هل السيليكون من اشباه الموصلات

على الرغم من بساطة عنصر السيليكون إلا أنة يدخل في صناعة مكونات أكثر تعقيدا مثل أن عنصر السيليكون هو من العناصر الأساسية لصناعة الإلكترونيات والرقائق التي تدخل في صناعة الإلكترونيات مهما بلغ حجمها مثل الكمبيوتر والهواتف الذكية وأيضا الأفران الميكروويف [1].

إذا ما

اسباب استخدام السيليكون في رقائق الكمبيوتر

رغم بساطة هذا العنصر حيث يدخل في جميع هذه الصناعات الإلكترونية بسبب أن عنصر السيليكون ذو خصائص فريدة ومن أهمها أن

عنصر السيليكون شبه موصل

.

بمعنى أنه يمكنه توصيل الكهرباء في ظروف معينة وتعمل كعازل في ظروف أخرى ويمكن التعديل في هذه الخصائص الكهربائية عنصر السيليكون من خلال المنشطات، وهذه الخاصية تجعله مادة جيدة لصنع الترانزستورات التي بدورها تقوم بتضخيم الإشارات الكهربائية.

خواص السيليكون ليست هي العامل الوحيد الذي يجعله عنصر مثالي للأجهزة الإلكترونية، هذا أيضا بسبب توفره بكثرة والأكثر شيوعا في القشرة الأرضية مما يجعله قليل في تكلفة لذا أصبح مادة مثالية للصناعات الإلكترونية.

لكن عنصر السيليكون هو ليس العنصر الوحيد الذي يدخل في صناعة الأجهزة الإلكترونية يدخل أيضا نيتريد الغاليوم لأنه أيضا مادة شبه موصلة التي تتحرك فيها الإلكترونات بسرعة كبيرة وتكون الروابط بينها ضيقة جدا.

مما يسمح أن يقوم بالتشغيل بجهد عالي و مما يجعله أيضا مادة مثالية لصناعة الترانزستورات التي تطلب سرعة عالية الطاقة للتطبيقات اللاسلكية، لكن على الرغم من ذلك يبقى عنصر السيليكون هو العنصر السائد لطالما قد وجد المهندسون عدة طريق لتحسين أجهزة السيليكون.

مما يقوم بزيادة فوائد عنصر السيليكون سنويا فبدون السيليكون ورقاقات السيليكون التي يتم تصنيعها فيها فلن تصبح لدينا أي أجهزة إلكترونية نستخدمها.

استخدامات السيليكون

استخدامات السيليكون [2]:

السيليكون هو العنصر الأساسي في صناعة السيراميك والطوب.
اواص السيليكون انه مادة موصلة يدخل السيليكون في صناعة الترانزستورات.
يستخدم عنصر السيليكون في صناعة الشرائح والرقائق الموجودة بالكمبيوتر وأيضا في صناعة الخلايا الشمسية.
أيضا يعد السيليكون من المكونات الحيوية في صناعة الأسمنت البورتلاندي.
يدخل عنصر السيليكون في صناعة و إنتاج الطوب الناري.
يستخدم في صناعة أنظمة العزل المائي.
يستخدم السيليكون ايضا في صناعة الكثير كعوامل تحرير للقوالب و مركبات القولبة.
يستخدم في صناعة سبائك الفيروسيليكون سبيكة التي تستخدم في صناعة الصلب.

خصائص السيليكون

يتميز عنصر السيليكون بالعديد من الخصائص وهي:

أنه يمكنه الارتباط بالعديد من العناصر الأخرى مثل الأكسجين.
السيليكات هي عبارة عن الصخور التي تحتوي على عنصري السيليكون و الأكسجين، وعند القيام بعملية التطهير للسيليكون يتحول إلى بلورة رمادية تبدو كالمعدن لكن في حقيقته هو ليس معدن.

أنواع السيليكون وتطبيقاته

يتميز السيليكون بعدة خصائص فريدة ومتميزة منها انه من

اشباه الموصلات

حيث يكون موصل جيد للحرارة وأيضا مقاوم للحرائق و من مميزاته أنه عنصر مستقرار كيميائيا ومقاوم للهب وأيضا يتميز بمقاومة المثالية للحرارة والبرودة عن طريق التغيرات التي تحدث للبوليمر الأساسي [3].

كما عن طريق إضافة حشو للتقوية والإضافات الخاصة التي تكون أجزاء من الخصائص حتى تتمكن من تلبية احتياجات التطبيقات الخاصة و سيصبح تصنيف مطاط السيليكون على حسب خصائصه البارزة.

مطاط السيليكون للأغراض العامة

يتم استخدام مادة السيليكون في الأغراض العامة للأغراض العامة بسبب خصائصه حيث أنه مادة مقاومة للحرارة ومثبطة للهب، كما أنها مادة تتمتع بالاستقرار الكيميائي و تستطيع مقاومة الأشعة فوق البنفسجية.

