میٹل پروفائل: سلیکن میٹل ہے

نیم دھاتی سلکان پر ایک نظر

سلیکن دھات ایک سرمئی اور لچکدار نیم - conductive دھات ہے جو سٹیل، شمسی خلیوں اور مائکروچپس تیار کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے.

سلکان زمین کی کرسٹ (صرف آکسیجن کے پیچھے) اور کائنات میں آٹھویں سب سے زیادہ عام عنصر میں دوسرا سب سے زیادہ پرچر عنصر ہے. دراصل، زمین کی کراس کا وزن تقریبا 30 فیصد سلکان پر منسوب کیا جا سکتا ہے.

جوہری نمبر 14 کے ساتھ عنصر قدرتی طور پر سلیکیٹ معدنیات میں ہوتا ہے، بشمول سلکا، فیلڈسپر، اور مککا، جس میں عام پتھروں کے بڑے اجزاء جیسے کوارٹج اور سینڈون شامل ہیں.

سیمی دھات (یا میٹالیلائڈ )، سلیکن دونوں دھاتیں اور غیر دھاتیں کی کچھ خصوصیات ہیں.

پانی کی طرح - لیکن زیادہ سے زیادہ دھاتوں کے برعکس - سلیکن معاہدے اس مائع ریاست میں ہوتی ہے اور اس کی توسیع کرتا ہے جیسا کہ اس کو مضبوط کرتا ہے. اس میں نسبتا زیادہ پگھلنے اور ابلتے پوائنٹس موجود ہیں، اور جب ہیرے کیوبک کرسٹل کی ساخت کو crystallized شکلیں بناتے ہیں.

ایک سیمی کنڈکٹر کے طور پر سلکان کے کردار کے لئے اہم اور الیکٹرانکس میں اس کا استعمال عنصر کی جوہری ڈھانچہ ہے، جس میں چار والنس برقی شامل ہیں جو سلکان کو دوسرے عناصر کے ساتھ آسانی سے اجازت دیتے ہیں.

پراپرٹیز:

• جوہری نشان: سی
• جوہری نمبر: 14
• عنصر زمرہ: Metalloid
• کثافت: 2.329 گرام / سینٹی میٹر
• پگھلنے والی پوائنٹ: 2577 ° F (1414 ° C)
• ابلتے پوائنٹ: 5909 ° F (3265 ° C)
• موہ کی سختی: 7

ہسٹری:

سویڈش کیمسٹ جونس بیبزرلیس کو 1823 میں پہلی الگ الگ سلیکن کے ساتھ قرضہ دیا جاتا ہے. برزرلیس نے اس سے دھاتشیم فلوروسیلیکیٹ کے ساتھ ایک قابل قدر میں حرارتی میٹالک پوٹاشیم (جس میں صرف ایک دہائی پہلے پہلے الگ الگ کیا گیا تھا) کی طرف سے اس کو پورا کیا.

نتیجہ ناقص سلکان تھا.

کرسٹل سلکان بنانا، تاہم، زیادہ وقت کی ضرورت ہے. ایک دوسرے تین دہائیوں کے لئے کرسٹلل سلیکن کا ایک الیکٹرروٹٹک نمونہ نہیں بنایا جائے گا.

سلکان کا پہلا تجارتی استعمال ferrosilicon کے طور پر تھا.

ہینری بسمیمر کے بعد 19 ویں صدی کے دوران سٹیل کی صنعت کی جدیدیت ، سٹیل کی دھاتیں اور اسٹیل سازی کی تکنیکوں میں تحقیق میں بہت دلچسپی تھی.

1880 کے دہائی میں فیریروسیلکان کے پہلے صنعتی پیداوار کے وقت، سور لوہا اور ڈس آکسائزائزیشن کرنے والی سٹیل میں سست رفتار کو بہتر بنانے میں سلکان کی اہمیت کافی اچھی طرح سمجھ گئی تھی.

سلیکون پر مشتمل ایسک کو چارکول کے ساتھ کم کرنے کی وجہ سے پھول فرنسوں میں ابتدائی پیداوار، جس میں نتیجے میں سلائی سور آئرن، 20 فیصد سلکان مواد کے ساتھ ایک ferrosilicon.

