Er silicium et metal eller ikke-metal? Metalloid forklaret
Læg en besked
Er silicium et metal eller et ikke-metal?
Silicium (Si) er hverken et ægte metal eller et ikke-metal. Det tilhører gruppen af grundstoffer kaldet metalloider (halvmetaller), som sidder mellem metaller og ikke-metaller i det periodiske system og deler karakteristika for begge.
1. Hvorfor silicium er en metalloid
Udseende:silicium har en metallisk grå glans som et metal.
Ledningsevne:silicium er en halvleder. Dens elektriske ledningsevne er langt lavere end typiske metallers (f.eks. kobber, jern), og i modsætning til metaller stiger dens ledningsevne, når temperaturen stiger (metaller leder dårligere, når de opvarmes).
Kemi:silicium danner kovalente bindinger og forbindelser, der ligner kulstof (dens diagonale nabo), og opfører sig kemisk mere som et ikke-metal; det reagerer med oxygen og danner SiO2 (silica).
Mekanisk adfærd:ved stuetemperatur er silicium hårdt og skørt i modsætning til duktile metaller.
2. Industriel betydning
Denne mellemliggende natur er præcis, hvad der gør silicium værdifuldt: dets halvledende adfærd er grundlaget for elektronikindustrien (chips, transistorer, solceller), mens dets kemiske affinitet for oxygen gør det til det mest udbredte deoxideringsmiddel i stålfremstilling og et væsentligt element i aluminiumslegeringer og silikoner. Metallurgisk-silicium (metalsilicium) er udgangsmaterialet for alle disse værdikæder.
3. Industrielle siliciumkvaliteter (typisk)
Metalsiliciumkvaliteter er angivet med tre cifre: Fe-, Al- og Ca-indhold i procent (f.eks. betyder 441 Fe mindre end eller lig med 0,4%, Al Mindre end eller lig med 0,4%, Ca Mindre end eller lig med 0,1%). P angives som en yderligere urenhedsgrænse.
| Grad | Si indhold (%) | Fe | Al | Ca | P, max |
|---|---|---|---|---|---|
| 1101 | 99.79 | 0.1 | 0.1 | 0.01 | Mindre end eller lig med 0,004 % |
| 2202 | 99.58 | 0.2 | 0.2 | 0.02 | Mindre end eller lig med 0,004 % |
| 3303 | 99.37 | 0.3 | 0.3 | 0.03 | Mindre end eller lig med 0,005 % |
| 1501 | 99.69 | 0.15 | 0.15 | 0.01 | Mindre end eller lig med 0,004 % |
| 1502 | 99.68 | 0.15 | 0.15 | 0.02 | Mindre end eller lig med 0,004 % |
| 2502 | 99.48 | 0.25 | 0.25 | 0.02 | Mindre end eller lig med 0,004 % |
| 411 | 99.4 | 0.4 | 0.1 | 0.1 | Mindre end eller lig med 0,005 % |
| 421 | 99.3 | 0.4 | 0.2 | 0.1 | - |
| 441 | 99.1 | 0.4 | 0.4 | 0.1 | - |
| 551 | 98.9 | 0.5 | 0.5 | 0.1 | - |
| 553 | 98.7 | 0.5 | 0.5 | 0.3 | - |
| Ikke-karakter | 96 | 2 | 1 | 1 | - |
Typiske anvendelser efter kvalitet: høje kvaliteter (1101, 2202) til brug i kemiske-kvaliteter, såsom silikoner; 441/553 til aluminiumslegeringer og stålfremstilling; off-klasse for prisfølsomme-metallurgiske anvendelser.
Ofte stillede spørgsmål
Er silicium et metal eller et ikke-metal?Silicium (Si) er hverken et ægte metal eller et ikke-metal. Det tilhører gruppen af grundstoffer kaldet metalloider (halvmetaller), som sidder mellem metaller og ikke-metaller i det periodiske system og deler karakteristika for begge.
Hvorfor klassificeres silicium som et metalloid?Silicium viser en metallisk grå glans som et metal, men dets elektriske ledningsevne er langt lavere end typiske metaller som kobber og jern, og i modsætning til metaller leder det bedre, når temperaturen stiger. Kemisk danner det kovalente forbindelser, der ligner kulstof og reagerer med oxygen for at danne SiO2, mens det mekanisk er hårdt og skørt ved stuetemperatur i stedet for duktilt. Denne kombination af metal-lignende og ikke-metallignende-adfærd definerer en metalloid.
Hvorfor har siliciums mellemkarakter betydning industrielt?Dens halvledende adfærd er grundlaget for elektronikindustrien, herunder chips, transistorer og solceller, mens dens kemiske affinitet til oxygen gør den til den mest udbredte deoxidator i stålfremstilling og et væsentligt element i aluminiumslegeringer og silikoner. Metallurgisk-silicium (metalsilicium) er udgangsmaterialet for alle disse værdikæder.
Hvordan læses industrisiliciumkvalitetsnumre som 441?De tre cifre giver det maksimale jern-, aluminium- og calciumindhold i procent, så 441 betyder Fe ikke mere end 0,4%, Al ikke mere end 0,4% og Ca ikke mere end 0,1%. Fosfor er rapporteret som en yderligere urenhedsgrænse, hvor det er angivet.
Hvilke karakterer bruges til hvilke applikationer?Høje kvaliteter såsom 1101 og 2202 (99,79 % og 99,58 % Si i den typiske tabel) bruges til kemiske-kvalitetsformål, såsom silikoner, mens 441 og 553 tjener aluminiumslegeringer og stålfremstilling. Det dårlige-materiale med ca. 96 % Si er valgt til{10}omkostningsfølsomme metallurgiske anvendelser.
Hvilket siliciumindholdsinterval dækker den typiske kvalitetstabel?Tabellen spænder fra grad 1101 ved 99,79 % Si ned til grad 553 ved 98,7 % Si, med den dårlige-grad anført til 96 %. Inden for intervallet falder Si-indholdet, når de tilladte jern-, aluminium- og calciumgrænser stiger, hvorfor lavere-nummererede kvaliteter kræver en renere analyse.
