মেটাল প্রোফাইল: সিলিকন একটি মেটাল

আধা ধাতু সিলিকন তাকান

সিলিকন ধাতু হল একটি ধূসর এবং উজ্জ্বল আধা-পরিবাহী ধাতু যা ইস্পাত, সৌর কোষ এবং মাইক্রোচিপগুলি তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়।

সিলিকন পৃথিবীর ভূত্বক (অক্সিজেন ব্যতীত) এবং মহাবিশ্বের অষ্টম সবচেয়ে সাধারণ উপাদান দ্বিতীয় বৃহত্তম উপাদান। বস্তুত, পৃথিবীর ভূ-পৃষ্ঠের প্রায় 30 শতাংশ ভারসাম্য সিলিকনকে দায়ী করতে পারে।

পারমাণবিক সংখ্যা 14 দিয়ে উপাদান স্বাভাবিকভাবেই সিলিক্কা, ফ্লেডস্পার এবং মাইিকা সহ সিলিকেটের খনিজগুলির মধ্যে ঘটে, যা সাধারণ শিলাগুলির প্রধান উপাদান যেমন কোয়ার্টজ এবং বেলেপাথর।

একটি আধা ধাতু (বা metalloid ), সিলিকন ধাতব এবং অ ধাতু উভয় কিছু বৈশিষ্ট্য possesses।

জল মত - কিন্তু অধিকাংশ ধাতু অসদৃশ - তার তরল রাষ্ট্র সিলিকন চুক্তি এবং এটি solidified হিসাবে প্রসারিত। এটি তুলনামূলকভাবে উচ্চ গলন এবং উঁচুমানের পয়েন্ট আছে, এবং যখন একটি হীরা কৌণিক স্ফটিক গঠন রূপান্তরিত আকার।

একটি অর্ধপরিবাহী হিসেবে সিলিকনের ভূমিকায় এবং ইলেকট্রনিক্সের ব্যবহারের জন্য এটির উপাদানটির পারমাণবিক গঠন রয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে চার ভ্যালেন্স ইলেকট্রন যা সিলিকনকে অন্যান্য উপাদানের সাথে বন্ধনকে সহজেই সরিয়ে দেয়।

বিশিষ্টতা:

• পারমাণবিক প্রতীক: সি
• পারমাণবিক সংখ্যা: 14
• এলিমেন্ট বিভাগ: মেটালঅড
• ঘনত্ব: 2.329 গ / cm3
• গলে যাওয়া পয়েন্ট: 2577 ° ফা (1414 ডিগ্রী সি)
• উত্তোলন পয়েন্ট: 5909 ° ফা (3265 ডিগ্রি সেলস)
• মহলের কঠোরতা: 7

ইতিহাস:

সুইডিশ রসায়নবিদ জোনস জ্যাকব বার্জার্লিয়াসকে 18২3 সালে প্রথম বিচ্ছিন্ন সিলিকন দিয়ে কৃতিত্ব দেওয়া হয়। বরফেরিয়াস এটিকে পটাসিয়াম ফ্লোরোসিলিকেটের সাথে একটি মৃত্তিকাতে ধাতব পটাসিয়াম (যা এক দশকের আগেই বিচ্ছিন্ন ছিল) দ্বারা গরম করে এটি সম্পন্ন করে।

ফলাফল ছিল অ্যামেরফাস সিলিকন।

ক্রিস্টালিন সিলিকন নির্মাণ, তবে, আরো সময় প্রয়োজন। ক্রিস্টালিন সিলিকনের একটি ইলেক্ট্রোলাইটিক নমুনা অন্য তিন দশকের জন্য তৈরি করা হবে না।

সিলিকন এর প্রথম বাণিজ্যিক ব্যবহার ferrosilicon আকারে ছিল।

হেনরি বেসেমারের 19 শতকের মাঝামাঝি সময়ে স্টিল তৈরির শিল্পের আধুনিকায়নের পর স্টিলের ধাতুবিদ্যা এবং ইস্পাত তৈরি কৌশলগুলির মধ্যে উদ্দীপ্ত ছিল।

