طريقة تصنيع السيليكون واستخداماته في الصناعة

طريقة تصنيع السيليكون واستخداماته في الصناعة

يحتل السيليكون المرتبة الثانية بعد الأكسجين في بعض الصناعات المهمة حيث أنه العنصر الأكثر وفرة في قشرة الأرض ويوجد أيضًا في الصخور والرمل والطين والتربة ، واليوم نقدم لك معلومات على موقع فكرة فايف. السيليكون وأهم مجالات استخدامه في موضوعنا حول كيفية إنتاج السيليكون واستخداماته في الصناعة.

سأقدم لك أيضًا: كيفية صنع الصابون في المصنع والمنزل

ما هو السيليكون؟

  • السيليكون هو العنصر الرابع عشر في الجدول الدوري وهو عنصر من مجموعة IVA ، جنبًا إلى جنب مع الكربون الجرمانيوم والقصدير والرصاص ، والسيليكون النقي عبارة عن مادة صلبة رمادية داكنة لها نفس التركيب البلوري مثل الماس ، والمواد التي تتشابه خواصها الكيميائية والفيزيائية لهم.
  • يحتوي السيليكون على درجة انصهار تبلغ 2570 درجة فهرنهايت (1410 درجة مئوية) ونقطة غليان تبلغ 4271 فهرنهايت (2355 درجة مئوية) وكثافة 2.33 جم / سم 3.
  • عند تسخينه ، يتفاعل السيليكون مع الهالوجينات (الفلور والكلور والبروم واليود) لتكوين الهالوجينات ويتفاعل مع بعض المعادن لتشكيل مبيدات الآفات ، وعند تسخينه في فرن كهربائي كربوني ، يتم إنتاج سيراميك مقاوم للتآكل.
  • حمض الهيدروفلوريك هو الحمض الوحيد الذي يؤثر على السيليكون ، في درجات الحرارة المرتفعة يتعرض السيليكون للماء أو بخار الأكسجين لتكوين طبقة ثاني أكسيد السيليكون.
  • عندما يتم تنقية السيليكون وإشباعه بعناصر مثل البورون والفوسفور والزرنيخ ، يتم استخدام أشباه الموصلات في مجموعة متنوعة من التطبيقات.لتحقيق أقصى درجة من النقاء ، يتم استخدام عملية كيميائية تقلل من رباعي كلوريد السيليكون أو ثلاثي كلورو سيلان إلى سيليكون.

كيف يصنع السيليكون ويستخدم في الصناعة

  • يتم استخدامه في علم المعادن كعامل مختزل كعنصر صناعة السبائك في السليكون المنخفض النقاء والصلب والنحاس والألمنيوم والبرونز.
  • عند إضافة كمية صغيرة من السيليكون إلى الألومنيوم ، يصبح صب الألومنيوم أسهل ، وفي نفس الوقت يحسن القوة والصلابة والخصائص الأخرى في شكل أكسيد أو سيليكات ؛ يتم استخدامه لصنع السيليكون والخرسانة والطوب والزجاج والسيراميك والصابون.
  • معدن السيليكون هو أيضًا المادة الأساسية لصنع السيليكون المستخدم في منتجات مثل الزيوت الاصطناعية ، ومانعات التسرب ، ومانعات التسرب ، والعوامل المضادة للرغوة.
  • يعد السيليكون أحد العناصر الأكثر فائدة للبشرية ويستخدم في الغالب في صناعة السبائك ، بما في ذلك السيليكون والألمنيوم والسيليكون الحديدي.

إنتاج مادة السيليكون

  • بلغ الإنتاج العالمي في عام 1999 640 ألف طن (باستثناء الصين) ، وكانت البرازيل وفرنسا والنرويج والولايات المتحدة المنتجين الرئيسيين.
  • يعد هذا انخفاضًا ثابتًا مقارنة بالسنوات القليلة الماضية (653000 طن في عام 1998 و 664000 طن في عام 1997) ، على الرغم من عدم توفر البيانات ، يُعتقد أن الصين هي أكبر منتج ، تليها الولايات المتحدة.
  • يُظهر أحد التقديرات أن الطاقة الإنتاجية للصين تبلغ 400 ألف طن سنويًا بأكثر من 400 منتج ، بسبب زيادة الصادرات من هذا البلد في السنوات الأخيرة.
  • كان استهلاك معدن السيليكون في الولايات المتحدة حوالي 262 ألف طن بتكلفة 57 سنتًا للرطل ، بمعدل نمو سنوي يبلغ حوالي 3.5٪ من طلب السيليكون من صناعة الألمنيوم وحوالي 8٪ من الصناعة الكيميائية خلال 1980-1995. .
  • تضرر الطلب من الصناعة الكيميائية (السيليكون بشكل أساسي) من جراء الأزمة الاقتصادية الآسيوية في أواخر التسعينيات.