يدخل في صناعة الكثير من الأدوات التي نستخدمها في حياتنا اليومية ومنها أدوات المطبخ و تبلغ صلابة السيليكون العادية حوالي Shore A 30 ~ 70 أثناء المعالجة.

مطاط السيليكون منخفض الصلابة

تبلغ صلابة السيليكون في هذه الحالة حوالي Shore A 5 ~ 20 مما يجعلها منخفضة الصلابة للغاية، لكن يتميز في هذه الحالة بالقوة العالية ويتمتع بالصلابة المنخفضة وأيضا الليونة والاستطالة العالية، ويتم استخدامها في حلمات الأطفال والحصائر مضادة الانزلاق وأيضا في نعال الأحذية وأغشية للحفظ.

مطاط السيليكون عالي الصلابة

تصل صلابة السيليكون في هذه الحالة حوالي Shore A 90 بعد المعالجة وتتميز في هذه الحالة بالصلابة والثبات وتستخدم في صناعة بديل لدن بالحرارة.

سيليكون ذو قوة تمزق عالية

تصل قوة تمزق السيليكون العام حوالي 9.8 kN / m أما في حالة السيليكون العالي القوة يصل إلى حوالي 29 ~ 49 kN / m، ويكون مادة مثالية لقولبة العناصر التي تتطلب قوة تمزق عالية و تتميز بأنها مادة مقاومة تمزق ممتازة.

أيضا تكون قوة الشد عالية والاستطاله ويدخل في صناعة أغطية السيليكون الممتدة و شرطة السيليكون وأيضا في صناعة غطاء لجهاز التحكم عن بعد.

سيليكون عالي الشفافية

يصبح هذا النوع من السيليكون شفاف بشكل كبير في حالة القوة الجيدة و يتميز بأنه شفاف جدا وغير قابل للتمزق بشكل كبير بسبب شفافيته يكون سهل في صبغة بالألوان، ويتم استخدامه في صناعة الأنابيب الطبية والحلمات الشفافة المصنوعة من السيليكون.

سيليكون السيليكون المقاوم للهب

يكون هذا النوع قابل للاشتعال و يتحول حين حرقة إلى رماد أبيض و يصبح شكلة معدني و لكن عند إضافة كمية صغيرة من مثبطات اللهب يمكن مطابقة السيليكون لمعايير UL94 V-0 ، V-1 أو V-2.

يتميز حينها بأنه مثبط اللهب ولا يطلق غازات سامة ويتم استخدامه في صناعة الإلكترونيات التي نقوم باستخدامها وفي مترو الأنفاق وأيضا يدخل في صناعة الأسلاك و الكابلات وـيضا عدادات الكهرباء.

سيليكون موصل حراري

يتميز السيليكون بأنه مادة موصلة الحرارية العالية ومقاومة الحرارة مما يجعلها تتميز بالعزل الكهربائي وبالطبع مقاومة الحرارة، لذلك يتم استخدام السيليكون في حشية موصلة للحرارة و الوسادات التي تنقل الحرارة وأيضا وحدات المعالجة المركزية بأجهزة الكمبيوتر .

مطاط السيليكون الموصل كهربائيا

من خصائص مادة السيليكون أنها مادة شبه موصلة كما أنها يتم ملئها بمادة أسود الكربون الموصلة للكهرباء وتتميز بأنها تقوم بتوصيل الكهرباء للتيارات المنخفضة كما أنها موصلة إلكترونية وموصلة للحرارة.

لذلك تدخل في صناعة لوحات المفاتيح وموصلات الكابلات وأيضا الجوانات والواجهات كما أنه مقاوم جيد للحرارة و موصل جيد للكهرباء.

مطاط السيليكون المقاوم للحرارة العالية

تم تصميم هذا النوع من السيليكون حتي يتم استخدامه في العديد من البيئات متفاوتة في درجة حرارة المرتفعة والتي تصل حوالي من 250 إلى 300 درجة مئوية في بعض الفترات.

مما يجعله مادة مميزة لتحمل درجات الحرارة العالية و يتم استعماله في الأسرة و الأختام التي تمتاز بمقاومة الحرارة وأيضا قطع غيار السيارات.

مطاط السيليكون المقاوم للزيت

هي عبارة عن مادة السيليكون تم تصنيعها تحت ظروف خاصة لتجعلها أفضل مقاومة للزيت عند ارتفاع درجة حرارة ومن مميزاتها أنها عند تطبيقها تصبح مقاومة للزيت بشكل كبير.

تطبيقات الحشية والحلقات والأختام، من الأعلى تستطيع ملاحظ أن مادة السيليكون مصنوعة بالعديد من الأنواع والأشكال المختلفة وهذا ما تطلبه لتقوم بصناعة مشروعك الناجح.