Ist Silikon einfach eine weichere Form von Silikon?
Diese Annahme ist weit verbreitet – schließlich klingen die Namen fast identisch und beide werden in Hightech- und Alltagsprodukten verwendet. Wenn Menschen Küchenutensilien oder Handyhüllen aus Silikon sehen und von Siliziumchips in der Elektronik hören, gehen sie oft davon aus, dass diese Materialien verwandt oder sogar austauschbar sind. Diese Verwirrung ist verständlich.
Tatsächlich handelt es sich bei Silizium und Silikon jedoch um völlig unterschiedliche Materialien. Sie unterscheiden sich nicht nur in Struktur und Zusammensetzung, sondern dienen auch völlig unterschiedlichen Zwecken.
Dieser Artikel hilft Ihnen, den Unterschied zwischen Silikon und Silicon zu verstehen – von der Herstellung bis hin zu ihrer Verwendung. Am Ende haben Sie ein klares Verständnis für beide Materialien und werden sie nie wieder verwechseln.
Was sind Silizium und Silikon?
Silizium und Silikon klingen zwar ähnlich, sind aber sehr unterschiedlich.
Silizium (Si):
Silizium ist ein natürliches chemisches Element mit der Ordnungszahl 14. Es ist nach Sauerstoff das zweithäufigste Element in der Erdkruste. In der Natur kommt Silizium meist in gebundener Form vor, beispielsweise als Siliziumdioxid (wie Quarz und Sand) und in verschiedenen Silikatmineralien. Um reines Silizium zu erhalten, muss es einen komplexen industriellen Reinigungsprozess durchlaufen.
Reines Silizium ist ein Schlüsselmaterial in der Elektronikindustrie. Beispielsweise bestehen die Mikrochips in unseren Computern und Telefonen aus hochreinem monokristallinem Silizium. Seine Halbleitereigenschaften ermöglichen es Ingenieuren, den elektrischen Fluss zu steuern, was es für logische Operationen und die Datenspeicherung nützlich macht.
Silikon:
Silikon ist ein künstlich hergestelltes Polymer. Sein Grundgerüst besteht aus abwechselnd angeordneten Silizium- und Sauerstoffatomen. An den Seiten dieser Kette sind verschiedene organische Gruppen angebracht. Durch Veränderung der Seitengruppen, des Molekulargewichts und der Vernetzung können Hersteller viele verschiedene Silikonarten herstellen. Dazu gehören Flüssigkeiten, Gele und gummiartige Elastomere.
Im Alltag begegnet uns Silikon in vielen Formen. Handyhüllen, Dichtungsringe und medizinische Schläuche sind gängige Beispiele. Für jedes dieser Materialien wird eine andere Silikonart verwendet, die auf spezifische Anforderungen zugeschnitten ist.
Was sind die Unterschiede zwischen Silizium und Silikon?
Aufgrund ihrer ähnlichen Namen sorgen Silizium und Silikon oft für Verwirrung. Viele fragen sich: Sind sie nur im Namen ähnlich? Haben sie die gleichen Eigenschaften? Oder gibt es eine Verbindung zwischen ihnen, die es ermöglicht, das eine in bestimmten Anwendungen durch das andere zu ersetzen?
Um diese Fragen zu beantworten und die wesentlichen Unterschiede zwischen Silizium und Silicium klar zu erklären, haben wir die folgende Vergleichstabelle erstellt. Sie hebt wichtige Aspekte wie die elementare Zusammensetzung, die physikalischen Eigenschaften und die wichtigsten Anwendungen hervor.
Anhand dieser Tabelle lässt sich leicht erkennen, dass sich diese beiden Materialien sowohl in ihrer Struktur als auch in ihrer Leistung stark unterscheiden. Diese Unterschiede erklären, warum jedes von ihnen in der modernen Technologie und im täglichen Leben eine einzigartige und unersetzliche Rolle spielt.
| Eigentum | Silizium | Silikon |
| Chemische Natur | Ein chemisches Element (Ordnungszahl 14) | Ein künstlich hergestelltes Polymer |
| Physischer Zustand | Bei Raumtemperatur ein Feststoff | Kann bei Raumtemperatur flüssig, gelartig oder gummiartig sein |
| Härte und Flexibilität | Hart und spröde; schwer zu biegen | Weich und flexibel (bei Gummitypen); Gele und Flüssigkeiten variieren entsprechend |
| Elektrische Leitfähigkeit | Halbleiter; Leitfähigkeit kann gesteuert werden | Isolator in den meisten Fällen |
| Temperaturbeständigkeit | Sehr hoher Schmelzpunkt (1414 °C) und Siedepunkt (3265 °C) | Stabil über einen weiten Bereich, normalerweise von -60 °C bis 250 °C |
| Chemische Eigenschaften | Relativ stabil bei Raumtemperatur; reaktiv bei hohen Temperaturen | Inert, mit guter Beständigkeit gegen Witterung, Oxidation und Feuchtigkeit |
| Wichtige Anwendungen | Halbleiter (Chips, Transistoren, Solarzellen), Legierungen, Baumaterialien (wie Siliziumdioxid) | Dichten und Kleben, Formenbau, Gesundheitswesen, Konsumgüter, Schmierung, Beschichtungen, Kosmetik |
Wie werden Silizium und Silikon hergestellt?
