Silicio

Il tuo principale fornitore di silicio in Cina

Guangzhou Shenglong Import And Export Trade Co., Ltd ha diversi stabilimenti nell'Henan. I nostri prodotti principali sono: silicio manganese, silicio industriale, acciaio sabbia alluminio, blocco di alluminio, ferro alluminio, ferro alluminio silicio, ferrocromo, ferromanganese, minerale di manganese, agente cementante e così via

Capacità di ricerca e sviluppo

Disponiamo di laboratori e di un nostro centro tecnico dotati di apparecchiature avanzate per analisi chimiche, camere per test fisici e officine sperimentali in grado di condurre test su piccola scala e su larga scala.

Supporta la personalizzazione

Possiamo produrre vari tipi di ferroleghe in base alla richiesta del cliente, allo stesso tempo è anche possibile personalizzare la composizione chimica e la dimensione delle particelle.

Migliore garanzia sui costi

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Garanzia di qualità

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Cos'è il silicio

Il silicio è un elemento chimico; ha simbolo Si e numero atomico 14. È un solido cristallino duro e fragile con una lucentezza metallica grigio-blu ed è un metalloide e semiconduttore tetravalente. È un membro del gruppo 14 nella tavola periodica: il carbonio è sopra di esso; e sotto di esso si trovano germanio, stagno, piombo e flerovio. È relativamente poco reattivo.

Specifiche di prodotto

Simbolo	Sì
Numero atomico	14
Massa atomica	28,0855 g/mol
Isotopi chiave	28Si, 30Si
Configurazione elettronica	(Ne) 3s2 3p2
Elettronegatività	1.8
Stato di ossidazione	−4,(+2),+4

Proprietà del silicio

Essendo un metalloide, il silicio si presenta anche in due forme allotropiche. Gli allotropi sono le forme di elementi che hanno varie proprietà chimiche e fisiche

Proprietà fisiche del silicio

●Un allotropo del silicio si presenta sotto forma di cristalli aghiformi, lucenti, grigio-neri o piastre piatte, mentre l'altro non ha struttura cristallina ed esiste solitamente come polvere marrone.
●Il numero atomico del silicio è 14 e la sua massa atomica relativa è 28.085 u.
●La densità del silicio è di 2,3296 grammi per centimetro cubo.
●Il punto di fusione del silicio è di 1.410 gradi e il punto di ebollizione del silicio è di 3.265 gradi.
●Il silicio nella sua forma più pura è un semiconduttore intrinseco, sebbene l'aggiunta di impurità in piccole quantità aiuti ad aumentare notevolmente l'intensità del semiconduttore.

Proprietà chimiche del silicio

●Il silicio ha un comportamento chimico puramente elettropositivo, ha una lucentezza metallica ed è considerato molto fragile.
●Il silicio è molto simile ai metalli in termini di comportamento chimico.
●A temperatura ambiente, il silicio è un elemento relativamente inattivo. Essendo solido, non si combina con l'ossigeno o con altri elementi affini.
●Il silicio è molto reattivo a temperature più elevate.
●Il silicio si combina con ossigeno, fosforo, azoto e altri elementi. Forma anche leghe allo stato fuso.

Polimeri del silicio

Silani

I silani appartengono alla serie omologa degli idruri di silicio e sono agenti riducenti molto forti. Prendono fuoco molto facilmente e sono molto reattivi se esposti all'aria. Non sono stabili a temperatura ambiente.

Siliciuri

I siliciuri hanno strutture simili ai carburi e ai boruri e pertanto i calori di formazione sono solitamente simili a quelli dei carburi e dei boruri degli stessi elementi.

Silice

Questi sono anche conosciuti come biossido di silicio e i loro costituenti principali sono il granito e l'arenaria.

Alogenuri

I carburi di silicio e il silicio reagiscono con gli alogeni stabili formando tetraalogenuri di silicio. Questi tetraalogenuri di silicio si idrolizzano facilmente in acqua, a differenza dei tetraalogenuri di carbonio.

Minerali silicati

Circa il 95% delle rocce terrestri è costituito da minerali silicati. Se si prende in considerazione la massa, circa il 28% della crosta terrestre è costituito da silicio.

Acidi silicici

L'aumento della concentrazione di acqua porta alla formazione di gel di silice idrata. La maggior parte degli acidi di silice esistono in soluzioni acquose.