1880-এর দশকের প্রথম দিকে ফিরোসিলিকনের প্রথম শিল্প উৎপাদনের সময়, শূকর লোহা ও ডোক্সিডাইজিং ইস্পাতের নমনীয়তা বৃদ্ধিতে সিলিকনের গুরুত্ব ব্যাপকভাবে বোঝা যায়।

চিনিকলের সাথে সিলিকন-ধারণকারী অরেস দ্বারা ফিরোসিলিকন এর প্রথম উত্পাদনটি বোমা চুল্লি দিয়ে তৈরি করা হয়, যার ফলে চিলি পিগ লোহা, 20 শতাংশ সিলিকন সামগ্রী পর্যন্ত একটি ফিরোসিলিকন।

বিংশ শতাব্দীর শুরুতে বৈদ্যুতিক চাপ ভাস্কর্যের উন্নয়নের ফলে কেবল ইস্পাত উৎপাদনই বেশি নয়, তবে অধিকতর ফিরোসিলিকন উৎপাদন।

1903 সালে, একটি গ্রুপ ferroalloy (Compagnie জেনারেট ডি 'Electrochimie) তৈরীর মধ্যে জার্মান, ফ্রান্স ও অস্ট্রিয়া অপারেশন শুরু এবং 1907 সালে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের প্রথম বাণিজ্যিক সিলিকন উদ্ভিদ প্রতিষ্ঠিত হয়।

19 শতকের শেষের পূর্বেই সেলাইকাকিং বাণিজ্যিকভাবে সিলিকন যৌগের জন্য আবেদন ছিল না।

1890 সালে কৃত্রিম হীরা তৈরি করার জন্য, এডওয়ার্ড গুডিচ এচসন চূর্ণ কোক সঙ্গে অ্যালুমিনিয়াম সিলিকেট উত্তপ্ত এবং আনুষ্ঠানিকভাবে সিলিকন কারবাইড (SiC) উত্পাদিত।

তিন বছর পরে এচেসন তার উৎপাদনের পদ্ধতিটি পেটেন্ট করেন এবং ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম পণ্যগুলি তৈরি ও বিক্রি করার উদ্দেশ্যে কারবর্ন্দাম কোম্পানী (কারবর্ণ্ডামটি সেই সময়ে সিলিকন কারবাইডের সাধারণ নাম) প্রতিষ্ঠা করেন।

বিংশ শতাব্দীর প্রথম দিকে, সিলিকন কারবাইড এর পরিবাহী বৈশিষ্ট্য উপলব্ধি করা হয়েছে, এবং যৌগটি প্রথম জাহাজের রেডিওতে ডিটেক্টর হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছিল। 1906 সালে জিওবি পিকার্ডকে সিলিকন স্ফটিক ডিটেক্টরগুলির জন্য একটি পেটেন্ট দেওয়া হয়েছিল।

1907 সালে, প্রথম লাইট ইমিটিং ডায়োড (LED) একটি সিলিকন কারবাইড স্ফটিক ভোল্টেজ প্রয়োগ করে তৈরি করা হয়েছিল।

সিলিকন এবং সিলিকোনস সহ নতুন রাসায়নিক দ্রব্যগুলির উন্নয়নের সাথে 1 9 30 এর সিলিকন ব্যবহারের মাধ্যমে বেড়ে যায়।

গত শতাব্দীর ইলেকট্রনিক্সের বৃদ্ধি এছাড়াও সিলিকন এবং এর অনন্য বৈশিষ্ট্যের সাথে যুক্তভাবে যুক্ত করা হয়েছে।

প্রথম ট্রানজিস্টর তৈরির সময় - আধুনিক মাইক্রোচিপের অগ্রদূত - 1940-এর দশকে জার্মেনিয়ামের উপর নির্ভরশীল, এটি সিলিকন এর অতিলৌকিক চাচাতোকে আরো টেকসই সারণি অর্ধপরিবাহী উপাদান হিসাবে সরবরাহ করার অনেক আগে ছিল না।

