Nānā i ke kākika semi-metal
ʻO ke Silicon metal he metala hoʻokae kūʻupuʻu hina a me ke kukui e hoʻohanaʻia ana e hana i ke kila, nā pūnaewele lā, a me nā microchips.
ʻO Silicon ka hapa lua nui loa i loko o ka'ōpū o ka honua (ma hope o ka oxygen wale nō) aʻo kaʻewalu ka lōʻihi o ka honua. ʻO kaʻoiaʻiʻo, kokoke i 30 pakeneka o ke kaumaha o ka'ōpū o ka honua e hiki ke heluʻia i ke kānana.
ʻO ka huahana me ke kumukūʻai 14 he hanana maʻamau i loko o nā mea kelepila silicate, e like me silica, feldspar, a me mica,ʻo ia nā mea nui o nā pōhaku likeʻole e like me ka quartz a me ke one.
ʻO kahi kinikona (a metalloid paha),ʻo ka meauma i loaʻa kekahi mau waiwai o kēlā me kēia metale a me nā mea hanaʻole.
E like me ka wai - akā, likeʻole me ka nui o nā metals - nā palapala'eneka ma konaʻea wai a hoʻonui ka mea e paʻa ai. Loaʻa iā ia nā melted kiʻekiʻe a me nā meaʻaila e puhi ai, a i ka manawa e hoʻopiliʻia ai ke kaniʻana i ka hōmele cristal cubic cructure.
ʻO ka mea koʻikoʻi i keʻano o ka'ōmaʻomaʻo e like me ka semiconductor a me kona hoʻohanaʻana i ka'enekekini kahi hoʻolālā atomomi o ka element, e komo ana i loko o nā'elepona'eleka'eleka eʻae i ka silikino i hoʻopaʻa me nā mea'ē aʻe.
Nā Āhua:
- Hōʻike Atomic: Si
- Atomic Helu: 14
- Nā mea e hoʻohuiʻia: Metalloid
- Kahamaha: 2.329g / cm3
- Ka Hale Melting: 2577 ° F (1414 ° C)
- ʻO Boiling Point: 5909 ° F (3265 ° C)
- ʻO ka Mole o Moh: 7
Mōʻaukala:
Ua hoʻolakoʻiaʻo Jons Jacob Berzerlius ma mua i ke kānana kilokilo i ka makahiki 1823. Ua hoʻokōʻo Berzerlius ma o ka hoʻomehanaʻana i ka mea kanu potassium (kahi i hoʻokaʻawaleʻia i hoʻokahi makahiki he mua) i loko o ke kai e like me ka pālolo potassium fluorosilicate.
ʻO ka hopena, he amorphous huaʻuma.
Akā,ʻo ka hanaʻana i ka kānalua kilolei, makemakeʻia ka manawa hou aku. ʻAʻole e hanaʻia kahi mea koho electrolytic o ke kakika crystalline no kekahi mau makahiki heʻekolu.
ʻO ka hoʻohana muaʻiaʻana o ke kākalakala i loko o keʻano o ka ferrosilicon.
Ma hope o ka hoʻohui houʻana oʻo Henry Bessemer i kaʻoihanaʻoihanaʻoihana i ka makahiki 1900, ua nui ka hoihoi i ka metallurgy a me ka noiʻiʻana i nāʻanoʻoihanaʻoihana.
Ma ka manawa o ka hana mua o ka huaʻona waiwai i nā makahiki 1880, ua hoʻomaopopo maikaʻiʻia ke koʻikoʻi o ke kākika i mea e hoʻomaikaʻi ai i ka laulima i ka hao a me ke deoxidizing.
ʻO ka hoʻomakaʻana o ka ferrosilicon i hanaʻia ma nā pū puhiʻia ma ka hoʻohaʻahaʻaʻiaʻana o kaʻohe me ka uahu,ʻo ia ka hopena o ka hao puaʻa waiwai, a me kahi mea momona me kahi o ka 20% o ka waiwaiuma.
ʻO ka hoʻomohalaʻana i nā kapuaʻi uila i ka hoʻomakaʻana o ke kenekulia 20. Uaʻaeʻia ka hoʻonuiʻana i ke kila wale nō, akā, uaʻoi aku kaʻoihana huahua.
I ka makahiki 1903, hoʻomaka kahi hui i ka hanaʻana i ke kāpiliʻenehana (Compagnie Generate d'Electrochimie) i ka hana ma Kelemānia, Palani a meʻAsuria a, i ka makahiki 1907, ua hoʻokumuʻia ke kumukūʻau huaʻuma ma mua o ka US.
ʻAʻoleʻo kaʻoihana kūʻai wale nō ka noiʻana no ka mea kāumauma i kālepaʻia ma mua o ka hopena o ka 1900.
No ka hanaʻana i nā kila taimana i ka makahiki 1890,ʻo Edward Goodrich Acheson i hoʻouluʻia i ka alumina silicate me ka coke powred a me ka carbide kānana i loaʻa (SiC).
Iʻekolu mau makahiki i hala, ua hōʻapeʻaʻo Acheson i kāna hana hana a ua hoʻokumuʻo Carborundum Company (ʻo Carborundum ka inoa maʻamau no ke kālai waiwai ma ia manawa) no ka hana a kūʻaiʻana i nā huapalapala.
Ma ka hoʻomakaʻana o ke kenekulia 20, ua hanaʻia nā mea hoʻokele waiwai o ke kalaponaʻonika, a ua hoʻohanaʻia ka pūnaewele ma keʻano he meaʻike i nā leka uila. Ua hāʻawi 'ia kahi palapala hōʻailona no nā mea'enele aniani kilokilo i GW Pickard i ka makahiki 1906.
I ka makahiki 1907, ua hoʻokumuʻia ka māmā emitting light (LED) ma ke noiʻana i ka volter i kahi kalapona'okikene carbide.
Ma o ka makahiki 1930 ua ulu ka waiwaiʻenehana me ka uluʻana i nā huahana hua'ōlelo hou, e like me nā silanes a me nā silikoni.
ʻO ka uluʻana o nā meaʻenehana i ka makahiki i hala aku ua pili ponoʻoleʻia i ka huaʻumaʻa a me kona mau waiwai kūikawā.
ʻOiai ka hoʻokumuʻiaʻana o nā transistors mua - nā hua mua i nā microchips hou - i nā makahiki 1940 i hilinaʻiʻia ma germanium ,ʻaʻole i liʻuliʻu ke hoʻopauʻia ka meaʻonika i kona hoahānau cousinid e like me kahiʻoihana semiconductor kūpaʻa lōʻihi.
Ua hoʻomakaʻo Bell Labs a me Texas Instruments i ke kālepaʻoihana kūʻai i nā transistors ma ke kālaiuma i 1954.
Ua hoʻokumuʻia nā papa hana hoʻoili mele mua i nā makahiki 1960 a, ma nā makahiki 1970, ua hoʻomohalaʻia nā pailakini e paʻa ana.
Hiki i kēlāʻenehana haʻukihanaʻenehana alakiho ke kāpili i ka iwi hope o ka'enehanahiko a me ka helu hoʻoponopono hou,ʻaʻole ia he mea kupanaha e nānā ana mākou i ka huina o kaʻoihana no kēiaʻoihanaʻo 'Silicon Valley.'
(No kaʻike pihaʻana i ka moʻaukala a me ka uluʻana o Silicon Valley a me nā meaʻenehana microchip, ke kahapai nei wau i ka hōʻike'ānana American Experience document Silicon Valley).
ʻAʻole i liʻuliʻu ma hope o ka weheʻana i nā transistors mua,ʻo Bell Labs me ka huaʻikiʻa i alakaʻiʻia i kahi kahakai nui lua i ka makahiki 1954:ʻO ke kamepiula photocoltaic mua.
