آیا سیلیکون فقط نوع نرم‌تری از سیلیکون است؟
این یک فرض رایج است - به هر حال، این نام‌ها تقریباً یکسان به نظر می‌رسند و هر دو در محصولات پیشرفته و روزمره استفاده می‌شوند. وقتی مردم ابزارهای آشپزخانه سیلیکونی یا قاب‌های تلفن را می‌بینند و در مورد تراشه‌های سیلیکونی در الکترونیک می‌شنوند، اغلب فرض می‌کنند که این مواد باید مرتبط یا حتی قابل تعویض باشند. این سردرگمی قابل درک است.
اما حقیقت این است که سیلیکون و سیلیکون مواد کاملاً متفاوتی هستند. آنها نه تنها از نظر ساختار و ترکیب متفاوت هستند، بلکه اهداف کاملاً متفاوتی را نیز دنبال می‌کنند.
این مقاله به شما کمک می‌کند تا تفاوت واقعی بین سیلیکون و سیلیکون را درک کنید - از نحوه ساخت آنها گرفته تا کاربردشان. در پایان، درک روشنی از هر دو ماده خواهید داشت - و دیگر هرگز آنها را با هم اشتباه نخواهید گرفت.
سیلیکون و سیلیکون چیست؟
سیلیکون و سیلیکون ممکن است شبیه به هم به نظر برسند، اما تفاوت‌های زیادی با هم دارند.
سیلیکون (Si):
سیلیکون یک عنصر شیمیایی طبیعی با عدد اتمی ۱۴ است. این عنصر، پس از اکسیژن، دومین عنصر فراوان در پوسته زمین است. در طبیعت، سیلیکون معمولاً به شکل‌های ترکیبی مانند دی‌اکسید سیلیکون (مانند کوارتز و شن) و کانی‌های سیلیکاتی مختلف یافت می‌شود. برای به دست آوردن سیلیکون خالص، باید از یک فرآیند تصفیه صنعتی پیچیده عبور کند.
سیلیکون خالص یک ماده کلیدی در صنعت الکترونیک است. به عنوان مثال، میکروچیپ‌های موجود در رایانه‌ها و تلفن‌های ما از سیلیکون تک‌بلوری با خلوص بالا ساخته شده‌اند. خواص نیمه‌هادی آن به مهندسان این امکان را می‌دهد که جریان الکتریکی را کنترل کنند و آن را برای عملیات منطقی و ذخیره‌سازی داده‌ها مفید می‌سازد.
سیلیکون:
سیلیکون یک پلیمر ساخته دست بشر است. اسکلت آن از اتم‌های متناوب سیلیکون و اکسیژن ساخته شده است. گروه‌های آلی مختلفی به کناره این زنجیره متصل هستند. با تغییر گروه‌های جانبی، وزن مولکولی و پیوند عرضی، تولیدکنندگان می‌توانند انواع مختلفی از سیلیکون را تولید کنند. این انواع شامل مایعات، ژل‌ها و الاستومرهای لاستیک مانند می‌شوند.
در زندگی روزمره، سیلیکون را در اشکال مختلفی می‌بینیم. قاب‌های گوشی، حلقه‌های آب‌بندی و لوله‌های پزشکی همگی نمونه‌های رایجی هستند. هر یک از این موارد از نوع متفاوتی از سیلیکون استفاده می‌کنند که برای رفع نیازهای خاص طراحی شده است.
تفاوت‌های بین سیلیکون و سیلیکون چیست؟
به دلیل نام‌های مشابه، سیلیکون و سیلیکون اغلب باعث سردرگمی می‌شوند. بسیاری از مردم ممکن است از خود بپرسند: آیا آنها فقط از نظر نام مشابه هستند؟ آیا خواص یکسانی دارند؟ یا ارتباطی بین آنها وجود دارد که به یکی اجازه می‌دهد در کاربردهای خاص جایگزین دیگری شود؟
برای پاسخ به این سؤالات و توضیح واضح تفاوت‌های اساسی بین سیلیکون و سیلیکون، جدول مقایسه‌ای زیر را ایجاد کرده‌ایم. این جدول جنبه‌های کلیدی مانند ترکیب عنصری، خواص فیزیکی و کاربردهای اصلی آنها را برجسته می‌کند.
