Презентації та публікації

Кремній (Силіцій, Si) - це основний матеріал для напівпровідникової техніки і, одночасно, один з найпоширеніших на Землі елементів. Також, кремній це елемент, який людство навчилося виробляти в найбільш чистому вигляді і вирощувати з нього найбільші монокристали.

З кремнію один час навіть намагалися зробити еталон кілограма, але не цілком успішно.

Метою виготовлення кремнієвого еталону було отримання зразка маси, «прив'язаної» до яких-небудь фундаментальних величин. Так, щоб можна було обходитися без використання єдиного зразка для порівняння. Наприклад, один метр можна визначити, як відстань, яку проходить світло у вакуумі за 1/299792458 частини секунди. Секунда визначається через частоту випромінювання атома цезію, температура - через потрійну точку води і т.д. Тобто, ці величини можна визначити, не використовуючи ніяких речових еталонів для порівняння. Еталоном ж маси в даний час вважається маса платино - іридієвого циліндра, що зберігається у французькій палаті мір і ваг.

Якщо ми хочемо виготовити еталон кілограма, нам обов'язково доведеться порівнювати його з тим самим циліндром. Щоб уникнути цього, була зроблена спроба зробити еталоном маси кремнієву кулю певного діаметру, вирізану з монокристала кремнію (благо кремній це речовина, з якої навчилися вирощувати найчистіші і мало дефектні кристали). Загалом, таку кульку вирізали, відполірували її до ідеальної сферичної форми (начебто навіть говорили, що це саме кругле тіло, коли-небудь виготовлене людиною), але маса таки виявилася трохи меншою кілограма. Найімовірніше, через якийсь дефект кристала.

У промисловості, кремній знаходить багато різних застосувань і використовується у вигляді елемента, з самою різною чистотою.

Полікристалічний кремній технічної чистоти (99 %) отримують відновленням SiO₂ вуглецем в дугових печах. Після спеціального промивання, можна отримати продукт чистотою до 99.9 %.

Більш чистий кремній (99.999%) отримують відновленням очищеного тетрахлориду кремнію воднем, або термічним розкладанням силану (SiH4) при температурі 1000-1200 градусів.

Для подальшого очищення кремнію застосовують бестігельну зонну плавку, або вирощування монокристалів по методу Чохральського.

Результатом всіх цих операцій є, зокрема, процесори, мікросхеми пам'яті та інші мікрочіпи на кремнієвих підкладках.

Кремень, застосовуваний у якості фільтра і активатора води, являє собою, як правило, мінерально-органічне утворення, у складі якого присутні опал і халцедон - аморфна і скритокристалічна різновиди кварцу. Основу цих мінеральних компонентів кременю становить кремнезем - двоокис кремнію SiO₂. Вхідний до складу кременю у вигляді діоксиду хімічний елемент кремній - одна з найбільш поширених в природі речовин. Велика частина земної кори складається саме з сполук цього найважливішого хімічного елемента, а також кремній є складовою частиною багатьох органів і тканин людського організму.

Крім кремнезему в мінеральний склад кременю входять більше 20 хімічних елементів, серед яких - Ca, Mg, P, Mn, Cu, Zn та ін. Завдяки присутнім у складі окислів марганцю і заліза кремінь часто має вельми різноманітне забарвлення, в якій можуть бути явно помітні відтінки чорного, червоного і жовтого кольору.

Корисні властивості кременю були відомі людям ще в епоху Кам'яного століття. У часи зародження людської цивілізації, наші давні предки використовували гострі краї креміню для виготовлення різноманітних знарядь праці і зброї для полювання, а також успішно застосовували його для добування вогню.

Пізніше, у середньовіччі, також як і давнину, кремінь продовжував служити на благо людям, знаходячи завдяки своїм корисним властивостям різноманітне застосування не тільки в побуті, але і в народній медицині. З історичних джерел відомо, що вже в середні століття кремінь в багатьох країнах Європи застосовували для обробки стін у приміщеннях для зберігання м'яса, на млинах для отримання високоякісного хлібопекарського борошна використовували крем'яні жорна, а в німецьких селах за допомогою кременю охороняли молоко від передчасного скисання. У медицині того часу кремінь призначався для зрізання бородавок, а в подрібненому вигляді завдяки своїм антисептичним і бактерицидним властивостям використовувався як присипки при пораненнях і гангрені.

Схожі презентації: