सिलिकॉन धातु को कैसे वर्गीकृत किया जाता है
"सिलिकॉन धातु" (चीन में औद्योगिक सिलिकॉन के रूप में भी जाना जाता है) एक व्यापार नाम है जो 1960 के दशक के मध्य में उभरा था। इसका उद्भव अर्धचालक उद्योग के उदय से जुड़ा हुआ था। आम अंतरराष्ट्रीय अभ्यास अर्धचालक के लिए सिलिकॉन धातु और सिलिकॉन में वाणिज्यिक सिलिकॉन को विभाजित करना है। सिलिकॉन धातु क्वार्ट्ज और कोक से बना एक उत्पाद है जो विद्युत रूप से गर्म भट्टी में पिघला हुआ है, जिसमें मुख्य घटक सिलिकॉन की सामग्री लगभग 98% है (99.99% एसआई भी सिलिकॉन धातु में शामिल है), और शेष अशुद्धियां लोहा, एल्यूमीनियम, कैल्शियम, आदि हैं। अर्धचालक सिलिकॉन का उपयोग अर्धचालक उपकरणों के लिए उच्च शुद्धता सिलिकॉन धातु बनाने के लिए किया जाता है। यह polycrystalline और monocrystalline रूपों में बेचा जाता है, पूर्व सस्ता और बाद में महंगा होने के साथ। यह इसके उपयोग के आधार पर विभिन्न विनिर्देशों में विभाजित है। आंकड़ों के अनुसार, दुनिया ने 1985 में लगभग 500,000 टन सिलिकॉन धातु की खपत की, जिसमें से लगभग 60% का उपयोग एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के लिए किया गया था, 30% से कम का उपयोग कार्बनिक सिलिकॉन के लिए किया गया था, लगभग 3% का उपयोग अर्धचालक के लिए किया गया था, और बाकी का उपयोग स्टील स्मेल्टिंग और सटीक सिरेमिक, आदि के लिए किया गया था।
सिलिकॉन धातु का वर्गीकरण आमतौर पर सिलिकॉन धातु संरचना में निहित लोहे, एल्यूमीनियम और कैल्शियम की तीन मुख्य अशुद्धियों की सामग्री पर आधारित होता है। सिलिकॉन धातु में लोहे, एल्यूमीनियम और कैल्शियम की सामग्री के अनुसार, सिलिकॉन धातु को 553, 441, 411, 421, 3303, 3305, 2202, 2502, 1501 और 1101 जैसे विभिन्न ग्रेड में वर्गीकृत किया जा सकता है।
औद्योगिक रूप से, सिलिकॉन धातु आमतौर पर एक इलेक्ट्रिक भट्टी में कार्बन से सिलिकॉन डाइऑक्साइड को कम करके उत्पादित की जाती है। रासायनिक प्रतिक्रिया समीकरण: SiO2 + 2C → Si + 2CO इस प्रकार उत्पादित सिलिकॉन 97-98% शुद्ध है और इसे सिलिकॉन धातु कहा जाता है। फिर इसे पिघलाया और पुन: क्रिस्टलीकृत किया जाता है, और अशुद्धियों को 99.7 ~ 99.8% की शुद्धता के साथ सिलिकॉन धातु प्राप्त करने के लिए एसिड के साथ हटा दिया जाता है।
सिलिकॉन धातु मुख्य रूप से सिलिकॉन से बना है, इसलिए इसमें सिलिकॉन के समान गुण हैं। सिलिकॉन के दो आइसोमर्स हैं, अनाकार सिलिकॉन और क्रिस्टलीय सिलिकॉन। अनाकार सिलिकॉन एक भूरे-काले पाउडर है और वास्तव में एक माइक्रोक्रिस्टल है। क्रिस्टलीय सिलिकॉन में हीरे की क्रिस्टल संरचना और अर्धचालक गुण होते हैं, जिसमें 1410 डिग्री सेल्सियस का गलनांक, 2355 डिग्री सेल्सियस का क्वथनांक, 7 की मोह्स कठोरता और एक भंगुर प्रकृति होती है। अनाकार सिलिकॉन रासायनिक रूप से सक्रिय है और ऑक्सीजन में हिंसक रूप से जल सकता है। यह उच्च तापमान पर हैलोजन, नाइट्रोजन, कार्बन और अन्य गैर-धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करता है, और सिलिसाइड का उत्पादन करने के लिए मैग्नीशियम, कैल्शियम, लोहा और अन्य धातुओं के साथ भी बातचीत कर सकता है। अनाकार सिलिकॉन हाइड्रोफ्लोरिक एसिड सहित लगभग सभी अकार्बनिक और कार्बनिक एसिड में अघुलनशील है, लेकिन नाइट्रिक एसिड और हाइड्रोफ्लोरिक एसिड के मिश्रण में भंग हो सकता है। केंद्रित सोडियम हाइड्रॉक्साइड समाधान अनाकार सिलिकॉन को भंग कर सकता है और हाइड्रोजन गैस जारी कर सकता है। क्रिस्टलीय सिलिकॉन अपेक्षाकृत निष्क्रिय है और उच्च तापमान पर भी ऑक्सीजन के साथ रासायनिक रूप से गठबंधन नहीं करता है। यह किसी भी प्रकार के अकार्बनिक और कार्बनिक एसिड में भी अघुलनशील है, लेकिन नाइट्रिक एसिड और हाइड्रोफ्लोरिक एसिड के मिश्रण के साथ-साथ केंद्रित सोडियम हाइड्रॉक्साइड समाधानों में घुलनशील है।
