فلز سیلیکون، جزء اساسی در فناوری مدرن، به عنوان سنگ بنای صنایع مختلف از الکترونیک گرفته تا انرژی خورشیدی عمل می کند. فلز سیلیکون که به دلیل خواص منحصر به فرد خود از جمله رسانایی، پایداری و فراوانی شهرت دارد، نقشی اساسی در ایجاد نوآوری و پیشرفت در سراسر جهان ایفا می کند. در خط مقدم تولید فلز سیلیکون، شرکت ذوب سیلیس راه ابریشم نوین ارس، پیشرو در برتری متالورژی قرار دارد. با ما همراه باشید تا اهمیت فلز سیلیکون، کاربردهای آن، فرآیندهای تولید و مشارکت های پیشگام شرکت ذوب سیلیس راه ابریشم نوین ارس را در این جنبه ضروری از توسعه صنعتی بررسی کنیم.

 

سیلیکون در واقع نام عنصر سیلیسیم می باشد. این عنصر با عدد اتمی ۱۴ و نماد شیمیایی Si شناخته می شود. این عنصر در خانواده شبه فلزات قرار می گیرد. شبه فلزات در واقع عناصر می باشند که از نظر خواص مختلف، ما بین فلزات و نافلزات قرار گرفته اند. به عنوان مثال عنصر سیلیسیم از نظر ظاهری و خواص فیزیکی به فلزات شبیه می باشد. در حالی که این عنصر از نظر خواص شیمیایی، شباهت قابل توجهی به نا فلزات دارد. عنصر سیلیکون یا سیلیسیم در گروه ۱۴ و دوره ۳ جدول تناوبی قرار گرفته و جزو عناصر بلوک p محسوب می گردد. این عنصر از نظر ظاهری شباهت نسبتا چشمگیری به عنصر نقره دارد. عنصر سیلیسیم بعد از عنصر اکسیژن، در رتبه دوم لیست فراوان ترین مواد موجود در پوسته زمین قرار گرفته است. سیلیکون دارای ترکیبی منحصر به فرد از خواص فیزیکی و شیمیایی است که آن را برای انواع کاربردهای صنعتی و تکنولوژیکی ضروری می کند. برخی از برجسته ترین خواص آن عبارتند از:

1. فراوانی: سیلیکون دومین عنصر فراوان در پوسته زمین (بعد از اکسیژن) و هشتمین عنصر رایج در جهان است. نزدیک به ۳۰ درصد از وزن پوسته زمین را می توان به سیلیکون متال نسبت داد.

2. طبیعت نیمه هادی: سیلیس یک نیم‌رسانا یا نیمه‌هادی است که شاید یکی دیگر از مهمترین ویژگی‌های آن این مورد باشد که آن را تبدیل به ماده اولیه برای تولید پردازنده‌ها و قطعات الکترونیکی نموده است. برخلاف فلزات که با بالا رفتن دما دچار افزایش مقاومت می‌شوند،‌ در سیلیس با بالا رفتن دما مقاومت کاهش پیدا کرده و پایین می‌آید. به همین دلیل می‌توانند با کنترل دما و به میزان دلخواه مقاومت الکتریکی سیلیس را افزایش یا کاهش دهند.

3. سختی و استحکام: از دیگر خصوصیات و ویژگی‌های سیلیس سختی آن است که در واحد موس درجه‌ایی برابر با ۷ دارد. این درجه سختی بالا نیز باعث می‌شود تا کاربرد‌های دیگری نیز برای سیلیس وجود داشته باشد که وسعت استفاده از آن را بسیار زیاد می‌کند.

4. نقطه ذوب بالا: از مهمترین ویژگی‌های سیلیس که آن را به ماده‌ایی بسیار پر‌مصرف و پر‌کاربرد تبدیل کرده است درجه ذوب بالای این ماده است. می‌توان گفت درجه ذوب سیلیس در حدود ۱۷۰۰ درجه سانتی‌گراد است.

5. شفافیت: از خصوصیات دیگر سیلیس می‌توان به شفافیت آن اشاره کرد که البته انواع سیلیس سفید نیز وجود دارد ولی به صورت معمول سیلیس بی‌رنگ و شفاف است که همین ویژگی آن را تبدیل به مهمترین ماده اولیه در صنایع شیشه‌سازی نموده است.

کاربردهای سیلیکون متال:

خواص منحصر به فرد سیلیکون آن را در طیف گسترده ای از صنایع، از الکترونیک و ساخت و ساز گرفته تا انرژی های تجدیدپذیر و مراقبت های بهداشتی ضروری می کند. در زیر برخی از مهمترین کاربردهای سیلیکون آورده شده است:

1. صنعت نیمه رسانا: سیلیکون به عنوان یک ماده زیرلایه مورد استفاده در تولید ترانزیستورهای اثر میدانی (FET)، LED ها و مدارهای مجتمع، تقریباً در تمام رایانه ها، تلفن های همراه، تبلت ها، تلویزیون ها، رادیوها و سایر دستگاه های ارتباطی مدرن یافت می شود. تخمین زده می شود که بیش از یک سوم تمام دستگاه های الکترونیکی دارای فناوری نیمه هادی مبتنی بر سیلیکون هستند.

2. صنعت انرژی خورشیدی: در حال حاضر، فناوری خورشیدی پلی سیلیکون بیش از نیمی از انرژی خورشیدی تولید شده در سطح جهان را تشکیل می دهد، در حالی که فناوری مونوسیلیکون تقریباً ۳۵ درصد است. در مجموع ۹۰ درصد از انرژی خورشیدی مورد استفاده انسان توسط فناوری مبتنی بر سیلیکون جمع آوری می شود.

3. صنعت ساختمان: سیلیکون امروزه به یکی از مواد اولیه پرمصرف صنایع تولید سرامیک و آجر و شیشه تبدیل شده است. به طوری که می توانید رد پای حضور این ماده را در اکثر کمپانی های تولید کننده آجر و سرامیک و شیشه مشاهده فرمایید. آجر های ضد حریق نوع خاصی از آجر های تولید شده با کمک سیلیکون می باشند.

4. آلیاژهای آلومینیوم-سیلیکون: از سیلیکون در صنایع ذوب فلزات، به عنوان عامل احیایی استفاده می­گردد. با افزودن این ماده به فلزات به خصوص آلومینیوم، آلیاژ با مقاومت بالا و وزن کم­تر به دست می­آید که به جای قطعات چدنی سنگین در صنایع خودرو و هواپیماسازی به کار می­رود. کاربرد سیلیکون متال در این گونه صنایع به حدی است که بازار آن به شدت به توسعه­ی صنعت خودروسازی وابسته می­باشد.

5. استفاده در صنایع دارویی و غذایی: یکی دیگر از موارد استفاده از سیلیکون در صنعت بکار بردن آن در صنایع دارویی و غذایی است. امروزه از سیلیکون در صنایع پزشکی، دندانپزشکی و  انواع قطعات و نوارها و تیوب‌های سیلیکونی استفاده فراوانی می‌شود. از دیگر موارد کاربرد سیلیکون  در صنعت می‌توان به استفاده از آن در آون‌های آزمایشگاهی و استاپر لوله‌های آزمایشگاهی اشاره کرد. پروفیل‌های سیلیکونی به خاطر خنثی بودن و گرید غذایی و گرید بهداشتی مقاومت دمایی بالایی را دارا هستند و از آنها به عنوان درزگیر برای اتوکلاو‌های صنعتی و آزمایشگاهی استفاده می‌شود. همچنین در صنایع غذایی، سیلیکون در انواع ظروف پخت غذا استفاده می‌گردد. ظروف فلزی با نوار درزگیر سیلیکونی و زودپز و پلوپزها و ظروف پخت خانگی همگی دارای درپوش‌های نگهدارنده هستند‌ که مانع ورود هوا و میکروب به درون غذا می‌شوند.

فرایند تولید سیلیکون

شرکت ذوب سیلیس راه ابریشم نوین ارس از فرآیندهای متالورژیکی پیشرفته برای تولید فلز سیلیکون استفاده می کند. این فرآیند شامل کاهش سنگ‌های معدنی غنی از سیلیس مانند کوارتز با کربن یا سیلیکون و به دنبال آن پالایش و خالص‌سازی برای رسیدن به خلوص و کیفیت مطلوب فلز سیلیکون است.

نتیجه گیری

همانطور که در مطلب بالا ذکر کردیم سیلیکون یکی از فراوان ترین عناصر روی زمین است و نقش مهمی در فناوری و صنعت مدرن دارد. و در صنعت انرژی خورشیدی، صنعت ساختمان و… کاربرد زیادی دارد.