Ma mua o kēia,ʻo ka manaʻo o ka hoʻolālāʻana i ka ike mai ka lā mai ka mea e hoʻokumu i ka mana ma ka honua, ua hikiʻole i ka hapanui ke hikiʻole. Akā i ka halaʻana oʻehā mau makahiki ma hope mai, i ka makahiki 1958,ʻo ka satellite mua i puhiʻia e nā kinipona lāuma e hoʻolālā i ka honua.
Ma ka makahiki 1970, ua ulu nā noihana kālepa no nāʻike loea i mea hoʻohana honua e like me ka hoʻonāʻana i ka kukuiʻana ma nāʻaila-rigs a me nā alanui kaʻa.
I nā makahiki he iwakalua i hala iho nei, ua ulu nui ka hoʻohanaʻana i ka ikaika o ka lā. I kēia mau lā,ʻikeʻia nāʻike loea photovoltaic ma muli o 90% o ka mākaʻikai nui o ka honua.
ʻOihana:
ʻO ka hapanui o nā silikona i hoʻohuiʻia i kēlā me kēia makahiki - e pili ana i 80 pakeneka - ua hanaʻia e like me ka ferrosilicon no ka hoʻohanaʻana i ka hao a me ke kila . Hiki i ka Ferrosilicon ke hoʻokomo ma waena o 15 a 90 mau kenekino ma muli o nā koi o ka mea hoʻopuka.
ʻO ke kinikini o ka hao a me ke kānikuma e hanaʻia me ka hanaʻana i ka umu ahi uila i hoʻoheheʻeʻia ma o ka hoʻemiʻiaʻana o ka puhi. ʻO ke kumu waiwaiʻo Silica a me ke kumu kalapona e like me ka lanahuʻehu (paila kūmole) ka pīpī a hoʻokomo i loko o ka umu me ka hao.
I nā mahana ma luna o 1900 ° C (3450 ° F), hoʻopiliʻia ke kalapona me ka oxygen i loko o ka hao, e hoʻonuiʻia ke kinoea carbon monoxide. ʻO ke koena o ka hao a me ka silica, ma laila, a laila hui pūʻia e hana i ka momona huapalapala, kahi hiki ke hōʻiliʻiliʻia ma ke kīʻana i ke kumu o ka umu ahi.
I ka manawa a maloʻo a paʻakikī, hiki ke hoʻokuʻuʻia ka huaʻumaʻa a hoʻohana ponoʻia i ka hana hao a me ke kila.
ʻO keʻano likeʻole, me kaʻole o ke komoʻana o ka hao, e hoʻohanaʻia no ka hanaʻana i nā kānana kilokilo metallurgical iʻoi aʻe ma mua o 99 pakeneka maʻemaʻe. Hoʻohanaʻia ke kūkelima metallurgical i ke kila kila, a me ka hanaʻiaʻana o nā alumini a me nā silane sila.
Hoʻohālikelikeʻia ka'eneki metallurgical e nā wahi haumia o ka hao, aluminika , a me ka calcium e waiho ana ma loko o ke kinikini. Eia kekahi laʻana, 553 ke kinikoni keneka kahi liʻiliʻi ma lalo o 0.5 pakeneka o kēlā me kēia hao a me ke alumina, a emi iho ka liʻiliʻi ma lalo 0.3 pakeneka.
Hoʻohuiʻia he 8 miliona metric tonnes o ka ferrosilicon i kēlā me kēia makahiki ma ka honua holoʻokoʻa, me Kina ka helu helu e pili ana i ka 70 pakeneka o kēia nui. ʻO nā mea nui e komo pū me'Erdos Metallurgy Group, Ningxia Rongsheng Ferroalloy, Hui OM Materials a me Elkem.
Hoʻohuiʻia he 2.6 miliona metric metellic metallurgical - ma kahi o 20 pakeneka o ka huʻumaʻuma maʻamau - huaʻia i kēlā me kēia makahiki. ʻO Kina,ʻoiai, he 80% o kēia hanana.
ʻO ka mea e kahaha ai i nā poʻe he nui nā helu lāuma a me nā'elepona o ka helu melekika no kahi liʻiliʻi liʻiliʻi (emiʻole ma kaʻelua pakeneka) o nā huahana mea kānana a pau.