با بررسی این جدول، به راحتی می‌توانید متوجه شوید که این دو ماده هم از نظر ساختار و هم از نظر عملکرد بسیار متفاوت هستند. این تفاوت‌ها توضیح می‌دهند که چرا هر کدام نقشی منحصر به فرد و غیرقابل جایگزین در فناوری مدرن و زندگی روزمره ایفا می‌کنند.
| ویژگی | سیلیکون | سیلیکون |
| طبیعت شیمیایی | یک عنصر شیمیایی (عدد اتمی ۱۴) | یک پلیمر مصنوعی |
| حالت فیزیکی | جامد در دمای اتاق | می‌تواند در دمای اتاق مایع، ژل یا لاستیک مانند باشد |
| سختی و انعطاف‌پذیری | سخت و شکننده؛ خم کردن آن دشوار است | نرم و انعطاف‌پذیر (برای انواع لاستیکی)؛ ژل‌ها و مایعات بر این اساس متفاوت هستند |
| رسانایی الکتریکی | نیمه‌هادی؛ رسانایی قابل کنترل است | عایق در بیشتر موارد |
| مقاومت حرارتی | نقطه ذوب بسیار بالا (۱۴۱۴ درجه سانتیگراد) و نقطه جوش (۳۲۶۵ درجه سانتیگراد) | پایدار در طیف وسیعی از دما، معمولاً از -60 درجه سانتیگراد تا 250 درجه سانتیگراد |
| خواص شیمیایی | در دمای اتاق نسبتاً پایدار؛ در دماهای بالا واکنش‌پذیر است | بی‌اثر، با مقاومت خوب در برابر آب و هوا، اکسیداسیون و رطوبت |
| برنامه های کاربردی کلیدی | نیمه‌هادی‌ها (تراشه‌ها، ترانزیستورها، سلول‌های خورشیدی)، آلیاژها، مصالح ساختمانی (مانند سیلیس) | آب‌بندی و اتصال، قالب‌سازی، مراقبت‌های بهداشتی، کالاهای مصرفی، روانکاری، پوشش‌ها، لوازم آرایشی |
سیلیکون و سیلیکون چگونه ساخته می‌شوند؟
برای درک بهتر تفاوت‌های آنها، بیایید نگاهی به نحوه تولید آنها بیندازیم.
فرآیند تولید سیلیکون
سیلیکون از شن کوارتز ساخته می‌شود.
شن و ماسه با کربن مخلوط شده و در کوره‌ای در دمای حدود ۱۹۰۰ درجه سانتیگراد حرارت داده می‌شود. این فرآیند، سیلیکون با درجه متالورژیکی و خلوص حدود ۹۸۱TP3T تولید می‌کند.
پس از آن، سیلیکون با استفاده از روش‌های شیمیایی بیشتر خالص‌سازی می‌شود. واکنش‌های گازی به حذف ناخالصی‌ها و افزایش خلوص به بیش از ۹۹.۹۹۹۹۱TP3T کمک می‌کنند.
سپس، از تکنیک‌های ویژه‌ای برای رشد سیلیکون به صورت میله‌های کریستالی استفاده می‌شود. این میله‌ها به صورت ویفرهای نازک برش داده می‌شوند تا در تراشه‌ها و پنل‌های خورشیدی استفاده شوند.
فرآیند تولید سیلیکون
سیلیکون از سیلیکون خام ساخته می‌شود.
ابتدا، سیلیکون به ماده شیمیایی به نام سیلان تبدیل می‌شود.
سپس، سیلان با مواد دیگر واکنش می‌دهد تا یک پایه پلیمری نرم تشکیل دهد.
