طريقة تصنيع السيليكون واستخداماته في الصناعة

يعد السيلكون في المركز الثاني بعد الأكسجين في بعض الصناعات الهامة، حيث أنه هو العنصر الأكثر وفرة في قشرة الأرض، كما يوجد في الصخور والرمال والطين والتربة، واليوم نقدم لكم من على موقع صناع المال معلومات حول السيليكون وأبرز استخداماته من خلال موضوعنا عن طريقة تصنيع السيليكون واستخداماته في الصناعة .

كما اقدم لك: كيفية صناعة الصابون في المصنع والمنزل

:: ما هو السيليكون ؟::

  • السيليكون هو العنصر الرابع عشر في الجدول الدوري وهو عنصر المجموعة IVA، إلى جانب الجرمانيوم الكربوني والقصدير والرصاص، السيليكون النقي هو مادة صلبة رمادية داكنة مع نفس التركيب البلوري مثل الماس، خواصها الكيميائية والفيزيائية تشبه هذه المواد.
  • تبلغ درجة انصهار السيليكون 2570 درجة فهرنهايت (1410 درجة مئوية)، ونقطة الغليان 4271 درجة فهرنهايت (2355 درجة مئوية)، وكثافة 2.33 جم / سم 3.
  • عندما يتم تسخين السيليكون، فإنه يتفاعل مع الهالوجينات (الفلور ، الكلور ، البروم ، واليود) لتكوين هاليدات، ويتفاعل مع معادن معينة لتشكيل المبيدات الحشرية وعند تسخينه في فرن كهربائي مع الكربون، يتم إنتاج السيراميك المقاوم للتآكل.
  • حمض الهيدروفلوريك هو الحمض الوحيد الذي يؤثر على السيليكون، في درجات الحرارة الأعلى، يتعرض السيليكون للهجوم بواسطة بخار الماء أو الأكسجين لتشكيل طبقة سطحية من ثاني أكسيد السيليكون.
  • عندما يتم تنقية السيليكون وتعاطي المنشطات بعناصر مثل البورون و الفوسفور والزرنيخ، يتم استخدام أشباه موصلات في تطبيقات مختلفة، لتحقيق أقصى درجات النقاء، يتم استخدام عملية كيميائية تقلل من رابع كلوريد السيليكون أو الترايكلوروسيلان إلى السيليكون.

:: طريقة تصنيع السيليكون واستخداماته في الصناعة ::

  • يستخدم السيليكون ذو درجة نقاء أقل في علم المعادن كعامل اختزال كعنصر من السبائك في الصلب والنحاس والألمنيوم والبرونز.
  • عندما تضاف كميات صغيرة من السيليكون إلى الألومنيوم، يصبح الألمنيوم أسهل في الصب ويحسن أيضًا من القوة والصلابة وغيرها من الخصائص، في شكل أكسيد أو سيليكات، يستخدم السيليكون لصنع الخرسانة والطوب والزجاج والسيراميك والصابون.
  • يعتبر معدن السيليكون أيضًا المادة الأساسية لصنع السيليكونات المستخدمة في منتجات مثل الزيوت الاصطناعية والسدود والسدادات وعوامل مقاومة للرغوة.
  • السيليكون هو واحد من أكثر العناصر المفيدة للبشرية وهو يستخدم معظمها في صناعة السبائك بما في ذلك السيليكون والألومنيوم والسيليكون الحديدي.

:: إنتاج مادة السيليكون ::

  • في عام 1999، بلغ الإنتاج العالمي حوالي 640،000 طن (باستثناء الصين)، حيث كانت البرازيل وفرنسا والنرويج والولايات المتحدة هم المنتجين الرئيسيين.
  • هذا هو الانخفاض المستمر مقارنة بالسنوات القليلة الماضية (653000 طن في عام 1998 و 664000 في عام 1997)، على الرغم من عدم توفر البيانات ، يُعتقد أن الصين هي أكبر منتج، تليها الولايات المتحدة.
  • يشير أحد التقديرات إلى أن الطاقة الإنتاجية للصين تصل إلى 400000 طن سنويًا، مع أكثر من 400 منتج، حيث زادت الصادرات من هذا البلد في السنوات الأخيرة.
  • كان استهلاك معدن السيليكون في الولايات المتحدة حوالي 262000 طن، بتكلفة 57 سنتًا للرطل، كان معدل النمو السنوي خلال الفترة 1980-1995 حوالي 3.5 ٪ للطلب على السيليكون من صناعة الألومنيوم وحوالي 8 ٪ من الصناعة الكيميائية.
  • تأثر الطلب من الصناعة الكيميائية (بشكل رئيسي السيليكونات) بالأزمة الاقتصادية الآسيوية في أواخر التسعينيات.

