Кремнийдің болат өндірісіндегі алатын орны

Кремний жартылай ө ткізгішіне индий қ осқ анда болатын қ ұ былыстар

Кремний жартылай ө ткізгішіне мышьяк қ осқ анда болатын қ ұ былыстар

Кремний қ андай жағ дайда n жартылай ө ткізгіштік қ асиетке, қ андай жағ дайда p жартылай ө ткізгіштік қ асиетке ие болады р – жә не n- типті жартылай ө ткізгіштердің тү йісу аймағ ын р-n ауысуы деп атайды. р-n ауысудың ерекше қ асиеті бар. Тү йіскен кезде электрондар жарым-жартылай n- типті жартылай ө ткізгіштен р- типті жартылай ө ткізгішке ө теді, ал кемтіктер – кері бағ ытта ө теді. Мұ ның нә тижесінде n- типті жартылай ө ткізгіш оң, ал р- типті теріс зарядталады. Электрондар мен кемтіктердің мұ нан ә рі орын ауыстыруларын жалғ астыра беруіне ауысу аймағ ында пайда болғ ан электр ө рісі қ арсылық жасағ анда диффузия тоқ талады. Егер р-n ауысуғ а, р- типті жартылай ө ткізгіштің потенциалы оң, ал n- типті жартылай ө ткізгіштің потенциалы теріс болатындай етіп тізбекке жалғ астырса, онда р-n ауысу арқ ылы ток негізгі тасымалдаушылар есебінен жү реді: n- аймақ тан р- аймақ қ а – электрондармен, ал р- аймақ тан n- аймақ қ а – кемтіктермен. Осының салдарынан, барлық ү лгіде ө ткізгіштік жоғ ары, ал кедергі аз болады. Бұ л қ арастырылғ ан ауысу тура деп аталынады.

Кремний метал карбидтерімен ә рекеттесе ме? Кремнийдің кө міртекпен қ осылысы кремний карбиді (SіC) деп аталады. Ол таза тү рінде тү ссіз, кристалдық қ атты зат.

Кремний ө ндірісінде шлак шығ ады ма, жок па?

Кремний табиғ атта кандай кү йде кездеседі?

Кремнийдің атомдық қ ұ рылысы жә не электрондық формуласы Химиялық элементтердің периодтық жү йесінде ІІІ периодта, ІҮ топтың негізгі топшасында орналасқ ан элемент. Таң басы – Si. Реттік нө мірі – 14. Салыстырмалы атомдық массасы – 28. Валенттілігі айнымалы – ІІ, ІҮ. Тотығ у дә режесі – +4, +2, 0, -4. Кремнийдің атом қ ұ рылысы кө міртек атомына ұ қ сас. Ондағ ы электрондардың орналасуы ₊₁₄ Si 2е^– 8е^– 4е^–. Кремний атомының электрондық формуласы 1s² 2s²2p⁶3s²3p². Кө міртек атомы сияқ ты кремнийдің сыртқ ы энергетикалық дең гейінде 4 электроны бар. Бірақ кремний атомының радиусы біршама ү лкен болады, себебі оның электрондары ядродадан қ ашық тау орналасады.

Кремнийдің болат ө ндірісіндегі алатын орны

Кремнийдің жер қ ыртысында таралуы Ол оттегіден кейін табиғ атта ең кө п таралғ ан элемент.Ол жердың ¼ бө лігін қ ұ райды. Кремний оксиді SiO₂ жер қ ыртысының 50% кө бін қ ұ райды.

Кремнийдің кристалдық торындағ ы байланыс Кремнийдің кристалдық торы кубтық қ ыры центрленген алмаз сияқ ты, параметрлері а = 0, 54307 нм. Кремнийдің кристалдық торы ә лсіз, тек қ ана 800⁰С –тан жоғ ары температурада ғ ана пластикалық затқ а айналады.Заряд тасымалдаушының меншікті концентрациясы -5, 81*10¹⁵м^-3(300К температурада). Элементарлы кремний монокристалдық формада тура емес зоналы жартылай ө ткізгіш болады.Бө лме температурасында тиым салынғ ан зона 1, 12эВ, ал Т=0К 1, 21эВ тең болады. Кристалды кремнийдің электрофизикалық қ ұ рамында ү лкен ық палды қ оспалар болады.Кремний кристалының кемтіктік ө ткізгіштігімен алу ү шін кремнийге III-топ элементінің атомдарын кіргізеді, мынадай, бор, алюминий, галий, индий.Кремний кристалынан электрондық ө ткізгіштікті алу ү шін V-топ элементінің атомдарын кіргізеді, мынадай, сияқ ты фосфор, мышьяқ, сурьма.