I mea e hoʻonui ai i ka silicon silica metal (polysilicon), pono e hoʻomāhuahua ka hoʻomaʻemaʻe i ke kiʻekiʻe o 99.9999% (6N) huaʻalina paʻakikī. Hanaʻia kēia ma o kekahi o nāʻanoʻekolu,ʻo kaʻoihana maʻamau o Siemens.
ʻO ka Siemens Process e pili ana i ka laweʻiaʻana o nā meaʻawaʻawa o kahi gas kino iʻikeʻia he trichlorosilane. I ka 1150 ° C (2102 ° F) ua puhiʻia ka trichlorosilane ma luna o kahi huaʻano keʻokeʻo kiʻekiʻe i kauʻia ma ka hope o ke koʻokoʻo. I ka halaʻana o ia mea, ua kauʻia ke kinowano maʻemaʻe maikaʻi mai ke kinoea i ka hua.
Ua hoʻohanaʻia ka hoʻolālā kūmole (FBR) a me ka hoʻonuiʻana i kaʻenehana metallurgical (UMG) i mea e hoʻonui ai i ke kinona i polysilicon kūpono i kaʻoihana kiʻi kiʻi.
Ua hanaʻia he 230,000 tonnes o polysilicon i ka makahiki 2013.ʻO nā mea alakaʻi alakaʻi,ʻo GCL Poly, Wacker-Chemie, a me'OCI.
I ka hopena, e hana i kaʻenehana kimekikoka pono no kaʻoihana semiconductor a me kekahi mauʻenehana photovoltaic, pono e hoʻololiʻia ka polysilicon i kahi kelepona monocellic ultra-pure ma o ka hana Czochralski.
No ka hanaʻana i kēia, ua hoʻoheheʻeʻia ka polysilicon i loko o kahi'ūpili i 1425 ° C (2597 ° F) i loko o kahi hauʻoli inert. ʻO ke koʻokoʻo e kau ana i kaʻeleʻele'ōpiopio i laila e hoʻokomoʻia i loko o ka mea i hoʻoheheʻeʻia a hoʻololi wikiwiki a hoʻokuʻuʻia, e hāʻawi ana i ka manawa no ka meaʻai e ulu ma luna o nā mea hua.
ʻO ka huahana hualoaʻa he koʻokoʻo (a boule paha) o ke kinikalikalina kelikaliani hoʻokahi e hiki ke hoʻonuiʻia i 99.999999999 (11N). Hiki ke hoʻopiliʻia kēia koʻokoʻo me ka boron a iʻole ka phosphorous e like me ka mea e pono ai e hoʻonui i nā mea mechanical mechanical e like me ka mea e pono ai.
Hiki ke hoʻokuʻuʻia ke koʻokoʻo hoʻopunipuni i nā mea kūʻai e like me ia, a i'eliʻokiʻia i loko o nā mea wili a poliʻia a hoʻopiliʻia paha no nā mea hoʻohana.
Nā noi:
ʻOiaiʻo kaʻumi miliona miliona metric o ka ferrosilicon a me ke metala kalaʻula ua hoʻomaʻemaʻeʻia i kēlā me kēia makahiki,ʻo ka hapanui o ke kelepuma i hoʻohanaʻia i kaʻoihana kālepa e like me keʻano o ka mineral silica, i hoʻohanaʻia no ka hanaʻana i nā mea a pau mai ka sima, ka milika, a me nā kāmeka, i ka aniani. polymers.
ʻO Ferrosilicon, e like me ka mea iʻikeʻia,ʻo ia keʻano maʻalahi i hoʻohanaʻia o ke kānikoni metallic. Mai kona hoʻohana muaʻana ma kahi o 150 mau makahiki i hala aku nei, ua noho ka ferrosilicon i mea hoʻoweliweli nui ma ka hanaʻana i ke kalapona a me ke kila kila . I kēia lā,ʻo ka hoʻolālā kila ka mea kūʻai nui loa o ka ferrosilicon.