20 ویں صدی کے آغاز میں بجلی کی آرک کی بھٹیوں کی ترقی کو نہ صرف اس سے زیادہ سٹیل کی پیداوار کی اجازت دی گئی بلکہ اس سے زیادہ فیروزروکان پیداوار بھی ہے.

1903 ء میں، فروروالے (کمپگنائری جے ڈی الیکٹروچیمی) بنانے میں مہارت حاصل کرنے والے ایک گروہ نے جرمنی، فرانس اور آسٹریا میں آپریشن شروع کیے اور 1907 میں، امریکہ میں پہلی تجارتی سلکان پلانٹ قائم کی.

19 ویں صدی کے اختتام سے پہلے اسٹیل مینیکیشن تجارتی سلیک مرکبات کے لئے ایک ہی درخواست نہیں تھی.

1890 میں مصنوعی ہیرے کی پیداوار کرنے کے لئے، ایڈورڈ گریریچ اچکن نے ایلومینیم سلیکیٹ پاؤڈر کوک کے ساتھ گرم اور سلیکن کاربائڈ (سی سی سی) تیار کیا.

تین سال بعد اچنسن نے اپنے پروڈکشن کا طریقہ کار پیٹنٹ کیا اور کاربرورڈم کمپنی (کاربرنڈومم کو وقت پر سلکان کاربائڈ کے لئے عام نام قرار دیا) کا قیام کیا گیا تھا.

20 ویں صدی کے آغاز سے، سلکان کاربائڈ کے کنکریٹ خصوصیات کو بھی احساس کیا گیا تھا، اور یہودی ابتدائی بحری ریڈیووں میں ایک آلہ کے طور پر استعمال کیا گیا تھا. سلن کرسٹل ڈٹیکٹر کے لئے ایک پیٹنٹ G6 پنیر کو 1906 میں دیا گیا تھا.

1907 میں، پہلی روشنی کے اخراجات ڈایڈڈ (ایل ای ڈی) سلیکن کاربائڈ کرسٹل پر وولٹیج کو لاگو کرکے بنائی گئی تھی.

1930s کے ذریعے سلکان استعمال نئے کیمیکل مصنوعات کی ترقی کے ساتھ اضافہ ہوا، بشمول سلکان اور سلیکون شامل ہیں.

پچھلے صدی کے دوران الیکٹرانکس کی ترقی میں سلکان اور اس کی منفرد خصوصیات بھی شامل ہیں.

جبکہ پہلے ٹرانسٹسٹز کی تخلیق - جدید مائکروچپس کی ابتدائی - 1940 ء میں جرمنیمیم پر منحصر تھا، اس وقت تک اس سے پہلے سلیکن نے اس میٹلائڈائڈ کزن کو زیادہ پائیدار سبسیٹیٹ سیمکولیڈٹر مواد کے طور پر فروخت نہیں کیا تھا.

بیل لیبز اور ٹیکساس کے سازوسامان نے تجارتی طور پر 1954 ء میں سلکان پر مبنی ٹرانسمسٹرز شروع کیے.

پہلی سلکان مربوط سرکٹس 1960 ء میں بنائے گئے تھے، اور 1970 کے دہائیوں میں سلکان پر مشتمل پروسیسر تیار کیے گئے ہیں.

یہ خیال ہے کہ سلکان پر مبنی سیمکولیڈنر ٹیکنالوجی جدید الیکٹرانکس اور کمپیوٹنگ کی ریبون بناتا ہے، یہ اس بات کا کوئی تعجب نہیں ہونا چاہئے کہ ہم اس صنعت کیلئے سلیکن ویلی کے طور پر سرگرمی کے مرکز کا حوالہ دیتے ہیں.

(سلیکن ویلی اور مائیکروچپ ٹیکنالوجی کی تاریخ اور ترقی کی ایک تفصیلی نظر کے لئے، میں سلیکن وادی کے مستحق امریکن تجربہ دستاویزی فلم کی سفارش کرتا ہوں).

پہلے ٹرانسٹسٹرز کو بے نقاب کرنے کے بعد طویل عرصے سے، بیل لیبز کا کام سلکان کے ساتھ کام نہیں کیا گیا جس میں 1954 میں دوسرا اہم کامیابی ہوا. پہلا سلکان فوٹوولوٹک (شمسی) سیل.

