Is siliconen gewoon een zachtere vorm van silicium?
Het is een veelvoorkomende aanname – de namen klinken immers vrijwel identiek en beide worden gebruikt in hightech- en alledaagse producten. Wanneer mensen siliconen keukengereedschap of telefoonhoesjes zien en horen over siliciumchips in elektronica, gaan ze er vaak van uit dat deze materialen verwant of zelfs onderling verwisselbaar zijn. Deze verwarring is begrijpelijk.
Maar de waarheid is dat silicium en siliconen totaal verschillende materialen zijn. Ze verschillen niet alleen in structuur en samenstelling, maar dienen ook totaal verschillende doeleinden.
Dit artikel helpt je het echte verschil tussen silicium en siliconen te begrijpen – van hoe ze gemaakt worden tot waar ze voor gebruikt worden. Aan het einde heb je een duidelijk begrip van beide materialen – en zul je ze nooit meer door elkaar halen.
Wat zijn silicium en siliconen?
Silicium en silicone klinken misschien hetzelfde, maar ze zijn heel verschillend.
Silicium (Si):
Silicium is een natuurlijk chemisch element met atoomnummer 14. Het is het op één na meest voorkomende element in de aardkorst, direct na zuurstof. In de natuur komt silicium meestal voor in samengestelde vormen, zoals siliciumdioxide (zoals kwarts en zand) en diverse silicaatmineralen. Om zuiver silicium te verkrijgen, moet het een complex industrieel zuiveringsproces ondergaan.
Zuiver silicium is een belangrijk materiaal in de elektronica-industrie. Zo zijn de microchips in onze computers en telefoons gemaakt van monokristallijn silicium met een hoge zuiverheidsgraad. Dankzij de halfgeleidereigenschappen kunnen ingenieurs de elektrische stroom regelen, wat het geschikt maakt voor logische bewerkingen en gegevensopslag.
Siliconen:
Siliconen zijn een door de mens gemaakt polymeer. De ruggengraat bestaat uit afwisselende silicium- en zuurstofatomen. Aan de zijkanten van deze keten zijn verschillende organische groepen bevestigd. Door de zijgroepen, het molecuulgewicht en de crosslinking te veranderen, kunnen fabrikanten vele soorten siliconen maken. Denk hierbij aan vloeistoffen, gels en rubberachtige elastomeren.
In het dagelijks leven komen we siliconen in vele vormen tegen. Telefoonhoesjes, afdichtringen en medische slangen zijn allemaal bekende voorbeelden. Elk van deze materialen gebruikt een ander type siliconen, ontworpen om aan specifieke behoeften te voldoen.
Wat zijn de verschillen tussen silicium en siliconen?
Vanwege hun vergelijkbare namen veroorzaken silicium en siliconen vaak verwarring. Veel mensen vragen zich af: lijken ze alleen qua naam op elkaar? Delen ze dezelfde eigenschappen? Of is er een verband tussen de twee waardoor de ene de andere in bepaalde toepassingen kan vervangen?
Om deze vragen te beantwoorden en de essentiële verschillen tussen silicium en siliconen duidelijk uit te leggen, hebben we de onderstaande vergelijkingstabel gemaakt. Deze belicht belangrijke aspecten zoals hun elementaire samenstelling, fysische eigenschappen en belangrijkste toepassingen.
Door deze tabel te bekijken, ziet u gemakkelijk dat deze twee materialen sterk verschillen in zowel structuur als prestaties. Deze verschillen verklaren waarom ze elk een unieke en onvervangbare rol spelen in de moderne technologie en het dagelijks leven.
| Eigendom | Silicium | Siliconen |
| Chemische aard | Een chemisch element (atoomnummer 14) | Een door de mens gemaakt polymeer |
| Fysieke toestand | Een vaste stof bij kamertemperatuur | Kan bij kamertemperatuur vloeibaar, gelachtig of rubberachtig zijn |
| Hardheid en flexibiliteit | Hard en broos; moeilijk te buigen | Zacht en flexibel (voor rubbertypes); gels en vloeistoffen variëren dienovereenkomstig |
| Elektrische geleidbaarheid | Halfgeleider; geleiding kan worden geregeld | Isolator in de meeste gevallen |
| Temperatuursbestendigheid | Zeer hoog smeltpunt (1414°C) en kookpunt (3265°C) | Stabiel over een breed bereik, meestal van -60°C tot 250°C |
| Chemische eigenschappen | Relatief stabiel bij kamertemperatuur; reactief bij hoge temperaturen | Inert, met goede weerstand tegen weersinvloeden, oxidatie en vocht |
| Belangrijkste toepassingen | Halfgeleiders (chips, transistoren, zonnecellen), legeringen, bouwmaterialen (zoals silica) | Afdichten en lijmen, mallen maken, gezondheidszorg, consumptiegoederen, smering, coatings, cosmetica |
Hoe worden silicium en siliconen gemaakt?