Um die Unterschiede besser zu verstehen, schauen wir uns an, wie sie hergestellt werden.
Produktionsprozess von Silizium
Silizium wird aus Quarzsand hergestellt.
Der Sand wird mit Kohlenstoff vermischt und in einem Ofen auf etwa 1900 °C erhitzt. Dadurch entsteht metallurgisches Silizium mit einer Reinheit von etwa 98%.
Anschließend wird das Silizium mit chemischen Methoden weiter gereinigt. Gasreaktionen helfen, Verunreinigungen zu entfernen und die Reinheit auf über 99,9999% zu erhöhen.
Anschließend werden mithilfe spezieller Techniken Siliziumkristallstäbe gezüchtet. Diese Stäbe werden in dünne Scheiben geschnitten, die dann in Chips und Solarmodulen verwendet werden.
Herstellungsprozess von Silikon
Silikon wird aus Rohsilizium hergestellt.
Zunächst wird Silizium zu einer Chemikalie namens Silan verarbeitet.
Anschließend reagiert das Silan mit anderen Substanzen und bildet eine weiche Polymerbasis.
Anschließend werden verschiedene Additive beigemischt. Einige verbessern die Härte, andere passen die Flexibilität an. So können Hersteller verschiedene Silikonarten herstellen, beispielsweise Festgummi oder Flüssiggel.
Abschließend wird das Silikon mithilfe von Formen geformt. Es kann gepresst, extrudiert oder im Spritzgussverfahren zu Produkten verarbeitet werden.
Was sind die wichtigsten Anwendungen von Silizium und Silikon?
Anwendungen von Silizium
Silizium ist ein Grundstoff. Sein Hauptwert liegt in seinen Halbleitereigenschaften und der Stabilität seiner Verbindungen.
Es wird häufig in Halbleiterbauelementen wie integrierten Schaltkreisen, Transistoren und Dioden verwendet. Diese Anwendungen basieren auf seiner steuerbaren Leitfähigkeit, hohen Reinheit, stabilen Kristallstruktur und guten Wärmeleitfähigkeit. Aufgrund dieser Eigenschaften sind Siliziumbauelemente kompakt, energieeffizient, zuverlässig und hochintegriert. Sie bilden die Grundlage moderner elektronischer Geräte.
Silizium ist auch für Solarzellen unverzichtbar. Es bietet eine gute photoelektrische Umwandlungseffizienz und Langzeitstabilität. Zudem ist es relativ kostengünstig und witterungsbeständig. Diese Vorteile machen Silizium zu einem Schlüsselmaterial für saubere und erneuerbare Energien. Es eignet sich für den breiten Einsatz in Solarmodulen, die leicht zu warten sind und an vielen Standorten installiert werden können.
Anwendungen von Silikon
Silikon ist bekannt für seine Flexibilität, Hitzebeständigkeit, chemische Stabilität und Biokompatibilität. Diese Eigenschaften ermöglichen den Einsatz in vielen Branchen.
In der Medizin wird es für Katheter, künstliche Organe und kosmetische Implantate verwendet. Es ist sicher für den menschlichen Körper, geschmacks- und geruchsneutral und lässt sich leicht sterilisieren. Seine Weichheit und Elastizität tragen zudem dazu bei, Beschwerden und Abstoßungsreaktionen bei Patienten zu reduzieren.
Silikon ist auch in Konsumgütern weit verbreitet. Es wird für Küchenutensilien, Babyprodukte, Elektronikgehäuse und Uhrenarmbänder verwendet. Es ist lebensmittelecht, verträgt extreme Temperaturen und fühlt sich weich und angenehm an. Es ist außerdem langlebig, rutschfest und leicht zu reinigen. Silikonspatel sind beispielsweise hitzebeständig und schonen Kochgeschirr. Babyschnuller sind weich und sicher. Handyhüllen bieten Schutz vor Stößen und Uhrenarmbänder fühlen sich geschmeidig auf der Haut an.
Abschluss
Obwohl die Begriffe Silizium und Silicon ähnlich klingen, handelt es sich um völlig unterschiedliche Materialien. Ihre Strukturen, Eigenschaften und Anwendungen zeigen, wie einzigartig jedes einzelne ist.
Benötigen Sie individuelle Silikonlösungen? Unser Expertenteam setzt Ihre Idee mit erstklassigen Materialien und präziser Handwerkskunst in die Tat um. Beginnen wir noch heute.