اس سے پہلے، زمین پر اقتدار پیدا ہونے کے لئے سورج سے توانائی کے حصول کے بارے میں سوچنا ممکن تھا کہ زیادہ سے زیادہ. لیکن صرف چار سال بعد، 1958 میں، سلکان کے شمسی خلیوں کی طرف سے طاقتور پہلی سیٹلائٹ زمین کی طرف اشارہ کر رہا تھا.

1970 کے دہائی تک، شمسی ٹیکنالوجیوں کے لئے تجارتی ایپلی کیشنز تائیدی ایپلیکیشنز جیسے بڑے پیمانے پر تیل کے رگوں اور ریلوے کراسنگ پر بجلی کی روشنی میں اضافہ ہوا.

گزشتہ دو دہائیوں میں، شمسی توانائی کا استعمال تیزی سے بڑھ گیا ہے. آج، سلکان پر مبنی فوٹو وولٹک ٹیکنالوجییں عالمی شمسی توانائی کے مارکیٹ میں تقریبا 90 فیصد ہیں.

پیداوار:

سلکان کی اکثریت ہر سال بہتر ہوتی ہے - تقریبا 80 فیصد - لوہے اور سٹیل کی تشکیل میں استعمال کے لئے فروروسیلک کے طور پر تیار کیا جاتا ہے. فیرروسیلکان smelter کی ضروریات پر منحصر ہے 15 اور 90 فیصد سلکان کے درمیان کہیں بھی ہو سکتا ہے.

لوہے اور سلکان کے مرکب میں کمی کی بوٹ کے ذریعے ڈیم برقی آرک فرنس کا استعمال کیا جاتا ہے. سلکا امیر ایسک اور کاربن کا ذریعہ جیسے کیکنگ کوئلے (دھاتی جراثیم) کو کچل دیا جاتا ہے اور سکریپ آئرن کے ساتھ بھٹی میں بھرا ہوا ہے.

1 9 00 ° C (3450 ° F) سے زیادہ درجہ حرارت پر، کاربن مونو آکسائڈ گیس کی تشکیل، ایسک میں موجود آکسیجن کے ساتھ موجود ہے. اس وقت باقی آئرن اور سلکان، پگھلنے والے فروسنیلکان بنانے کے لئے جمع کرتے ہیں، جو بھٹی کے بیس کی طرف سے جمع کیا جا سکتا ہے.

ایک بار ٹھنڈے اور سختی سے، ferrosilicon بھیج دیا جا سکتا ہے اور براہ راست لوہا اور سٹیل مینوفیکچرنگ میں استعمال کیا جا سکتا ہے.

اسی طریقہ، لوہے کے شامل ہونے کے بغیر، دھاتی گریڈ سلکان پیدا کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے جو 99 فیصد سے زیادہ خالص ہے. اسٹیل بوٹیلنگ، اور ساتھ ساتھ ایلومینیم کاسٹ مرکب مرکب اور سلن کیمیائیوں کی تیاری میں میٹلورجیکل سلکان بھی استعمال کیا جاتا ہے.

دھات میں موجود لوہے، ایلومینیم ، اور کیلشیم کی عدم استحکام کی سطح سے دھاتی جاتی ہے. مثال کے طور پر، 553 سلکان دھات میں ہر لوہے اور ایلومینیم کا 0.5 فی صد، اور 0.3 فیصد کیلشیم سے بھی کم ہے.

چین میں ہر سال تقریبا 8 ملین میٹرک ٹن فیروسیلکان پیدا ہوتا ہے، چین کے ساتھ اس مجموعی طور پر تقریبا 70 فیصد اکاؤنٹنگ. بڑے پروڈیوسروں میں اریرس میٹلگریجی گروپ، ننگزیا روونگشین فریروالے، گروپ او ایم مواد اور ایلمیم شامل ہیں.

ایک اضافی 2.6 ملین میٹرک ٹن میٹالجیکل سلکان - یا تقریبا 20 فی صد کل سلیکون دھاتی کا دھات - سالانہ طور پر تیار کیا جاتا ہے. چین، پھر، اس پیداوار کے بارے میں 80 فیصد کے لئے اکاؤنٹ.

بہت سے تعجب یہ ہے کہ تمام بہتر سلکان کی پیداوار میں صرف ایک چھوٹی سی رقم (دو فیصد سے زائد) کے لئے سلکان اکاؤنٹنگ کے شمسی اور الیکٹرانک گریڈ.