Applicazioni del silicio

Il silicio è una componente vitale dell’industria moderna. La sua abbondanza lo rende ancora più utile. Il silicio può essere trovato in prodotti che vanno dal cemento ai chip dei computer

Elettronica
L'adozione del titolo Silicon Valley da parte del settore high tech sottolinea l'importanza del silicio nella tecnologia moderna. Il silicio puro, cioè essenzialmente puro, ha la capacità unica di poter controllare in modo discreto il numero e la carica della corrente che lo attraversa. Ciò fa sì che il silicio svolga un ruolo della massima importanza in dispositivi come transistor, celle solari, circuiti integrati, microprocessori e dispositivi a semiconduttore, dove tale controllo della corrente è una necessità per prestazioni adeguate. I semiconduttori esemplificano l'uso del silicio nella tecnologia contemporanea.

Semiconduttori
I semiconduttori sono materiali unici che non hanno né la conduttività elettrica di un conduttore né quella di un isolante. I semiconduttori si trovano a metà strada tra queste due classi, il che conferisce loro una proprietà molto utile. I semiconduttori sono in grado di manipolare la corrente elettrica. Sono utilizzati per rettificare, amplificare e commutare i segnali elettrici e sono quindi componenti integrali dell'elettronica moderna.
I semiconduttori possono essere costituiti da una varietà di materiali, ma la maggior parte dei semiconduttori è realizzata in silicio. Ma i semiconduttori non sono fatti di silicati, silani o siliconi; sono fatti di silicio puro, cioè essenzialmente cristallo di silicio puro. Come il carbonio, il silicio può formare un cristallo simile al diamante. Questa struttura è chiamata reticolo di silicio. Il silicio è perfetto per realizzare questa struttura reticolare perché i suoi quattro elettroni di valenza gli consentono di legarsi perfettamente a quattro dei suoi vicini di silicio.
Tuttavia, questo reticolo di silicio è essenzialmente un isolante, poiché non ci sono elettroni liberi per alcun movimento di carica, e quindi non è un semiconduttore. Questa struttura cristallina viene trasformata in un semiconduttore quando viene drogata. Il drogaggio si riferisce a un processo mediante il quale le impurità vengono introdotte nel silicio ultrapuro, modificandone così le proprietà elettriche e trasformandolo in un semiconduttore. Il drogaggio trasforma il silicio puro in un semiconduttore aggiungendo o rimuovendo un numero molto, molto piccolo di elettroni, rendendolo così né un isolante né un conduttore, ma un semiconduttore con conduzione di carica limitata. La sottile manipolazione dei reticoli di silicio puro tramite il drogaggio genera l'ampia varietà di semiconduttori richiesta dalla moderna tecnologia elettrica.
I semiconduttori sono fatti di silicio per due ragioni fondamentali. Il silicio ha le proprietà necessarie per produrre semiconduttori ed è il secondo elemento più abbondante sulla terra.

Occhiali
Il vetro è un altro derivato del silicio ampiamente utilizzato dalla società moderna. Se la sabbia, un deposito di silice, viene mescolata con sodio e carbonato di calcio a temperature vicine ai 1500 gradi Celsius, quando il prodotto risultante si raffredda, si forma il vetro. Il vetro è uno stato del silicio particolarmente interessante. Il vetro è unico perché rappresenta una forma solida non cristallina di silicio. Gli elementi di silice tetraedrica si legano insieme, ma non secondo uno schema fondamentale dietro il legame.
Il risultato finale di questa struttura chimica unica è il materiale spesso fragile, tipicamente otticamente trasparente, noto come vetro. Questo complesso di silice può essere trovato praticamente ovunque si trovi la civiltà umana.
Il vetro può essere contaminato aggiungendo impurità chimiche alla struttura basale della silice.
L'aggiunta anche di una piccola quantità di Fe2O3 al vetro di silice pura conferisce al vetro misto risultante un caratteristico colore verde.

Fibra ottica
I moderni cavi in fibra ottica devono trasmettere i dati tramite segnali luminosi non distorti su grandi distanze. Per svolgere questo compito, i cavi in fibra ottica devono essere realizzati in vetro speciale ad altissima purezza. Il segreto dietro questo vetro ad altissima purezza è la silice ultra pura. Per fare in modo che i cavi in fibra ottica soddisfino gli standard operativi, i livelli di impurità nella silice di questi cavi in fibra ottica sono stati ridotti a parti per miliardo. Questo livello di purezza consente la vasta rete di comunicazioni che la nostra società è arrivata a dare per scontata.