Loaʻa ka hoʻohanaʻana o Ferrosilicon i ka hoʻohanaʻana i nā hana ma waho o ke kānalua. He hana mua ia i ka hanaʻana o ka magnrosium ferrosilicon, he nodulizer hoʻohanaʻia e hana i ka hao hao, a me ka'ōnaehana Pidgeon no ka hoʻomaʻemaʻeʻana i ka magnesium maʻemaʻe.
Hiki paha ke hoʻohanaʻia ka Ferrosilicon no ka hanaʻana i nā mea'onike alakoki kila a me nā meaʻonikaʻino i hoʻohanaʻia i ka hanaʻana o nā electro-motors a me nā koina transformer.
Hiki ke hoʻohanaʻia ka huaʻalima metallurgical i ke kilakila a me ka hoʻopili kohoʻana i ka hoʻohui alumini. ʻO nā kinikini Aluminium-ʻAmelika (Al-Si) he māmā aʻoi aku ka ikaika ma mua o nā mea i hanaʻia mai ka alumina maikaʻi. ʻO nāʻaoʻao likeʻole e like me nā pola pūnaewele a me nāʻauwaha lima huki kekahi o nā'āpana'ōmaʻomaʻo alumina i maʻa mauʻia.
ʻO kahi kokoke i ka hapalua o nā kānana metallurgical a pau ke hoʻohanaʻia e kaʻoihanaʻenehana e hana i ke silica kāpili (kahi māliko a me ke kino), nā silanes (kahi hui hui) a me ke silikino (nā leala a me nā lubricants).
Hoʻohana nuiʻia ka polysilicon pilapila kiʻi Photovoltaic i ka hanaʻana i nā pūnaehu polysilicon solar. Hoʻohuiʻelima mau tononi o polysilicon e pono ai ka megawatt o nā'ōpana lā.
I kēia manawa,ʻo ka polysilicon software technology no kaʻoi aku o ka hapalua o ka ikaika o ka lā i hanaʻia ma ka honua holoʻokoʻa, kahiʻoi aku o kaʻenehana monosilicon i kahi o 35 pakeneka. Ma keʻano holoʻokoʻa, 90 mau pakeneka o ka'ikeiho lāihana e hoʻohanaʻia e nā kānaka e hōʻiliʻiliʻia e kaʻenehana alakino.
ʻO ka mea'onikala Monocrystal kekahi mea waiwai nui e pili ana i nā'ōnaehana semiconductor i loaʻa i loko o nā lakohana loea hou. Ma keʻano he mea pani i hoʻohanaʻia i ka hanaʻana o nā transistors (FETs), nā LED a me nā kaʻa i hoʻohuiʻia, hiki keʻikeʻia ke kikoʻuma ma nā polokalamu kamepiula a pau, nā kelepona pūnaewele, nā papa, nā kelepona, nā radios a me nā mea hana hou.
Ua manaʻoʻia heʻoi aku i kahi hapa kolu o nā pūnaewele'elepona kekahi mehemu'ōnaehana hoʻohālikelike.
ʻO ka hopena, hoʻohanaʻia ke kālekaʻonika maʻaʻonika ma nāʻanoʻokoʻa loli a me nāʻoihana'elepona, e like me nā mea hana i hanaʻia, nā'ōmaʻomomihinihana kiʻekiʻe, nā papa hana paʻakikī, nā meaʻokiʻoki, nā hakahaka, nā pālolo, nā momoku a me nā māmā.
Nā kumuhana:
ʻO kahi moʻolelo pōkole o ka Hui HanaʻAiʻAiʻAi a me ka Hana Hana.
HKH: http://www.urm-company.com/images/docs/steel-alloying-history.pdf
ʻO Holappa, Lauri lāuaʻo Seppo Louhenkilpi.
Ma ka Pāhana o nā Ferroalloys i ke Kino. Iune 9-13, 2013.ʻO kaʻumikumamākolu o kaʻaha kūkā o ka Ferroalloys Congress. HKH: http://www.pyrometallurgy.co.za/InfaconXIII/1083-Holappa.pdf
E hahai i Terence ma Google