বেল ল্যাব এবং টেক্সাস ইন্সট্রুমেন্টস 1954 সালে বাণিজ্যিকভাবে সিলিকন-ভিত্তিক ট্রানজিস্টর উৎপাদন শুরু করেছিল।

প্রথম সিলিকন ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটগুলি 1960-এর দশকে তৈরি করা হয়েছিল এবং 1970-এর দশকে সিলিকন-প্রক্রিয়াকরণগুলি উন্নত করা হয়েছিল।

সিলিকন-ভিত্তিক সেমিকন্ডাক্টর প্রযুক্তি আধুনিক ইলেকট্রনিক্স এবং কম্পিউটিং এর ব্যাকলন তৈরি করে, এটি সিলিকন ভ্যালি হিসাবে এই শিল্পের জন্য কার্যকলাপের হাব উল্লেখ করে কোন অবাক হওয়া উচিত নয়।

(সিলিকন ভ্যালি এবং মাইক্রোচিপ প্রযুক্তির ইতিহাস এবং উন্নয়নের বিস্তারিত বিবরণ জানানোর জন্য, আমি অত্যন্ত সিলিকন ভ্যালির অন্তর্গত আমেরিকান অভিজ্ঞতা ডকুমেন্টারি সুপারিশ)।

প্রথম ট্রানজিস্টরকে উন্মোচন করার কিছুদিন পর, বেল ল্যাবস 'সিলিকনের সাথে কাজ করে 1954 সালে দ্বিতীয় প্রধান আবিষ্কারের জন্ম দেয়: প্রথম সিলিকন ফোটোভোলটাইক (সৌর) কোষ।

এর আগে, সূর্য থেকে শক্তি উৎপাদনের জন্য পৃথিবীর শক্তি উৎপাদনের ধারণাটি বেশিরভাগ ক্ষেত্রেই অসম্ভব মনে হয়। কিন্তু মাত্র চার বছর পর, 1958 সালে, সিলিকন সৌর কোষ দ্বারা পরিচালিত প্রথম উপগ্রহ পৃথিবীর কক্ষপথে ছিল।

1970 এর দশক পর্যন্ত, সৌর প্রযুক্তির জন্য বাণিজ্যিক অ্যাপ্লিকেশন স্থলজগতের অ্যাপ্লিকেশানগুলিতে পরিণত হয়েছিল যেমন অফশোর তেল-রিগস এবং রেলপথের ক্রসিংয়ের আলো জ্বালানো।

গত দুই দশক ধরে, সৌর শক্তির ব্যবহার ব্যাপকভাবে বেড়েছে। আজ সলিকন-ভিত্তিক ফোটোভোলটাইক প্রযুক্তি বিশ্বব্যাপী সৌর শক্তির বাজারের প্রায় 90 শতাংশের জন্য হিসাব করে।

উৎপাদন

সিলিকনটির সংখ্যাগরিষ্ঠতা প্রতি বছর পরিমার্জিত - প্রায় 80 শতাংশ - লোহা ও ইস্পাত তৈরিতে ব্যবহারের জন্য ফিরোসিলিকন হিসাবে উত্পাদিত হয়। গর্ত ইত্যাদি বোজানো প্রয়োজনীয়তা অনুযায়ী Ferrosilicon 15 এবং 90 শতাংশ সিলিকন মধ্যে কোথাও থাকতে পারে।

লোহা এবং সিলিকন এর খাদ একটি স্ফীত বৈদ্যুতিক চাপ চুল্লি হ্রাস মাধ্যমে গ্রীষ্মমন্ডল ব্যবহার করে উত্পাদিত হয়। সিলিকা সমৃদ্ধ আকরিক এবং একটি কার্বন উৎস যেমন ককিং কয়লা (ধাতব কয়লা) স্ক্র্যাপ লোহা সহ ভাস্কর্যের মধ্যে চূর্ণ এবং লোড হয়

1900 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড (3450 ডিগ্রি ফারেনহাইট) তাপমাত্রায়, কার্বন অক্সিজেনের সাথে প্রতিক্রিয়া করে কার্বন মনোক্সাইড গ্যাস তৈরি করে। বাকি লোহা ও সিলিকন, তারপর, গলিত Ferrosilicon, যা চুল্লি বেস আলতো চাপ দ্বারা সংগ্রহ করা যেতে পারে।

