क्या सिलिकॉन बिजली का संचालन करता है?

क्या सिलिकॉन सुचालक है? क्या इसका उपयोग विद्युत रूप से सक्रिय वातावरण में किया जा सकता है?

वास्तव में, शुद्ध सिलिकॉन एक उत्कृष्ट इन्सुलेटर है, लेकिन इसमें संशोधन के माध्यम से नियंत्रित चालकता प्राप्त की जा सकती है।

सिलिकॉन के विद्युत गुणों को पूरी तरह से समझने के लिए, हमें इसकी आणविक संरचना, भौतिक विशेषताओं, अनुप्रयोग वातावरण और संशोधन विधियों पर विचार करना होगा। यह लेख सिलिकॉन के विद्युत चालक और विद्युतरोधी, दोनों गुणों का अन्वेषण करता है।

सिलिकॉन की आणविक संरचना और विद्युत प्रकृति क्या है?

सिलिकॉन की रीढ़ सिलिकॉन-ऑक्सीजन बंधों (Si–O–Si) से बनी होती है, जिनकी पार्श्व श्रृंखलाओं से मिथाइल या फिनाइल जैसे कार्बनिक समूह जुड़े होते हैं। यह अनूठी संरचना सिलिकॉन को लचीलापन और उत्कृष्ट स्थिरता प्रदान करती है।

विद्युतीय दृष्टिकोण से, Si–O–Si संरचना में लगभग कोई मुक्त इलेक्ट्रॉन या आयन पथ नहीं होते हैं। इलेक्ट्रॉन आणविक श्रृंखला के माध्यम से गति नहीं कर सकते। यह सिलिकॉन को एक अत्यधिक विद्युतरोधी और अध्रुवीय पदार्थ बनाता है।

मानक सिलिकॉन की आयतन प्रतिरोधकता आमतौर पर 10¹⁴ Ω·cm से अधिक होती है, जो अधिकांश रबर और प्लास्टिक से कहीं अधिक है। इसका परावैद्युत स्थिरांक (2.8–3.3) न्यूनतम आवृत्ति निर्भरता के साथ स्थिर रहता है, जिससे अत्यधिक तापमान पर भी विद्युत प्रदर्शन स्थिर रहता है।

इन उत्कृष्ट विद्युत विशेषताओं के कारण, सिलिकॉन कई इन्सुलेशन और इलेक्ट्रॉनिक सुरक्षा अनुप्रयोगों में एक अपूरणीय सामग्री बन गया है।

सिलिकॉन के इन्सुलेटिंग गुणों को कौन से कारक प्रभावित करते हैं?

सिलिकॉन स्वाभाविक रूप से एक उत्कृष्ट इन्सुलेटर है, लेकिन इसकी स्थिरता निर्माण और पर्यावरणीय परिस्थितियों के आधार पर भिन्न हो सकती है। मुख्य प्रभावकारी कारक निम्नलिखित हैं:

इलाज प्रणाली

• प्लैटिनम-युक्त सिलिकॉन सर्वोत्तम इन्सुलेशन प्रदान करता है, क्योंकि इसमें क्रॉसलिंकिंग प्रतिक्रिया पूर्ण होती है तथा कोई उप-उत्पाद उत्पन्न नहीं होता।
• पेरोक्साइड-उपचारित प्रणालियां आयनिक अवशेष छोड़ सकती हैं, जो आयतन प्रतिरोधकता को थोड़ा कम कर देती हैं।

भराव का प्रकार और शुद्धता

• उच्च शुद्धता वाले सिलिका भराव, इन्सुलेशन बनाए रखते हुए यांत्रिक शक्ति में सुधार करते हैं।
• यदि धातु की अशुद्धियाँ या निम्न-श्रेणी के ऑक्साइड डाले जाते हैं, तो वे पदार्थ के अंदर प्रवाहकीय पथ बना सकते हैं।

पर्यावरणीय आर्द्रता और सतह संदूषण

• सतह पर नमी या धूल के कारण छोटे रिसाव के रास्ते बन सकते हैं।
• नियमित सफाई और सतह को सूखा रखने से इन्सुलेशन स्थिरता को बनाए रखने में मदद मिलती है।

उम्र बढ़ना और उच्च तापमान का जोखिम

1. ओज़ोन, पराबैंगनी प्रकाश या उच्च ताप के लंबे समय तक संपर्क में रहने से Si–O बंधों का आंशिक विघटन हो सकता है, जिससे परावैद्युत शक्ति कम हो सकती है।

इन्सुलेशन में सिलिकॉन के अनुप्रयोग क्या हैं?

अपनी उत्कृष्ट तापीय स्थिरता, उम्र बढ़ने के प्रतिरोध और रोधक गुणों के कारण, सिलिकॉन इलेक्ट्रॉनिक, विद्युत और औद्योगिक इन्सुलेशन के लिए सबसे विश्वसनीय सामग्रियों में से एक बन गया है। नीचे दी गई तालिका इन्सुलेशन में सिलिकॉन के सामान्य अनुप्रयोगों और उनके प्रमुख तकनीकी लाभों का सारांश प्रस्तुत करती है:

क्या सिलिकॉन को सुचालक बनाया जा सकता है?

हालाँकि शुद्ध सिलिकॉन एक विद्युतरोधी पदार्थ है, फिर भी इसे विशेष संशोधनों के माध्यम से एक विद्युत चालक पदार्थ में परिवर्तित किया जा सकता है। मुख्य बात है विद्युत चालक भरावों का समावेश। एक बार जब भराव कण सिलिकॉन मैट्रिक्स के भीतर निरंतर चालक पथ बना लेते हैं, तो संपूर्ण पदार्थ विद्युत का संचालन कर सकता है।

निष्कर्ष

कुल मिलाकर, शुद्ध सिलिकॉन एक उत्कृष्ट इन्सुलेटर है, जिसका व्यापक रूप से विद्युत सुरक्षा, इलेक्ट्रॉनिक सीलिंग और उच्च-तापमान इन्सुलेशन केबलों में उपयोग किया जाता है। विभिन्न प्रवाहकीय भरावों को मिलाकर, इसे एक नियंत्रणीय प्रवाहकीय पदार्थ में परिवर्तित किया जा सकता है, जो सेंसर, स्पर्श उपकरणों, ईएमआई परिरक्षण और अन्य उन्नत अनुप्रयोगों की आवश्यकताओं को पूरा करता है।

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