シリコンは本当に遍在していますが、自然界の自由な要素としてはほとんど見られません。 代わりに、それは主に二酸化ケイ素、より一般的には砂または石英として知られている、またはケイ酸塩鉱物中で、一般に粘土または岩石の形態で見 1787年にアントワーヌ-ラヴォアジエによって、珪砂が以前は知られていなかった元素の酸化物である可能性が高いことが最初に提案された。 1808年、Humphry Davy卿は、この仮説的な要素を「silicium」と命名し、石を意味するラテン語のsilexと、しばしば金属元素に与えられる伝統的な-iumの終わりを組み合わせました。 1817年、-onの終わりが非金属元素のホウ素と炭素との密接な関係を示唆したため、シリコンに名前が変更されましたが、スウェーデンの化学者Jons Jacob Berzeliusが最終的に純粋なアモルファスシリコンを調製することに成功し、最初に元素を”発見”したことでクレジットされたのは1823年までではありませんでした。

商業的に使用されるシリコンの大部分は、それが自然に発生する材料から分離されることはなく、使用前にかなり最小限に処理されることが多 ケイ酸塩の粘土が磁器のようなそして建築材料として使用される陶磁器の煉瓦およびセメントの作成のwhitewareの製陶術を作り出すのに使用されてい 花崗岩などのケイ酸塩含有岩石は構造的および装飾的用途に直接使用され、砂利およびセメントと混合されたシリカ砂はコンクリートを生成する。 砂はまた、プラスチック、ゴム、および塗料の研磨剤および充填剤として広く使用されている。 さらに、珪藻土、珪藻の化石化された残骸から成っている無水ケイ酸の石の形態に吸収剤、ろ過媒体、穏やかな研摩剤および自然な殺虫剤として多くの直

より洗練されたシリコン製品は、商業的なシリコン使用量のはるかに小さい部分を占めていますが、それにもかかわらず、経済的に非常に重要 共通の無水ケイ酸の砂は企業の重要な役割を担うさまざまな純度のいろいろ精製された無水ケイ酸プロダクト、他のケイ素の混合物、ケイ素containing有 次の段落では、シリコン最終用途の主要なカテゴリの概要を示しますが、網羅的なリストを構成するものではありません。合金中のシリコン

シリコンは、一般的に合金元素として使用されています。 無水ケイ酸の砂はケイ素含んでいる鋼鉄で使用することができるフェロシリコンを作り出すために鉄の前でカーボンと減ります。 溶解した鉄では、ある特定の鋼鉄等級に必要な狭い限界内の維持の炭素分のケイ素の援助。 電気鋼のように、より多くの量で使用されるシリコンは、材料の抵抗率および強磁性特性に有利に影響する。

非鉄合金に使用するために、冶金グレードのシリコンは、電気アーク炉内で高純度シリカと炭素を反応させることによって製造される。 最も一般的な非鉄ケイ素合金は、アルミニウム-ケイ素合金である。 アルミニウムおよびケイ素の適切な割合はそれに鋳造の適用のための理想をする怯固の間に少しだけ熱収縮を表わす材料を作り出します。 冶金等級のケイ素はまた専門にされた適用のために設計されているいくつかの他の合金でマイナーな合金になる代理店として使用されます。

高強度セラミックス

最初に合成的に生産され、窒化ケイ素は炭化ケイ素と同じくらい長い間科学に知られていましたが、それにもかかわ 耐火材料としての窒化ケイ素の可能性は1950年代に最初に認識され、実際には炭化ケイ素セラミックスのバインダーとして使用されるようになり、今日ではある程度まで使用されている。 しかし、純粋な窒化ケイ素セラミックスは製造が非常に困難であり、初期の製造方法は理想的ではないか信頼性の低い機械的特性を有する材料をもたらしたか、または製造可能な部品の種類を厳しく制限する製造方法を使用した。 今日では、焼結窒化ケイ素セラミック部品は、優れた機械的特性を有する製造することができるが、これは、この材料の高コストに貢献し、両方の非常に純粋な窒化ケイ素ナノ粉末と正確に制御された製造条件を必要とします。 これらの材料は耐衝撃性に優れ、小型エンジン部品に使用されるようになった。 さらに、窒化ケイ素が腐食性の環境、高い実用温度および低い潤滑をすべてよく行い、代わりよりより少しを重量を量る間容認できる玉軸受を作

サイアロン、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、時には希土類酸化物で製造されたセラミックスは、焼結窒化ケイ素セラミックスの製造の困難に応 サイアロンには多くのバリエーションが存在し、出発組成や製造技術のバリエーションは、結晶構造の違いに起因する非常に異なる特性を持つ材料を生成することができるためである。 これらの変化のいくつかはまたより容易な工程の加えられた利点を提供している間窒化ケイ素の好ましい特性の多数を保ちます。 特定の化学環境での電気伝導性または損傷に対する耐性などの追加の特性を提供するために、他の変形が処方される。 現在、サイアロンは、主に極端な条件にさらされる切削工具や産業機械部品に使用されています。

炭化ケイ素の半導体特性は、材料が無線検出器と最初のLedに使用されていた二十世紀初頭から知られています。 しかし、これらおよび他のいくつかの用途は、半導体デバイスの非常に初期の頃に開発され、これらの用途に適した特性を有する代替材料が開発され、主にその歴史的な機能から炭化ケイ素を置き換えている。 半導体として炭化ケイ素を開発する研究はそれ以来高温および強い電界で行う機能を含んでいる強さの開発に明示的に焦点を合わせました。 これらの特性は、理論的には、従来のシリコンベースの技術で可能であるよりもはるかに小さく、より速く、よりエネルギー効率が高く、より耐熱性の高い電子 当初、欠陥のない炭化ケイ素結晶の製造が困難であったため、洗練された炭化ケイ素エレクトロニクスの開発が妨げられていましたが、機能性の炭化ケイ素ダイオードやトランジスタが市販されており、これらの技術の開発が進行中です。