Кремнийдің Менделеевтің периодтық кестесіндегі алатын орны Кремний (Sіlіcіum), Sі – элементтердің периодтық жү йесінің ІV тобындағ ы элемент. Тұ рақ ты 3 изотопы – 28Sі, 29Sі жә не 30Sі бар.Жер қ ыртысындағ ы мө лшері 29, 5%. Табиғ атта оттектен кейінгі кө п тарағ ан элемент.

Кремнийдің металдармен қ осылысы Кремнийді металмен қ осып қ ыздырғ андасилицидтер тү зеді. Силицидке тұ з қ ышқ ылымен ә сер еткенде кремнийдің сутекті қ осылысы – силан – SіH4 алынады. Силан – ауада ө здігінен тұ танатын, ұ намсыз иісі бар улы газ. Кремнийдің кө міртекпен қ осылысы кремний карбиді (SіC) деп аталады. Ол таза тү рінде тү ссіз, кристалдық қ атты зат.

Кремнийдің физикалық қ асиеттері қ андай? Бос кремний – ол ә лсіз металдық жылтыры бар, сұ р болат тү сті қ атты зат; оның жылу жә не тоқ ө ткізгіштік қ асиеті бар. Бұ л элемент екі аллотроптық тү р ө згерісінде (модификацияда) болады. Аталғ ан екі модификацияны да қ ыздыру кезінде кремний диоксидін тотық сыздандыру арқ ылы алады. Аморфтыкремний– ол температурада балқ итын, қ оң ыр тү сті ылғ ал тартқ ыш (гигроскопты) ұ нтақ, ол жоғ ары температура кезінде барлық бейметалдармен дерлік жә не кө птеген металдармен ә рекеттеседі. Аморфты кремнийдің химиялық активтілігі жоғ ары болып келеді. Кристалдық кремний, аморфты кремнийді қ айта кристалдау кезінде тү зіледі, жартылай ө ткізгіштік қ асиеті бар. Кремнийдің электрө ткізгіштігі қ ыздырғ ан жә не жарық тү сірген кезде ө седі. Бұ л кристалдардың қ ұ рылысымен байланысты, ондағ ы кремнийдің ә рбір атомы басқ а тө рт атоммен тэтраэдрлік қ оршалғ ан жә не олармен ә лсіз ковалентті байланыстармен байланысқ ан. Бұ л байланыстар тіпті қ алыпты жағ дайларда да ішінара бұ зылады, олар сияқ ты қ оспалар қ атысында бұ зылатын байланыстар

Кремнийдің шикізат базасы Металлургиялық ө ндірісі ү шін шикізат базасы: қ орытпасы компонент (қ ола, силумин); тотық сыздандырғ ыш (темір жә не болат балқ ыту); т.б. металдардың сипаттарды ө згерту немесе элементті қ оспалау (мысалы, трансформаторлық болат ө ндіруде кремний белгілі бір сомасының қ осымша дайын ө нім мә жбү рлеу кү шін тө мендетеді) жә не т.б..; таза поликристалды кремний жә не тазартылғ ан металлургиялық кремний ө ндіру ү шін шикізат; силикон материалдар, кү ші ө ндіру ү шін шикізат; кейде техникалық кремний жә не темір қ орытпасы (FeSi) саласындағ ы сутегі ө ндіру ү шін пайдаланылады; кү н батареяларын ө ндіру ү шін; пластмасса ө неркә сібінде антиблок (анти-жабысқ ақ қ оспа).

Кремнийдің шикізат базасына қ андай талаптар қ ойылады Ферросилицийді ө ндіру ү шін руда шикізатына қ ойылатын негізгі талаптар ондағ ы кремнеземнің жоғ ары мө лшері, қ оспалардың минимум қ атысуы, жоғ ары температурада жеткілікті беріктігі болып табылады.

Кремнийдің электр ө ткізгіштік қ асиеті Кремнийдің электрө ткізгіштігі қ ыздырғ ан жә не жарық тү сірген кезде ө седі. кремний – тө рт валенттік элемент. Бұ л атомның сыртқ ы қ абатшасында, ядромен ә лсіз байланысқ ан, тө рт электрон бар екендігін білдіреді. Кремнийдің ә рбір атомының жақ ын кө ршілерінің саны да тө ртке тең. Кө рші атомдар жұ бының ө зара ә серлесуі электрондық жұ птар байланысының кө мегімен іске асады, мұ ны коваленттік байланыс деп атайды. Кремнийдің электрондық жұ птар байланысы жеткілікті тү рде берік жә не тө менгі температура кезінде ү зілмейді. Сондық тан кремний тө менгі температурада электр тогын ө ткізбейді.

Кремниймен болатты легірлегенде, болат қ андай қ асиетке ие болады? Болатты қ ышқ ылсыздандыру ү шін Ферросилиций тү рінде қ осады. Кү н энергетикасы мен электроникада Кремнийді органикалық металл қ осылыстарын жасау ү шін қ олданылады.