شمسی گریڈ سلکان دھات (پالیسیلکان) میں اپ گریڈ کرنے کے لئے، پاکیزگی کو 99.9999٪ (6 ن) خالص سلیکن کے اوپر بڑھانا ضروری ہے. یہ تین طریقوں میں سے ایک کے ذریعہ کیا جاتا ہے، سیمنز عمل سب سے زیادہ عام ہے.

سیمنز کی پروسیسنگ میں ایک مستحکم گیس کی کیمیائی وانپ کا ذخیرہ شامل ہے جسے ٹریولوروسیلین کہا جاتا ہے. 1150 ° C (2102 ° F) ٹریچورلوسیلن میں چھٹی کے اختتام پر نصب اعلی طہارت سلکان کے بیج پر پھیلا ہوا ہے. جیسا کہ اس سے گزرتا ہے، گیس سے اعلی طہارت سلکان کو بیج پر جمع کیا جاتا ہے.

فلیوڈ بستر ریکٹر (ایف بی آر) اور اعلی درجے کی میٹالجیکل گریڈ (یو ایم جی) سلکان ٹیکنالوجی بھی فوٹوولٹک صنعت کے لئے موزوں polysilicon کرنے کے لئے دھاتی کو بڑھانے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے.

2013 میں 230،000 میٹرک ٹن پولیسیلکان پیدا کی گئی تھی. اہم پروڈیوسرز میں جی سی ایل پالی، Waker-Chemie، اور OCI شامل ہیں.

آخر میں، سیمیکمڈکٹر صنعت اور بعض فوٹو وولٹیکنالوجیوں کے لئے الیکٹرانکس گریڈ سلکان کو مناسب بنانے کے لئے، پولسیلک کو کوزوچراسیکی عمل کے ذریعہ ایک انتہائی خالص مونوکریٹسٹ سلکان میں تبدیل کرنا ضروری ہے.

ایسا کرنے کے لئے، پولیویلکان ایک اندرونی ماحول میں 1425 ° C (2597 ° F) میں ایک قابل قدر میں پگھل جاتا ہے. بیج کرسٹل نصب ایک چھڑی دھندلا ہوا دھات میں ڈوبا اور آہستہ آہستہ گردش اور ہٹا دیا، سلکان کے لئے وقت بیج کے مواد پر بڑھنے کے لئے وقت دے.

نتیجے میں مصنوعات سنگل کرسٹل سلکان دھات کی ایک چھڑی (یا بلبل) ہے جو 99.999999999 (11 این) فی صد خالص ہوسکتی ہے. یہ چھڑی بورن یا فاسفورس کے ساتھ ڈوپڈ کیا جاسکتا ہے جس کی ضرورت ہوتی ہے جب تک کیمیم میکانی خصوصیات کو تقاضا کی ضرورت ہوتی ہے.

مونوکریٹسٹ چھڑی گاہکوں کو بھیجنے کے لئے بھیج سکتے ہیں، یا وائی فائی اور پالش یا مخصوص صارفین کے لئے بناوٹ میں کاٹ دیا.

درخواستیں:

جبکہ تقریبا دس لاکھ میٹرک ٹن فیروروسیلکان اور سلکان دھات ہر سال بہتر کر رہے ہیں، سلکان کی اکثریت تجارتی طور پر استعمال کرتے ہیں اصل میں سلکان معدنیات کی شکل میں، جس میں سیمنٹ، مارٹر اور سیرامکس سے شیشہ اور ہر چیز کی تیاری میں استعمال کیا جاتا ہے. پولیمر.

فیرروسیلکان، جیسا کہ ذکر کیا گیا ہے، دھاتی سلکان کی سب سے عام طور پر استعمال شدہ شکل ہے. 150 سال پہلے اس کے پہلے استعمال کے بعد، کاربن اور سٹینلیس سٹیل کی پیداوار میں ferrosilicon ایک اہم ڈا آکسائڈائزنگ ایجنٹ رہا ہے. آج، سٹیل smelting کے ferrosilicon کا سب سے بڑا صارفین رہتا ہے.