Ceramica
Il silicio svolge un ruolo fondamentale nel settore delle costruzioni. Il silicio, in particolare la silice, è un ingrediente primario nei componenti da costruzione come mattoni, cemento, ceramica e piastrelle.
Inoltre, i silicati, in particolare il quarzo, sono molto termodinamicamente stabili. Ciò si traduce in ceramiche di silicio con elevata tolleranza al calore. Questa proprietà rende la ceramica al silicio particolarmente utile per oggetti che vanno dagli scafi delle navi spaziali ai componenti dei motori.

Polimeri
I polimeri siliconici rappresentano un altro aspetto dell'utilità del silicio. Sono generalmente caratterizzati dalla loro flessibilità, resistenza agli attacchi chimici, impermeabilità all'acqua e capacità di mantenere le loro proprietà sia alle alte che alle basse temperature. Questa serie di proprietà rende i polimeri siliconici molto utili. Sono utilizzati negli isolamenti, nelle pentole, nei lubrificanti per alte temperature, nelle apparecchiature mediche, nei sigillanti, negli adesivi e persino come alternativa alla plastica nei giocattoli.

Il processo di produzione del silicio

Il processo di base riscalda la silice e il coke in un forno ad arco elettrico sommerso ad alte temperature. Sono necessarie temperature elevate per produrre una reazione in cui l'ossigeno viene rimosso, lasciando dietro di sé il silicio. Questo è noto come processo di riduzione. In questo processo, i carburi metallici si formano solitamente per primi alle temperature più basse. Quando si forma il silicio, sposta il carbonio. I processi di raffinazione vengono utilizzati per migliorare la purezza

Il processo di riduzione

Le materie prime vengono pesate e poi introdotte nel forno attraverso l'alto utilizzando cappe chimiche, secchi o carrelli. Un lotto tipico contiene 1000 libbre (453 kg) ciascuno di ghiaia e trucioli e 550 libbre (250 kg) di carbone. Il coperchio del forno, che contiene gli elettrodi, viene posizionato. La corrente elettrica viene fatta passare attraverso gli elettrodi per formare un arco. Il calore generato da questo arco (una temperatura di 4000 gradi F o 2350 gradi C) scioglie il materiale e provoca la reazione della sabbia con il carbonio per formare silicio e monossido di carbonio. Questo processo dura circa dalle sei alle otto ore. Il forno viene continuamente caricato con i lotti di materie prime.
Mentre il metallo è allo stato fuso, viene trattato con ossigeno e aria per ridurre la quantità di impurità di calcio e alluminio. A seconda del grado, il silicio metallico contiene il 98,5-99,99% di silicio con tracce di ferro, calcio e alluminio.

Raffreddamento/frantumazione

Il materiale ossidato, chiamato scoria, viene versato in vasi e raffreddato. Il silicio metallico viene raffreddato in grandi vassoi di ghisa larghi circa 2,4 m (8 piedi) e profondi 20 cm (8 pollici). Dopo il raffreddamento, il metallo viene scaricato dallo stampo su un camion, pesato e quindi scaricato nel cumulo di stoccaggio. Lo scarico del metallo dallo stampo al camion lo rompe a sufficienza per lo stoccaggio. Prima della spedizione, il metallo viene dimensionato secondo le specifiche del cliente, che possono richiedere un processo di frantumazione mediante frantoi a mascelle o a cono.

Confezione

Il silicio metallico viene solitamente confezionato in grandi sacchi o scatole di legno che pesano fino a 3,000 libbre (1.361 kg). Sotto forma di polvere, il silicio è confezionato in secchi di plastica o sacchetti di carta da 50- libbre (23- kg), fusti di acciaio da 500- libbre (227- kg) o 3,{{9 }}lb (1,361-kg) sacchi o scatole grandi.

Problema comune del silicio

D: Cos'è il silicio puro?

R: È un solido cristallino duro e fragile con una lucentezza metallica grigio-blu ed è un metalloide e semiconduttore tetravalente. È un membro del gruppo 14 nella tavola periodica: il carbonio è sopra di esso; e sotto di esso si trovano germanio, stagno, piombo e flerovio. È relativamente poco reattivo. Silicio, 14Si.

D: Il silicio è un metallo puro?

