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(Links) Reines Silizium. (rechts) Silizium kommt in der Natur nicht frei vor, sondern kommt hauptsächlich als Oxid und als Silikate vor. Sand ist eine der Formen, in denen das Oxid erscheint. |
Silicon
Geschichte
Aus dem Latein. wort Silex, Silicis, Feuerstein., Im Jahr 1800 hielt Davy Kieselsäure für eine Verbindung und kein Element; aber im Jahr 1811 bereiteten Gay Lussac und Thenard wahrscheinlich unreines amorphes Silizium vor, indem sie Kalium mit Siliziumtetrafluorid erhitzten.
Im Jahr 1824 Berzelius, allgemein mit der Entdeckung gutgeschrieben, hergestellt amorphes Silizium durch die gleiche allgemeine Methode und reinigte das Produkt durch Entfernen der Fluosilikate durch wiederholte Waschungen. Deville bereitete 1854 zuerst kristallines Silizium vor, die zweite allotrope Form des Elements.,
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Silizium ist in der Sonne und in Sternen vorhanden und ein Hauptbestandteil einer Klasse von Meteoriten, die als Aerolite bekannt sind. Es ist auch ein Bestandteil von Tektites, einem natürlichen Glas natürlichen Ursprungs.
Silizium macht 25,7% der Erdkruste nach Gewicht aus und ist das zweithäufigste Element, das nur durch Sauerstoff überschritten wird. Silizium wird in der Natur nicht frei gefunden, sondern kommt hauptsächlich als Oxid und als Silikate vor. Sand, Quarz, Bergkristall, Amethyst, Achat, Feuerstein, Jaspis und Opal sind einige der Formen, in denen das Oxid erscheint., Granit, Hornblende, Asbest, Feldspat,Ton, Glimmer usw. sind nur einige der zahlreichen Silikatmineralien.
Silizium wird kommerziell hergestellt, indem Silica und Kohlenstoff in einem Elektroofen unter Verwendung von Kohlenstoffelektroden erhitzt werden. Zur Vorbereitung des Elements können mehrere andere Methoden verwendet werden. Amorphes Silizium kann als braunes Pulver hergestellt werden, das leicht geschmolzen oder verdampft werden kann. Das Czochralski-Verfahren wird üblicherweise zur Herstellung von Einkristallen aus Silizium verwendet, die für Festkörper-oder Halbleiterbauelemente verwendet werden., Hyperpure-Silizium kann durch die thermische Zersetzung von ultrareinem Trichlorsilan in einer Wasserstoffatmosphäre und durch ein Vakuumschwimmerzonenverfahren hergestellt werden.
Verwendet
Silizium ist eines der nützlichsten Elemente des Menschen. In Form von Sand und Ton wird es zur Herstellung von Beton und Ziegeln verwendet; Es ist ein nützliches feuerfestes Material für Hochtemperaturarbeiten und in Form von Silikaten wird es zur Herstellung von Emails, Töpferwaren usw. verwendet. Kieselsäure ist als Sand ein Hauptbestandteil von Glas, einem der kostengünstigsten Materialien mit hervorragenden mechanischen, optischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften., Glas kann in einer sehr großen Vielfalt von Formen hergestellt werden und wird als Behälter, Fensterglas, Isolatoren und Tausende anderer Anwendungen verwendet. Siliziumtetrachlorid kann als iridisiertes Glas verwendet werden.
Hyperpure-Silizium kann mit Bor, Gallium, Phosphor oder Arsen dotiert werden, um Silizium für den Einsatz in Transistoren, Solarzellen, Gleichrichtern und anderen Festkörpergeräten herzustellen, die in der Elektronik-und Raumfahrtindustrie weit verbreitet sind.
Hydriertes amorphes Silizium hat sich bei der Herstellung wirtschaftlicher Zellen zur Umwandlung von Sonnenenergie in Strom als vielversprechend erwiesen.,
Silizium ist wichtig für das Pflanzen – und Tierleben. Kieselalgen in Süß-und Salzwasser extrahieren Kieselsäure aus dem Wasser, um ihre Zellwände aufzubauen. Kieselsäure ist in der Asche von Pflanzen und im menschlichen Skelett vorhanden. Silizium ist ein wichtiger Bestandteil in Stahl; Siliziumkarbid ist eines der wichtigsten Schleifmittel und wurde in Lasern verwendet, um kohärentes Licht von 4560 A zu erzeugen.
Silcone sind wichtige Produkte von Silizium. Sie können durch Hydrolyse eines siliziumorganischen Chlorids, wie Dimethylsiliciumchlorid, hergestellt werden., Die Hydrolyse und Kondensation verschiedener substituierter Chlorsilane kann verwendet werden, um eine sehr große Anzahl von polymeren Produkten oder Silikonen herzustellen, die von Flüssigkeiten bis zu harten, glasartigen Feststoffen mit vielen nützlichen Eigenschaften reichen.
Eigenschaften
Kristallines Silizium hat einen metallischen Glanz und eine graue Farbe. Silizium ist ein relativ inertes Element, wird jedoch von Halogenen und verdünntem Alkali angegriffen. Die meisten Säuren, außer Flusssäure, beeinflussen es nicht. Elementares Silizium überträgt mehr als 95% aller Infrarotwellenlängen von 1,3 bis 6.y micro-m.,
Handhabung
Bergleute, Steinmetze und andere, die an Arbeiten teilnehmen, bei denen silikatischer Staub in große Mengen eingeatmet wird, entwickeln häufig eine schwere Lungenerkrankung, die als Silikose bekannt ist.