:: المواد الخام لانتاج السيليكون ::

المواد الخام لانتاج السيليكون

  • يتكون معدن السيليكون من تفاعل السيليكا (ثاني أكسيد السيليكون ، SiO2) والمواد الكربونية مثل فحم الكوك، ورقائق الخشب والفحم.
  • حيث يتم استلام السيليكا عادة في شكل حصى معدنية، تبلغ مساحة هذا الحصى 99.5٪ من السيليكا، ويبلغ حجمه 3 × 1 أو 6 × 1 بوصة (8 × 3 سم او 15 × 3 سم).
  • يتكون الفحم عادة من نسبة رماد منخفضة (1-3 ٪ لتقليل شوائب الكالسيوم والألمنيوم والحديد)، ويحتوي على حوالي 60 ٪ من الكربون، وحجمه مطابق لمحتوى الحصى.
  • عادة ما تكون رقائق الخشب من الخشب الصلب بحجم 1/2 × 1/8 بوصة (1 × 3 سم)، يتم استلام جميع المواد على النحو المحدد من قبل الشركة المصنعة.

:: استخدامات نفايات السيليكون ::

مع التحكم في العملية الإحصائية، يتم الاحتفاظ بالنفايات إلى الحد الأدنى، حيث يتم بيع ناتج ثانوي لهذه العملية، وهو دخان السيليكا، إلى الصناعات الحرارية والأسمنت لتحسين قوة منتجاتها.

يستخدم دخان السيليكا أيضًا في عزل الحرارة، وحشو المطاط والبوليمرات، وغيرها من التطبيقات.

:: مستقبل السيليكون ::

على الرغم من أن محللي الصناعة توقعوا أن يزداد الطلب على السليكون من الدرجة الكيميائية من قبل الدول الغربية بمعدل سنوي يبلغ حوالي 7 ٪ حتى عام 2003، إلا أن هذا النمو قد يكون أبطأ بسبب الانخفاضات الاقتصادية الأخيرة في آسيا واليابان.

إذا استمرت الإمدادات في تجاوز الطلب، فقد تستمر الأسعار في الانخفاض، حيث تعد التوقعات بالنسبة لسوق السيارات إيجابية، حيث يتحول عدد أكبر من صانعي السيارات إلى سبائك الألومنيوم والسيليكون لمختلف المكونات.

:: بديل السيليكون ::

يتم التحقيق في طرق أخرى لصنع السيليكون، بما في ذلك سائل التبريد الفائق لتشكيل السيليكون غير المتبلور السائبة وطريقة الحرارية المائية لصنع مسحوق السيليكون المسامية للتطبيقات البصرية.

اقرأ ايضًا عن: طريقة عمل إسطمبة سيليكون بالصور

:: كيفية استخدام السيليكون في مراقبة الجودة ::

كيفية استخدام السيليكون في مراقبة الجودة

  • يتم استخدام التحكم في العمليات الإحصائية لضمان الجودة، حيث تُستخدم الأنظمة التي يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر لإدارة العملية الكلية وتقييم البيانات الإحصائية.
  • العمليتان الرئيسيتان اللتان يجب التحكم فيهما هما كميات المواد الخام المستخدمة ودرجات حرارة الفرن، حيث يتم استخدام الاختبارات المعملية لمراقبة التركيب الكيميائي للمنتج النهائي وللبحث عن طرق لتحسين التركيبة من خلال ضبط عملية التصنيع.
  • كما تضمن عمليات تدقيق الجودة والتقييمات الدورية للموردين الحفاظ على الجودة من استخراج المواد الخام من خلال شحن المنتج النهائي.

وفي نهاية المقال عن طريقة تصنيع السيليكون واستخداماته في الصناعة ، يجب أن نشير إلى اهمية مادة السيليكون في الطبيعة، وكيف تدخل فى الكثير من الإستخدامات من حولنا، ولكن يجب أن يتم استخدامها بما لا يضر البيئة.

قد يعجبك أيضًا

لديك تعليق؟ يشرفنا قرأته

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

تابعنا على فيس بوك

تابعنا على انستجرام

تابعنا على يوتيوب