Om de verschillen beter te begrijpen, kijken we naar de manier waarop ze worden geproduceerd.
Productieproces van silicium
Silicium wordt gemaakt van kwartszand.
Het zand wordt gemengd met koolstof en in een oven verhit tot ongeveer 1900 °C. Dit levert metallurgisch silicium op met een zuiverheid van ongeveer 98%.
Daarna wordt silicium verder gezuiverd met behulp van chemische methoden. Gasreacties helpen onzuiverheden te verwijderen en de zuiverheid te verhogen tot meer dan 99,9999%.
Vervolgens worden speciale technieken gebruikt om silicium te laten groeien tot kristalstaven. Deze staven worden in dunne wafers gesneden voor gebruik in chips en zonnepanelen.
Productieproces van siliconen
Siliconen worden gemaakt van ruw silicium.
Eerst wordt silicium verwerkt tot een chemische stof die silaan heet.
Vervolgens reageert het silaan met andere stoffen en vormt zo een zachte polymeerbasis.
Vervolgens worden er verschillende additieven aan toegevoegd. Sommige verbeteren de hardheid, terwijl andere de flexibiliteit aanpassen. Dit stelt fabrikanten in staat om verschillende soorten siliconen te produceren, zoals vast rubber of vloeibare gel.
Ten slotte wordt de siliconen met behulp van mallen gevormd. Het kan worden geperst, geëxtrudeerd of spuitgegoten tot producten.
Wat zijn de belangrijkste toepassingen van silicium en silicone?
Toepassingen van silicium
Silicium is een basismateriaal. De belangrijkste waarde ervan ligt in de halfgeleidereigenschappen en de stabiliteit van de verbindingen.
Het wordt veel gebruikt in halfgeleidercomponenten, zoals geïntegreerde schakelingen, transistors en diodes. Deze toepassingen zijn afhankelijk van de regelbare geleidbaarheid, hoge zuiverheid, stabiele kristalstructuur en goede thermische geleidbaarheid. Dankzij deze eigenschappen zijn siliciumcomponenten compact, energiezuinig, betrouwbaar en sterk geïntegreerd. Ze vormen de basis van moderne elektronische apparatuur.
Silicium is ook essentieel in zonnecellen. Het biedt een goede foto-elektrische conversie-efficiëntie en stabiliteit op lange termijn. Het is bovendien relatief goedkoop en goed bestand tegen weersinvloeden. Deze voordelen maken silicium tot een belangrijk materiaal voor schone en hernieuwbare energie. Het ondersteunt een breed scala aan toepassingen in zonnepanelen, die gemakkelijk te onderhouden zijn en op veel locaties kunnen worden geïnstalleerd.
Toepassingen van siliconen
Siliconen staan bekend om hun flexibiliteit, hittebestendigheid, chemische stabiliteit en biocompatibiliteit. Deze eigenschappen maken het geschikt voor gebruik in vele industrieën.
In de medische sector wordt het gebruikt voor katheters, kunstmatige organen en cosmetische implantaten. Het is veilig voor het menselijk lichaam, heeft geen smaak of geur en kan gemakkelijk worden gesteriliseerd. De zachtheid en elasticiteit ervan helpen ook ongemak en afstoting bij patiënten te verminderen.
Siliconen worden ook veel gebruikt in consumentengoederen. Het wordt gebruikt voor keukengerei, babyproducten, elektronicahoesjes en horlogebandjes. Het is veilig voor contact met voedsel, bestand tegen extreme temperaturen en voelt zacht en comfortabel aan. Het is ook duurzaam, slipvast en gemakkelijk schoon te maken. Zo zijn siliconen spatels hittebestendig en zacht voor kookgerei. Babyfopspenen zijn zacht en veilig. Telefoonhoesjes bieden bescherming tegen schokken en horlogebandjes voelen zacht aan op de huid.
Conclusie
Hoewel silicium en siliconen op elkaar lijken, zijn het totaal verschillende materialen. Hun structuren, eigenschappen en toepassingen laten zien hoe uniek elk materiaal is.
Heeft u siliconenoplossingen op maat nodig? Ons deskundige team kan uw idee omzetten in realiteit met hoogwaardige materialen en nauwkeurig vakmanschap. Laten we vandaag nog beginnen.