R: Il silicio non è né metallo né non metallo; è un metalloide, un elemento che cade da qualche parte tra i due. La categoria dei metalloidi è una sorta di area grigia, senza una definizione precisa di ciò che si adatta alle esigenze, ma i metalloidi generalmente hanno proprietà sia dei metalli che dei non metalli.

D: Come viene prodotto il silicio ad elevata purezza?

A: Very pure silicon (>99,9%) può essere estratto direttamente dalla silice solida o da altri composti del silicio mediante elettrolisi del sale fuso. Questo metodo, noto già nel 1854, ha il potenziale per produrre direttamente silicio di grado solare senza alcuna emissione di anidride carbonica e con un consumo energetico molto inferiore.

D: Puoi trovare silicio puro?

R: Sembra un metallo, ma le sue altre caratteristiche sono più non metalliche che metalliche. È il secondo elemento più comune nella crosta terrestre, principalmente sotto forma di silice (SiO2). Il silicio puro non si trova mai in natura. Esistono centinaia di minerali contenenti silicio, incluso il quarzo, probabilmente il secondo minerale più comune sulla Terra. Il silicio si ottiene principalmente dal quarzo, che non è molto più difficile da estrarre che estrarre la sabbia. Il silicio si ottiene anche dai minerali mica e talco.

D: Qual è il silicio più puro?

R: Il silicio puro viene prodotto riscaldando il biossido di silicio con carbonio a temperature prossime ai 2200 gradi. Il silicio può diventare abbastanza puro e anche isotopi diversi possono diventare abbastanza puri. Tecniche speciali sono in grado di produrre silicio Si-28 puro al 99,9999%

D: Il silicio puro è un semiconduttore?

R: La forma pura del silicio ha una struttura atomica che lo rende altamente efficace come semiconduttore. Ciò significa che ha le proprietà conduttive del metallo oltre ad essere un isolante, quindi il silicio può condurre e bloccare l'elettricità. Questa capacità rende il silicio ideale come meccanismo di commutazione.

D: Da dove prendiamo il silicio?

R: Il silicio costituisce il 27,7% della massa della crosta terrestre ed è il secondo elemento più abbondante (l'ossigeno è il primo). In natura non si trova allo stato puro, ma si presenta principalmente come ossido (silice) e come silicati. L'ossido comprende sabbia, quarzo, cristallo di rocca, ametista, agata, selce e opale. La forma dei silicati comprende amianto, granito, orneblenda, feldspato, argilla e mica. Il silicio elementare viene prodotto commercialmente riducendo la sabbia con carbonio in un forno elettrico. Il silicio ad elevata purezza, per l'industria elettronica, viene preparato mediante la decomposizione termica del triclorosilano ultrapuro, seguita dalla ricristallizzazione.

D: A cosa serve il silicio nella vita di tutti i giorni?

R: Esiste un'ampia varietà di usi industriali e commerciali per il silicio e i suoi composti. Alcuni esempi ben noti includono il suo utilizzo come semiconduttore in dispositivi elettronici come computer e telefoni, per la produzione di vetro (come silice e silicati) e per procedure mediche (come silicone).

D: Il silicio puro è presente in natura?

R: Il silicio è un metalloide argento-bluastro lucido presente in natura. L'elemento nella sua forma pura non è comune, sebbene il silicio sia il secondo elemento più abbondante nella crosta terrestre dopo l'ossigeno. Il silicio puro è utilizzato soprattutto nella tecnologia, dove viene utilizzato per produrre semiconduttori.

D: Che tipo di elemento è il silicio?

A: Il silicio è un metallo? No, nonostante il suo aspetto simile al metallo, l'elemento silicio appartiene ad un gruppo unico di elementi chiamati metalloidi. Gli elementi classificati come metalloidi hanno proprietà sia dei metalli che dei non metalli. Poiché ogni elemento metalloide ha una combinazione unica di proprietà metalliche e non metalliche, non esiste una definizione unanime per questo gruppo. Questo è il motivo per cui il numero di elementi considerati appartenenti al gruppo dei metalloidi varia da sei a nove elementi.

D: Perché il silicio puro è così costoso?

R: La causa principale è l'alto costo di produzione, in particolare l'alto costo energetico. Perché il silicone viene creato convertendo la sabbia in silice ad elevata purezza. Prima della polimerizzazione della silice per produrre siliconi, la silice generata passa attraverso una fase di raffinazione.

D: Il silicio e la silice sono la stessa cosa?