একবার ঠাণ্ডা এবং শক্ত হয়ে গেলে, ফিরোসিলিকনটি লোড এবং ইস্পাত উৎপাদন সরাসরি ব্যবহার করা যায় এবং সরাসরি ব্যবহার করা যায়।

লোহা অন্তর্ভুক্ত ছাড়াও একই পদ্ধতি, ধাতু 99% বিশুদ্ধ থেকে বেশী যে ধাতব গ্রেড সিলিকন উত্পাদন ব্যবহৃত হয়। ধাতব সিলিকনটি ইস্পাত স্ফুলিঙ্গেও ব্যবহার করা হয়, সেইসাথে অ্যালুমিনিয়ামের অ্যালুমিনিয়াম এবং সিলান রাসায়নিক পদার্থের উত্পাদন।

ধাতব সিলিকন অ্যালুমিনিয়াম মধ্যে লোহা, অ্যালুমিনিয়াম , এবং ক্যালসিয়াম অপবিত্রতা মাত্রা দ্বারা শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, 553 সিলিকন ধাতু প্রতিটি লোহা এবং অ্যালুমিনিয়াম 0.5 শতাংশ থেকে কম, এবং 0.3 শতাংশ ক্যালসিয়াম কম।

প্রায় 8 মিলিয়ন মেট্রিক টন FERROSSILICON প্রতিবছর বিশ্বব্যাপী উত্পাদিত হয়, চীন এই মোট প্রায় 70 শতাংশ জন্য অ্যাকাউন্টিং। বড় প্রযোজক এড়োস মেটালচারী গ্রুপ, নিংজিয়া রঙ্গসিং ফেনারোলয়, গ্রুপ ওএম সামগ্রী এবং এলকেম।

একটি অতিরিক্ত 2.6 মিলিয়ন মেট্রিক টন ধাতুবিশেষ সিলিকন - বা মোট বিশুদ্ধ সিলিকন ধাতু 20 শতাংশ - বার্ষিক উত্পাদিত হয়। চীন আবার, এই আউটপুট এর প্রায় 80 শতাংশ জন্য অ্যাকাউন্ট।

অনেকের কাছে অবাক হওয়ার কিছু নেই যে সিলিকনের সোলার এবং ইলেকট্রনিক গ্রেড সমস্ত সিলিকন উৎপাদনের একটি ছোট পরিমাণ (কম দুই শতাংশ) জন্য অ্যাকাউন্ট।

সোলার-গ্রেড সিলিকন মেটাল (পলিসিলিকন) তে আপগ্রেড করার জন্য, বিশুদ্ধতা 99.9999% (6 এন) বিশুদ্ধ সিলিকন এর উপরে বৃদ্ধি করতে হবে। এই তিনটি পদ্ধতি এক মাধ্যমে কাজ করা হয়, সবচেয়ে সাধারণ সিমেন্স প্রক্রিয়া হচ্ছে হচ্ছে।

সিমেন্স পদ্ধতিতে ট্র্যাফিকোলোসিলেন নামে পরিচিত একটি ভাসমান গ্যাসের রাসায়নিক বাষ্প সংমিশ্রণ রয়েছে। 1150 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড (210২ ডিগ্রী ফারেনহাইট) ট্রাইক্লোরোসিলেনটি একটি উচ্চতর বিশুদ্ধতাবিশিষ্ট সিলিকন বীজের উপর প্রবাহিত হয় যা একটি ছাদ শেষ হয়। যেহেতু এটি অতিক্রম করে, গ্যাস থেকে উচ্চ বিশুদ্ধতা সিলিকন বীজ সম্মুখের মধ্যে জমা হয়।

ফ্লুইড বেড রিএ্যাকর (এফবিআর) এবং আপগ্রেড মেটাল্লগিক গ্রেড (ইউএমজি) সিলিকন প্রযুক্তিটি ফোটোভোলটাইক শিল্পের জন্য উপযোগী পোলিওলিকনকে উন্নত করার জন্য ব্যবহার করা হয়।