化学蒸着を用いて薄層で製造することができるアモルファス窒化ケイ素は、集積回路製造において重要な材料であり、構造的には電気絶縁体や保護不動態化層として、または加工プロセスにおけるエッチングマスクとして使用される。 さらに、ドープされた窒化ケイ素は、Ledなどのデバイスの半導体として使用するために研究されており、窒化ケイ素とサイアロンの両方をドープして蛍光体を生成することができる。

シリカガラス

一般的な使用法では、ガラスはソーダ石灰ガラス、炭酸ナトリウム、石灰、ドルマイト、および酸化アルミニウムと一緒に石英砂 これは、窓ガラスや飲料容器に一般的に使用されるガラスです。 一般的にガラスとして知られている他のほとんどの製品は、シリカ系であるが、特定の用途に有利な特性を生成することを意図した組成が異なる。 例えば、しばしばPyrexという名前で販売されているホウケイ酸ガラスは、酸化ホウ素を含み、熱衝撃に耐える優れた能力で注目に値し、実験室用ガラス製品、家庭用調理器具、光学部品に使用されています。 アルミノケイ酸ガラス、別の共通の変化は複合材料のガラス繊維と高速車の風防ガラスに使用される粉砕抵抗力があるガラスで、携帯電話のような可あるいは、ガラスは、他の化合物を添加しない純粋な二酸化ケイ素から製造することができる。

または、ガラスは、他の化合物を添加しないで、純粋な二 得られた材料は石英ガラスとして知られており、ソーダライムガラスと比較してより強く、より良好な光学特性を有し、より良好な熱衝撃に抵抗する。 それはまた、はるかに高い温度で融解する。 この特性は、しばしば望ましいが、他のタイプのガラスよりも製造するのにかなりコストがかかる。 そのため、高品質レンズや光ファイバなどの精密光学部品、フォトリソグラフィーマスク、高温実験室や工業プロセスで使用される耐火材料の製造など、これらの改良を必要とする用途に主に使用されています。

合成石英

石英は、時計やデジタルデバイスの時間をマークし、無線周波数デバイスの周波数を標準化するために使用される水晶発振器に使 この使用のための水晶は水晶特性の精密工学を可能にするので、無水ケイ酸の砂から一般に総合的に作り出されます。シリコーンは、一般的に炭化水素側の基に接続されたシリコン-酸素骨格からなる混合有機-無機ポリマーです。

シリコーンは、炭化水素側の基に接続され 存在する炭化水素基、シリコン-酸素鎖長、架橋度を変化させると、シリコーン油潤滑剤から硬質シリコーン樹脂まで、幅広い材料を生成することができますが、すべてが低い熱伝導率、化学反応性、毒性を示す傾向があります。 可能な一貫性と製造の容易さ、ならびにそれらのポリマー構造の広い範囲は、炭化水素ベースのプラスチックとの比較を促し、家庭用デバイスでは材料 しかしながら、シリコーン製品の低毒性および高い熱安定性は、調理器具および医療機器におけるより広い範囲の使用を可能にする。 シリコーンは電気および断熱材、接着剤、密封剤、産業潤滑油、ドライクリーニングの溶媒およびパーソナルケアプロダクトのためにその上に使用されます。

エレクトロニクスおよび太陽光発電における超高純度シリコン

半導体デバイスに使用されるウェーハシリコンは、要素の商業的使用のごく一部を占めているにもかかわらず、この単一のアプリケーションは、現代の生活への影響が深遠であるため、シリコンの公共の概念に最も密接に結びついている。 最初の集積回路（ゲルマニウム）も最初の太陽電池（セレン）もシリコンを含んでいませんでしたが、両方の産業の歴史のほとんどのために、高純度のシリ

集積回路アプリケーションでは、小さな結晶欠陥でも小さな回路パスに干渉し、単結晶シリコンの使用が必要です。 この材料は、慎重に制御された環境で溶融高純度シリコンから単一の巨大な結晶の遅い成長を必要とするCzochralski結晶成長プロセスを使用して製造され 集積回路は、最高効率のシリコン太陽電池と同様に、これらの結晶から切断された薄いウェーハを使用して構築されています。 他の半導体デバイスは、一般的に単結晶シリコンを必要としないが、依然として材料の電気的特性を制御するために高純度を必要とする。 高純度の無定形か多結晶性ケイ素はほとんどのケイ素の光電池および他のある大きい区域の半導体デバイスにあります。

合成シリカ製品

沈殿シリカ、コロイダルシリカ、シリカゲル、ヒュームドシリカ、およびシリカヒュームを含む合成酸化ケイ素の多くの形態があ 各製品は主に二酸化ケイ素であるが、それぞれが異なる工業プロセスの結果として製造され、それらは粒径が異なる。 一般的に、これらの製品は、軽度の研磨剤、食品、吸収剤、またはプラスチック、ゴム、シリコーン、またはセメントの充填材として使用されますが、最終用途は形

シリカゲルは、消費者に最もよく知られている合成シリカの形態です。 これらの微多孔性の無水ケイ酸のビードは余分な湿気を吸収するためにプロダクトの変化の包装に含まれていた小さいペーパー包みで一般にあります。 同じ吸収特性が猫のトイレでの使用に利用されています。 ケイ酸ゲルはクロマトグラフィーのために静止した段階として化学実験室でまたは、還元剤かキレート剤として共有結合された官能基と変更された