R: Il silicio è un elemento chimico ampiamente utilizzato in elettronica e come semiconduttore. La silice è un composto derivato dal silicio comunemente presente in natura e utilizzato in varie applicazioni industriali e di consumo, tra cui la produzione del vetro e come riempitivo in vernici, plastica e gomma.

D: I microchip sono silicio puro?

R: I chip vengono prodotti in impianti di fabbricazione multimiliardari chiamati Fab. I Fab fondono e raffinano la sabbia per produrre lingotti di silicio monocristallino puro al 99,9999%. Le seghe tagliano i lingotti in wafer spessi circa un centesimo e con un diametro di diversi pollici.

D: Come viene prodotto il silicio ultrapuro?

R: Per produrre il silicio policristallino, il silicio ultrapuro viene prodotto da quarzite grezza (sabbia silicea) che viene fusa e ridotta a silicio in un forno elettrico ad arco a oltre 1900ºC. Questo silicio di grado metallurgico viene estratto dal forno e soffiato con ossigeno o una miscela di ossigeno e cloruro per ridurre i livelli di impurità e ottenere silicio puro al 99% circa. Successivamente, il silicio viene fatto reagire con acido cloridrico gassoso in presenza di un catalizzatore contenente rame per formare triclorosilano (SiHCl3). Il triclorosilano viene ridotto in silicio purissimo facendolo reagire con l'idrogeno ad alte temperature (circa 1100ºC). Questo silicio di "grado elettronico" ha meno di 1 ppb di impurità.

D: Cosa sono i lingotti di silicio?

R: I lingotti di silicio sono grandi blocchi di silicio utilizzati nella produzione di dispositivi a semiconduttore. Solitamente vengono creati fondendo silicio di elevata purezza e quindi raffreddandolo lentamente per formare una struttura a cristallo singolo. Il lingotto risultante viene poi tagliato in wafer sottili, che vengono utilizzati come base per la produzione di chip per computer e altri dispositivi elettronici. I lingotti di silicio possono avere un diametro di diversi pollici e una lunghezza di diversi piedi, a seconda della dimensione e della forma desiderate del prodotto semiconduttore finale. L'elevata purezza e uniformità del lingotto di silicio sono cruciali per le prestazioni del dispositivo semiconduttore finale.

D: Il silicio puro è intrinseco?

R: È più semplice iniziare con un esempio specifico. Il silicio è un elemento del gruppo IV e ha 4 elettroni di valenza per atomo. Nel silicio puro la banda di valenza è completamente riempita allo zero assoluto. A temperature finite gli unici portatori di carica sono gli elettroni nella banda di conduzione e le lacune nella banda di valenza che si formano come risultato dell'eccitazione termica degli elettroni nella banda di conduzione. Questi portatori di carica sono chiamati portatori di carica intrinseci e necessariamente sono presenti un numero uguale di elettroni e lacune. Il silicio puro è quindi un esempio di semiconduttore intrinseco.

D: Perché il silicio deve essere puro?

R: Ad esempio, è noto che i wafer di silicio devono essere raffinati fino a una purezza del 99,9999999% (% in peso) (nove nove) per i circuiti integrati. Nel caso del fotovoltaico, si ritiene che la purezza del Si debba essere superiore al 99,9999% (% in peso) (sei nove) per consentire una lunga lunghezza di diffusione del portatore (2, 7).

D: Il silicio puro conduce l'elettricità?

R: Il silicio e il germanio sono i pilastri della tecnologia dei transistor e dell'industria della minielettronica. Il silicio e il germanio puri sono cattivi conduttori di elettricità perché i loro elettroni esterni sono legati nei legami covalenti della struttura simile al diamante.

D: Il silicio puro è fragile?

R: Il silicio è un metalloide duro, relativamente inerte e in forma cristallina è molto fragile con una marcata lucentezza metallica. Il silicio si presenta principalmente in natura come ossido e come silicati. La forma solida del silicio non reagisce con l'ossigeno, l'acqua e la maggior parte degli acidi.

D: Quanto è puro il silicio di grado solare?

R: Il Si di grado elettronico è generalmente puro al 99,99%. Il Si utilizzato nella produzione di celle e componenti solari deve essere ancora più puro. Le celle solari più avanzate richiedono una purezza del 99,9999999%. Questo viene spesso definito "9N" per "9 nove", un processo che richiede ripetute raffinazioni.

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