This is ALT-IMG

Silicon trong ngành điện tử và ngành đúc


Silicon, một nguyên tố tự nhiên , semi-metal ( tạm dịch là á-kim ), là một vật liệu cực kì đa năng với các ứng dụng từ vật liệu bán dẫn và các thiết bị điện tử cho đến các quy trình sản xuất thủy tinh. Trong tự nhiên, Silicon thường được tìm thấy ở dạng Silicon Dioxide, hoặc ở dạng thạch anh hoặc đá lửa nhưng ít khi xuất hiện ở dạng tự do. Silicon có thể tồn tại ở nhiều dạng và có thể kết hợp với các nguyên tố khác để tạo thành các hợp chất giàu Silicon – Hợp kim silicon – được sử dụng nhiều trong lĩnh vực sản xuất các bộ phận ô tô, trong khi silicon tinh khiết dung trong các ứng dụng điện tử cảm ứng. Cả hợp kim silicon và silicon tinh khiết sử dụng ở các ứng dụng khác ngoài các ngành công nghiệp kể trên sẽ tùy thuộc vào độ tinh khiết của silicon và sự hiện diện của các nguyên tố khác.

HỢP KIM SILICON

Hợp kim được tạo thành bằng cách kết hợp một hoặc nhiều nguyên tố trong thể kim loại, rắn một phần hoặc toàn phần. Silicon thường được kết hợp cùng với nhôm để tạo thành hợp kim nhôm-silicon, được sử dụng rất nhiều trong ngành công nghiệp khuôn đúc và sản xuất các bộ phận kim loại lớn. Tùy vào tỉ lệ nhôm và silicon, hợp kim sẽ có nhiều cấp độ đàn hồi khác nhau và các đặc tính khác. Điển hình, silicon sẽ tham gia từ 5% đến 23% khối lượng của hợp kim thành phẩm. Nhìn chung, hợp kim nhôm-silicon đặc trưng bởi khả năng đàn hồi, được quyết định bởi sự kết hợp và các vi cấu trúc đa pha cho phép sự co giãn của vật liệu.

Hợp kim Nhôm-silicon chỉ chưa nhôm và silicon ( khác với các hợp kim nhôm-silicon có pha các nguyên tố khác ) thường ít khi được xử lý nhiệt, nhưng lại được sử dụng rất có ích trong ngành đúc vì chúng rất dễ sử dụng khi ở dạng lỏng và co lại khi ở dạng rắn. Nhờ đặc tính này, hợp kim nhom-silicon rất phù hợp cho các bộ phận đúc với nhiều hình dạng, nhiều kích cỡ, và được sử dụng nhiều hơn so với hợp kim đồng-silicon đối với các khuôn đúc phức tạp. Tuy nhiên, hợp kim nhôm-silicon lại không dễ xử lý cơ học và có thuộc tính cơ học rất nghèo nàn. Các nguyên tố khác như ma-giê (manganese) , niken (nikel) hoặc coban (cobalt), đôi khi được thêm vào hợp kim nhôm-silicon để thay thế một thuộc tính nhất định cho các ứng dụng cụ thể.

SILICON TINH KHIẾT TRONG NGÀNH ĐIỆN TỬ

Silicon được sử dụng rất nhiều trong ngành điện tử ở vai trò chất bán dẫn: các thiết bị như transistor, các bo mạch in và các mạch điện tử tích hợp đều tận dụng thuộc tính của silicon để đạt được hiệu năng tối đa. Vật liệu cách điện được định nghĩa là các vật liệu không có electron tự do-một chất bán dẫn là chất cách điện có thể chuyển đổi dễ dàng thành chất dẫn điện. Số lượng electron tự do mà một vật liệu sở hữu sẽ ảnh hưởng đến khả năng dẫn điện của nó. Silicon có sự chênh lệch nhỏ về năng lượng trong dãy hóa trị (số electron lớp ngoài cùng) và dãy thuộc tính dẫn điện (lớp electron sẽ di chuyển tự do nếu được cấp đủ năng lượng) của nó. Sự chênh lệch nhỏ này có nghĩa nó khá dễ chuyển các electron từ dãy hóa trị vào dãy thuộc tính dẫn điện, biến silicon thành một chất bán dẫn. Chỉ cần sự thay đổi nhiệt độ đã đủ để thay đổi hành vi của các electron, tạo thành silicon tinh khiết và dẫn điện tốt.

Để Silicon có thể hoạt động như một chất bán dẫn trong các ứng dụng điện tử, vật liệu này thường được pha ( với một lượng nhỏ tập chất ) để cho phép các electron được giải thoát dễ dàng mà không cần thay đổi nhiệt độ đáng kể. Mặc dù có rất nhiều loại vật liệu bán dẫn Silicon, hai loại thường được sử dụng nhất trong các ứng dụng điện tử là vật liệu loại P và loại N ( bạn nào dân điện tử thì chắc sẽ được học về cái này ở buổi đầu tiên của lớp điện tử ). Vật liệu loại N được tạo thành bằng cách đưa một tạp chất có nhiều hơn silicon một electron ( cho mỗi phân tử ), và kết quả là sẽ có một số lượng lớn electron tự do, và silicon sẽ hấp thu các điện tích âm ( bởi vì các electron mang điện tích âm).  Vật liệu loại P được tạo thành bằng cách bổ sung một nguyên tố mà phân tử của nó có ít hơn silicon 1 electron; kết quả sẽ là một vật liệu tích điện dương. Rất nhiều thiết bị sử dụng Silicon loại P và N như là các chất bán dẫn điện áp đáng tin cậy.

solidworks

Tài liệu Solidworks 

inventor

Tài liệu Inventor

catia

Tài liệu Catia

unigraphic nx

Tài liệu Unigraphics NX

creo

Tài liệu Creo Parametric

mastercam

Tài liệu Mastercam



Tags:

Silicon, điện tử


Tin tức cùng chuyên mục