مواد أولية لإنتاج السيليكون

  • يتكون معدن السيليكون من تفاعل السيليكا (ثاني أكسيد السيليكون ، SiO2) مع المواد الكربونية مثل فحم الكوك ونشارة الخشب والفحم.
  • عندما يتم أخذ السيليكا عادة على شكل حصى معدنية ، فإن حجم هذه الحصاة هو 99.5٪ سيليكا و 3 × 1 أو 6 × 1 بوصة (8 × 3 سم أو 15 × 3 سم).
  • يتكون الفحم عادة من نسبة منخفضة من الرماد (1-3٪ لتقليل شوائب الكالسيوم والألمنيوم والحديد) ، ويحتوي على حوالي 60٪ كربون ، وهو نفس حجم الحصى.
  • عادة ما تكون رقائق الخشب 1/2 × 1/8 بوصة (1 × 3 سم) من الخشب الصلب ، وجميع المواد مأخوذة على النحو المحدد من قبل الشركة المصنعة.

مجالات استخدام نفايات السيليكون

من خلال التحكم في العملية الإحصائية ، يتم تقليل النفايات إلى الحد الأدنى ، ويتم بيع المنتج الثانوي لهذه العملية ، وهو دخان السيليكا ، إلى قطاعي الأسمنت والحراريات لزيادة قوة منتجاتها.

يستخدم دخان السيليكا أيضًا في العزل الحراري ومطاط الحشو والبوليمرات وغيرها من التطبيقات.

مستقبل السيليكون

قد يكون هذا النمو أبطأ بسبب الانكماش الاقتصادي الأخير في آسيا واليابان ، على الرغم من أن محللي الصناعة يتوقعون زيادة طلب الدول الغربية على السيليكون الكيميائي بنسبة 7 ٪ سنويًا بحلول عام 2003.

إذا استمرت الإمدادات في تجاوز الطلب ، فقد تستمر الأسعار في الانخفاض لأن التوقعات لسوق السيارات مواتية ، وقد يلجأ المزيد من صانعي السيارات إلى الألومنيوم وسبائك السيليكون لمكونات مختلفة.

بديل للسيليكون

تم استكشاف طرق أخرى لصنع السيليكون ، بما في ذلك السائل الفائق التبريد لتشكيل السليكون غير المتبلور والطريقة الحرارية المائية لصنع مسحوق السيليكون المسامي للتطبيقات الضوئية.

اقرأ أيضًا: كيفية صنع قالب سيليكون بالصور

كيفية استخدام السيليكون في مراقبة الجودة

  • نظرًا لاستخدام الأنظمة التي يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر لإدارة العملية بأكملها وتقييم البيانات الإحصائية ، يتم استخدام التحكم الإحصائي في العملية لضمان الجودة.
  • العمليتان الرئيسيتان اللتان يجب التحكم فيهما هما كمية المواد الخام المستخدمة ودرجات حرارة الفرن ؛ هنا ، تُستخدم الاختبارات المعملية لمراقبة التركيب الكيميائي للمنتج النهائي والبحث عن طرق لتحسين التركيب عن طريق ضبط الإنتاج. عملية.
  • تضمن عمليات فحص الجودة المنتظمة وتقييمات الموردين أيضًا الحفاظ على الجودة بدءًا من استخراج المواد الخام وحتى شحن المنتج النهائي.

في نهاية المقال حول طريقة إنتاج السيليكون واستخداماته في الصناعة ، يجب أن نذكر أهمية السيليكون في الطبيعة وكيف دخل العديد من الاستخدامات في بيئتنا ، ولكن يجب استخدامه بهذه الطريقة. لا يضر بالبيئة.

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق