبات السيليكون ، وخاصة الكربيدات ، رباعي الهاليدات السيليكونية عندما تتفاعل مع الهالوجينات المستقرة ، وعلى عكس رباعي الهاليدات الكربونية ، فإنها تتحلل بسهولة في الماء.
- حمض السيليك: يوجد حمض السيليك بشكل طبيعي في الأحافير والرواسب الجيولوجية ، وهو مادة طبيعية في قشرة بعض الطحالب ، وهو من نوع اصطناعي يسمى “زجاج السيليكون”.
سبيكة السيليكون
يتم استخدام النحاس والألمنيوم في العديد من المناطق حول العالم ، ويتم إضافة العديد من العناصر إلى سبائك الألومنيوم والنحاس لجعلها أكثر قابلية للتطبيق ، اعتمادًا على طريقة التصنيع المستخدمة ، حيث يمكن لهذه الإضافات أن تجعل المعادن أكثر مرونة عند العمل وتزيد من مقاومتها. هو أحد العناصر التي يمكن العثور عليها في كل من سبائك النحاس والألمنيوم ، ويستخدم السيليكون في السبائك للأسباب التالية:[5]
- السيليكون عنصر كيميائي غير سام موجود بكميات كبيرة ، لذلك يستخدم على نطاق واسع في صناعة السبائك.
- عند إضافة السيليكون إلى الألومنيوم ، يجعل السيليكون السبيكة المعدنية أكثر مرونة دون تكسير المعدن في درجات حرارة عالية.
- يقلل السيليكون من درجة انصهار الألومنيوم.
- ميزة أخرى لإضافة السيليكون إلى الألومنيوم هو أنه يحسن خصائص هيكلية معينة. هذا يقلل من انكماش الألمنيوم أثناء الصب ، وهذه الخاصية المعدنية مرغوبة للغاية في المصبوبات المعقدة الرقيقة.
- يزيد السيليكون المضاف إلى النحاس بشكل كبير من قوة السبيكة.
- يمكن للسيليكون أن يجعل النحاس شديد المقاومة للتآكل.
- توفر سبائك النحاس والسيليكون موصلية أقل من سبائك النحاس الأخرى التي لا يضاف إليها أي شيء.
- ميزة أخرى مثيرة للاهتمام للسيليكون للنحاس هو أنه يسمح بإزالة الأكسجين من النحاس أثناء التشغيل. تعتبر إزالة الأكسدة ضرورية إذا كان يجب تصنيع السبائك دون جعلها هشة أو التأثير على قوتها النهائية.
صناعة رقاقة السيليكون
تعد زراعة بلورات السيليكون الصلبة شبه المثالية مهارة أساسية في تصنيع الدوائر الدقيقة للكمبيوتر الحديثة. تم العثور على السيليكون (المعروف أيضًا باسم “السبائك”) في أسطوانات قطرها 300 مم ، ولكن البحث يقترب بسرعة من عتبة 450 مم ، وهذا من شأنه أن يساعد في تقليل تكاليف التصنيع بحيث تستمر السرعة في الزيادة.[6]
التوزيع الإلكتروني الصحيح لعنصر الألومنيوم al13
لماذا يستخدم السيليكون دائمًا في صناعة الإلكترونيات
عند اختيار عنصر سيتم استخدامه كأساس لترانزستور الكمبيوتر ، فإن الكلمة الأساسية هي المقاومة ، والموصلات لها مقاومة منخفضة وتمرير التيار بسهولة شديدة ، والعوازل تتمتع بمقاومة عالية ، مما يؤدي إلى إبطاء تدفق الإلكترونات أو منعه ، وكذلك بالنسبة للترانزستور التي يجب أن تكون قادرة على التشغيل وإيقاف التشغيل حسب الرغبة ، نحتاج إلى شبه موصل ، مادة ذات مقاومة متوسطة بين الموصل والعازل ، والسيليكون هو أحد العناصر الأكثر استخدامًا في صناعة الأجهزة الإلكترونية للأسباب التالية :[6]
- السيليكون هو أشباه الموصلات.
- على الرغم من أن السيليكون ليس مادة أشباه الموصلات الوحيدة على وجه الأرض ، ولا حتى أفضل أشباه الموصلات ، إلا أنه أحد أشباه الموصلات الأكثر وفرة على وجه الأرض ، ويتوفر السيليكون بسهولة في جميع أنحاء العالم ولا داعي لاستيراده من المناجم الأفريقية أو ما إذا كان عملية مكلفة وملوثة. شهور للحصول على جزء منها.
- من السهل التعامل مع السيليكون.
- توصل العلماء إلى طرق موثوقة لتحويل السيليكون إلى بلورات مرتبة تمامًا ، على غرار الماس والكربون.
كيف تتكاثر البوليمرات والألياف ولماذا هي مهمة؟
وهذا هو المكان الذي توصل فيه المقال إلى خاتمة بعد الإجابة على بحث عن أحد العناصر التي تدخل في صناعة الإلكترونيات ، ويعتبر السيليكون أحد العناصر الأكثر استخدامًا في صناعة الإلكترونيات ، لذلك تشرح المقالة جميع المعلومات المتعلقة الذي – التي. عنصر من حيث الخصائص والخصائص والاستخدامات والوصلات.