২013 সালে ২3 লাখ মেট্রিক টন পলিসিলিকন উৎপাদিত হয়। লিডিয়াল প্রযোজকগণ জি সি এল পলি, ওয়্যাকার-চেমি এবং ওসিআই অন্তর্ভুক্ত।

অবশেষে, সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের জন্য ইলেকট্রনিক্স গ্রেড সিলিকন উপযুক্ত এবং কিছু ফোটোভোলটাইক প্রযুক্তি, পলিসিলিকনকে ক্চোরালস্কি প্রসেসের মাধ্যমে একটি অতি বিশুদ্ধ নন-ক্রিস্টাল সিলিকন রূপান্তরিত করতে হবে।

এটি করার জন্য, পলিসিলিকন একটি নৈসর্গ বায়ুমন্ডলে 14২5 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড (২597 ডিগ্রী ফারেনহাইট) এ ক্রসবিলে গলে যায়। বীজ স্ফটিক মাউন্ট করা একটি ছাতা তারপর গলিত ধাতু মধ্যে ডুবা এবং ধীরে ধীরে ঘূর্ণিত এবং সরানো, সিলিকন বীজ উপাদান উপর হত্তয়া জন্য সময় প্রদান।

ফলস্বরূপ উৎপাদিত পণ্যের একক স্ফটিক সিলিকন ধাতু একটি ছড়ি (বা বুল) যা 99.999999999 (11N) শতাংশ বিশুদ্ধ বিশিষ্ট হতে পারে। প্রয়োজন অনুযায়ী কোয়ান্টাম মেকানিক্যাল বৈশিষ্ট্যাবলীগুলিকে জোরদার করার জন্য এই ছড়িটি বোরন বা ফসফোরস দিয়ে ডোড করা যায়।

Monocrystal ছড় হিসাবে ক্লায়েন্ট যাও প্রেরণ করা যাবে, বা নির্দিষ্ট ব্যবহারকারীদের জন্য wafers এবং পালিশ বা textured মধ্যে কাটা।

অ্যাপ্লিকেশন:

প্রায় 10 মিলিয়ন মেট্রিক টন Ferrosilicon এবং সিলিকন ধাতু প্রতি বছর পরিশ্রুত হয়, যদিও বাণিজ্যিকভাবে ব্যবহৃত সিলিকন অধিকাংশ সিলিকন খনিজ আকারে, যা সিমেন্ট, mortars, এবং সিরামিক, কাঁচ এবং থেকে সবকিছু উত্পাদন ব্যবহৃত হয় পলিমার।

উল্লেখ্য, Ferrosilicon হল ধাতব সিলিকনের সবচেয়ে সাধারণ ব্যবহৃত ফর্ম। কার্বন এবং স্টেইনলেস স্টীলের উৎপাদন প্রায় 150 বছর আগে, ফিরোসিলিকন একটি গুরুত্বপূর্ণ ডোয়েসিজাইজিং এজেন্ট হিসেবে রয়ে গেছে। আজ, ইস্পাত গর্ত ferrosilicon বৃহত্তম ভোক্তা অবশেষ।

ফিলোসিলিকন ইস্পাত তৈরির বাইরে অনেকগুলি ব্যবহার করেছেন, যদিও। এটা ম্যাগনেসিয়াম Ferrosilicon উত্পাদন একটি প্রি-খাদ, একটি নুডুলাইজার নমনীয় লোহা উত্পাদন ব্যবহৃত, পাশাপাশি উচ্চ বিশুদ্ধতা ম্যাগনেসিয়াম সংশোধন করার জন্য Pidgeon প্রক্রিয়ার সময়।

Ferrosilicon তাপ এবং জারা প্রতিরোধী লৌহঘটিত সিলিকন alloys পাশাপাশি সিলিকন ইস্পাত, যা বৈদ্যুতিক মোটর এবং ট্রান্সফরমার কোর উত্পাদন ব্যবহৃত হয় ব্যবহার করা যেতে পারে।