اگرچہ فیرروسیلک نے سٹیلمیکچر سے باہر کئی استعمال کیے ہیں. یہ میگنیشیم فروروسیلکان کی پیداوار میں پری مصر میں ہے، نالی لوہے کے پیدا کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے، اور ساتھ ساتھ اعلی پاکیزگی میگنیشیم کو بہتر بنانے کے لئے Pidgeon عمل کے دوران.

فیرروسیلکان بھی گرمی اور سنکنرن مزاحم فیرس سلکان مصر کے ساتھ ساتھ سلکان سٹیل بنانے کے لئے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے، جو الیکٹرو موٹرز اور ٹرانسمیشن کنز کی تیاری میں استعمال کیا جاتا ہے.

ایلومینیم معدنیات سے متعلق سٹیل کے سازوسامان کے ساتھ ساتھ ایک اللوز ایجنٹ میں میٹلورجیکل سلکان استعمال کیا جا سکتا ہے. ایلومینیم سلیکن (ال سی سی) کار حصوں خالص ایلومینیم سے اجزاء کے اجزاء سے ہلکے اور مضبوط ہیں. انجن بلاکس اور ٹائر ریمز جیسے آٹوموٹو حصوں میں سے کچھ عام طور پر کاسٹ ایلومینیم سلکان حصوں میں سے کچھ ہیں.

کیمیائی صنعت تقریبا تقریبا نصف کیمیائی صنعت کی طرف سے استعمال کیا جاتا ہے، فومڈ سلیک (موٹائی دینے والی ایجنٹ اور desiccant)، سلکان (یوپولنگ ایجنٹ) اور سلیکون (سیالین، چپکنے والی، اور چکنا کرنے والے).

فوٹو وولٹک گریڈ پولسیلکان بنیادی طور پر پولسیلکان شمسی خلیوں کے بنانے میں استعمال کیا جاتا ہے. ایک میگا واٹ شمسی ماڈیول بنانے کے لئے تقریبا پانچ ٹن پولیسیلکان کی ضرورت ہے.

فی الحال، عالمی سطح پر پیدا ہونے والی شمسی توانائی سے زائد سے زائد پولسیلکان شمسی توانائی کے شعبوں پر مشتمل ہے، جبکہ مونوسیلکان ٹیکنالوجی تقریبا 35 فیصد ہے. مجموعی طور پر، انسانوں کی طرف سے استعمال ہونے والے 90 فیصد شمسی توانائی سلکان پر مبنی ٹیکنالوجی کی طرف سے جمع کی جاتی ہے.

مونوکوسٹل سلکان بھی جدید الیکٹرانکس میں ایک اہم سیمکولیڈٹر مواد ہے. فیلڈ اثر ٹرانسمیٹر (ایل ای ٹی)، ایل ای ڈی اور انٹیگریٹڈ سرکٹس کی پیداوار میں استعمال ہونے والے سبسویٹ مواد کے طور پر، سلکان تقریبا تمام کمپیوٹرز، موبائل فونز، ٹیبلٹس، ٹیلی ویژنز، ریڈیوز اور دیگر جدید مواصلاتی آلات میں پایا جا سکتا ہے.

اندازہ لگایا گیا ہے کہ تمام الیکٹرانک آلات میں سے ایک تہائی سے زائد سے زائد سلکان پر مبنی سیمکولیڈنر ٹیکنالوجی شامل ہیں.

آخر میں، مشکل مصر کے سلیکن کاربائڈ مختلف الیکٹرانک اور غیر الیکٹرانک ایپلی کیشنز میں استعمال کیا جاتا ہے، بشمول مصنوعی زیورات، اعلی درجہ حرارت کے سیمیکمڈکٹرز، مشکل سیرامکس، کاٹنے کے اوزار، بریک ڈس، رگڑنے والی، بلٹروٹ کے واسطے اور حرارتی عناصر شامل ہیں.

ذرائع:

اسٹیل اللوئی اور فریروالے پیداوار کی مختصر تاریخ.
URL: http://www.urm-company.com/images/docs/steel-alloying-history.pdf
ہالپپا، لوری اور سپپوپو لوینکلیپی.

اسٹیل مایکنگ میں فریروالے کی کردار پر. جون 9-13، 2013. تہران بین الاقوامی فریروالے کانگریس. URL: http://www.pyrometallurgy.co.za/InfaconXIII/1083-Holappa.pdf

Google+ پر ٹیرنس کی پیروی کریں