پس از آن، افزودنی‌های مختلفی با آن مخلوط می‌شوند. برخی سختی را بهبود می‌بخشند، در حالی که برخی دیگر انعطاف‌پذیری را تنظیم می‌کنند. این به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد انواع مختلفی از سیلیکون، مانند لاستیک جامد یا ژل مایع، تولید کنند.
در نهایت، سیلیکون با استفاده از قالب‌ها شکل داده می‌شود. می‌توان آن را پرس، اکسترود یا با قالب‌گیری تزریقی به محصولات تبدیل کرد.
کاربردهای کلیدی سیلیکون و سیلیکون چیست؟
کاربردهای سیلیکون
سیلیکون یک ماده پایه است. ارزش اصلی آن در خواص نیمه‌هادی و پایداری ترکیبات آن نهفته است.
این ماده به طور گسترده در دستگاه‌های نیمه‌هادی مانند مدارهای مجتمع، ترانزیستورها و دیودها استفاده می‌شود. این کاربردها به رسانایی قابل کنترل، خلوص بالا، ساختار کریستالی پایدار و رسانایی حرارتی خوب آن متکی هستند. به دلیل این ویژگی‌ها، دستگاه‌های سیلیکونی جمع و جور، کم‌مصرف، قابل اعتماد و بسیار یکپارچه هستند. آنها پایه و اساس تجهیزات الکترونیکی مدرن را تشکیل می‌دهند.
سیلیکون همچنین در سلول‌های خورشیدی ضروری است. این ماده راندمان تبدیل فوتوالکتریک خوب و پایداری طولانی مدت را ارائه می‌دهد. همچنین هزینه نسبتاً کمی دارد و در برابر شرایط بیرونی مقاوم است. این مزایا، سیلیکون را به یک ماده کلیدی برای انرژی پاک و تجدیدپذیر تبدیل می‌کند. سیلیکون از کاربرد گسترده در پنل‌های خورشیدی پشتیبانی می‌کند که نگهداری آنها آسان است و می‌توان آنها را در بسیاری از مکان‌ها نصب کرد.
کاربردهای سیلیکون
سیلیکون به دلیل انعطاف‌پذیری، مقاومت در برابر حرارت، پایداری شیمیایی و زیست‌سازگاری‌اش شناخته شده است. این ویژگی‌ها امکان استفاده از آن را در بسیاری از صنایع فراهم می‌کند.
در زمینه پزشکی، از آن برای کاتترها، اندام‌های مصنوعی و ایمپلنت‌های زیبایی استفاده می‌شود. برای بدن انسان بی‌خطر است، هیچ طعم یا بویی ندارد و به راحتی استریل می‌شود. نرمی و خاصیت ارتجاعی آن همچنین به کاهش ناراحتی و رد پیوند در بیماران کمک می‌کند.
سیلیکون همچنین در کالاهای مصرفی رایج است. از آن برای ساخت ابزار آشپزخانه، محصولات کودک، قاب‌های الکترونیکی و بند ساعت استفاده می‌شود. در تماس با مواد غذایی بی‌خطر است، می‌تواند دماهای شدید را تحمل کند و نرم و راحت است. همچنین بادوام، مقاوم در برابر لغزش و تمیز کردن آن آسان است. به عنوان مثال، کفگیرهای سیلیکونی در برابر حرارت مقاوم هستند و با ظروف پخت و پز ملایم هستند. پستانک‌های کودک نرم و ایمن هستند. قاب‌های تلفن از ضربه محافظت می‌کنند و بندهای ساعت روی پوست احساس نرمی دارند.
نتیجه
اگرچه سیلیکون و سیلیکون شبیه به هم به نظر می‌رسند، اما مواد کاملاً متفاوتی هستند. ساختار، خواص و کاربردهای آنها نشان می‌دهد که هر کدام چقدر منحصر به فرد هستند.
به راه‌حل‌های سیلیکونی سفارشی نیاز دارید؟ تیم متخصص ما می‌تواند ایده شما را با مواد درجه یک و مهارت دقیق به واقعیت تبدیل کند. بیایید همین امروز شروع کنیم.