অ্যালুমিনিয়াম কাস্টিং মধ্যে ধাতু তৈরীর একটি ইস্পাত তৈরি হিসাবে ভাল সিলিকন এবং ব্যবহার করা যেতে পারে। অ্যালুমিনিয়াম-সিলিকন (আল-সি) গাড়ির অংশ লাইটওয়েট এবং বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়াম থেকে নিঃসৃত উপাদানগুলির চেয়ে শক্তিশালী। যেমন ইঞ্জিন ব্লক এবং টায়রা Rims হিসাবে মোটরগাড়ি অংশ সবচেয়ে সাধারণ অ্যালুমিনিয়াম সিলিকন অংশ নিক্ষেপ।

সব ধাতব পদার্থের প্রায় অর্ধেকই রাসায়নিক শিল্পের দ্বারা fumed সিলিকা (একটি পুরু এজেন্ট এবং desiccant), silanes (একটি জোড়া দেওয়া এজেন্ট) এবং সিলিকন (sealants, adhesives, এবং লুব্রিকেন্ট) ব্যবহার করা হয়।

ফোটোভোলটাইক গ্রেড পলিসিলিকন মূলত পলিসিলিকন সৌর কোষ তৈরিতে ব্যবহার করা হয়। এক মেগাওয়াট সৌর মডিউল তৈরি করতে পলিসিলিকনের প্রায় পাঁচ টন প্রয়োজন।

বর্তমানে, পলিসিলিকন সোলার প্রযুক্তি বিশ্বের অর্ধেকের বেশি সৌর শক্তি উৎপাদিত হয়, যখন মোনোসিলিকন প্রযুক্তি প্রায় 35 শতাংশ অবদান রাখে। সামগ্রিকভাবে, মানুষের দ্বারা ব্যবহৃত 90 শতাংশ সৌর শক্তি সিলিকন-ভিত্তিক প্রযুক্তি দ্বারা সংগ্রহ করা হয়।

Monocrystal সিলিকন এছাড়াও একটি সমালোচনামূলক অর্ধপরিবাহী উপাদান আধুনিক ইলেকট্রনিক্স পাওয়া যায়। ক্ষেত্রের প্রভাব ট্রানজিস্টর (FET), এলইএস এবং ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট উৎপাদনে ব্যবহৃত একটি স্তরীয় উপাদান হিসেবে সিলিকনটি কার্যত সমস্ত কম্পিউটার, মোবাইল ফোন, ট্যাবলেট, টেলিভিশন, রেডিও এবং অন্যান্য আধুনিক যোগাযোগ ডিভাইসগুলিতে পাওয়া যাবে।

এটি অনুমান করা হয় যে সমস্ত ইলেকট্রনিক ডিভাইসের এক-তৃতীয়াংশের বেশি সিলিকন ভিত্তিক সেমিকন্ডাক্টর প্রযুক্তি রয়েছে।

অবশেষে, কঠিন মিশ্র সিলিকন কারবাইডটি বিভিন্ন ধরণের ইলেক্ট্রনিক এবং অ-ইলেকট্রনিক অ্যাপ্লিকেশনের মধ্যে ব্যবহার করা হয় যা সিন্থেটিক জুয়েলারী, উচ্চ তাপমাত্রা অর্ধপরিবাহী, হার্ড সিরামিক, কাটন সরঞ্জাম, ব্রেক ডিস্ক, আব্রভাইসিস, বুলেটপ্রুফ ন্যস্ত এবং গরম করার উপাদান।

সূত্র:

ইস্পাত অলংকরণ এবং Ferroalloy উত্পাদনের সংক্ষিপ্ত ইতিহাস।
URL: http://www.urm-company.com/images/docs/steel-alloying-history.pdf
হোল্ল্পা, লৌরি এবং সিপপো লোহেনকিলপি।

ইস্পাত তৈরিতে Ferroalloys ভূমিকা। জুন 9-13, ২013. ত্রয়োদশ আন্তর্জাতিক আন্তর্জাতিক ফেডারেল কংগ্রেস URL: http://www.pyrometallurgy.co.za/InfaconXIII/1083- হোল্পা পিডিএফ

Google+ এ টিনার অনুসরণ করুন