Comment Savoir Si C'est De L'aluminium

Silicium
Morceau de wafer poli et bloc de silicium pur.
Aluminium ← Silicium → Phosphore C 14 Si ↑ Si ↓ Ge Tableau complet • Tableau étendu
Position dans le tableau périodique
Symbole	Si
Nom	Silicium
Numéro atomique	14
Groupe	14
Période	3e période
Bloc	Bloc p
Famille d'éléments	Métalloïde
Configuration électronique	[Ne] 3s2 3p2
Électrons par niveau d'énergie	two, 8, 4
Propriétés atomiques de l'élément
Masse atomique	28,085 5 ± 0,000 3u [ane]
Rayon atomique (calc)	110pm ( 111pm )
Rayon de covalence	111 ± iipm [ii]
Rayon de van der Waals	210pm
État d'oxydation	+1, +2, +3, +4
Électronégativité (Pauling)	1,90
Oxyde	amphotère
Énergies d'ionisation [3]
* 1re  : 8,151 68eV	* viiie  : 303,54eV
* 2due east  : 16,345 84eV	* 9due east  : 351,12eV
* 3east  : 33,493 02eV	* tene  : 401,37eV
* 4e  : 45,141 81eV	* xieast  : 476,36eV
* 5e  : 166,767eV	* 12e  : 523,42eV
* sixe  : 205,27eV	* 13east  : ii 437,63eV
* 7e  : 246,5eV	* 14e  : 2 673,182eV
Isotopes les plus stables
Iso AN Période Doc Ed PD MeV 28Si 92,22% stable avec 14 neutrons 29Si iv,68% stable avec xv neutrons 30Si 3,09% stable avec sixteen neutrons 31Si {syn.} two,6heures β- 1,49 31P 32Si {syn.} 172ans β- 0,224 32P
Propriétés physiques du corps uncomplicated
État ordinaire	solide diamagnétique
Autres allotropes	Silicène
Masse volumique	2,331000·cm -3 ( 25°C ) [1]
Système cristallin	Cubique diamant
Dureté (Mohs)	half dozen,50
Couleur	gris foncé
Point de fusion	1 414 °C [1]
Betoken d'ébullition	iii 265 °C [1]
Énergie de fusion	50,55kJ·mol -1
Énergie de vaporisation	384,22kJ·mol -i
Volume molaire	12,06×10-sixm iii·mol -i
Pression de vapeur	4,77Pa
Vitesse du son	8 433m·southward -1 à 20°C
Chaleur massique	700J·kg -ane·K -one équation [4]  : ${\displaystyle C_{P}=(22.81719)+(3.899510)\times x^{-3}T+(-0.082885)\times 10^{-6}T^{two}+(0.042111)\times 10^{-9}T^{three}+{\frac {(-0.354063)\times 10^{6}}{T^{2}}}}$ Capacité thermique du solide en J·mol-ane·K-1 et température en kelvins, de 298 à 1 685 Yard. Valeurs calculées : 19,99 J·mol-1·1000-i à 25 °C. T (G) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{mol\times Thou}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{g\times K}})}$ 298 24,85 nineteen,99 0,7116 390,47 117,32 22,01 0,7836 436,7 163,55 22,65 0,8065 482,93 209,78 23,17 0,8249 529,17 256,02 23,6 0,8403 575,iv 302,25 23,97 0,8535 621,63 348,48 24,3 0,8653 667,87 394,72 24,6 0,876 714,1 440,95 24,88 0,8859 760,33 487,xviii 25,14 0,8951 806,57 533,42 25,39 0,9039 852,viii 579,65 25,62 0,9123 899,03 625,88 25,85 0,9204 945,27 672,12 26,07 0,9282 991,5 718,35 26,28 0,9358 T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{mol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{thou\times 1000}})}$ 303,78 30,63 xx,16 0,7178 303,44 30,29 20,15 0,7174 303,14 29,99 twenty,14 0,7171 1 176,43 903,28 27,one 0,965 ane 222,67 949,52 27,iii 0,9721 ane 268,9 995,75 27,5 0,9791 ane 315,xiii 1 041,98 27,69 0,986 i 361,37 1 088,22 27,89 0,9929 i 407,6 one 134,45 28,08 0,9998 ane 453,83 1 180,68 28,27 1,0067 ane 500,07 one 226,92 28,47 ane,0135 1 546,3 1 273,15 28,66 1,0203 1 592,53 1 319,38 28,85 1,0271 one 638,77 1 365,62 29,04 one,0339 i 685 1 411,85 29,23 i,0407 27,196 04J·mol -i·Chiliad -1 (liquide, one 411,nine à3 231,5 °C) [4] équation [4]  : ${\displaystyle C_{P}=(14.59321)+(5.224644)\times 10^{-3}T+(-i.078879)\times ten^{-half-dozen}T^{2}+(0.074000)\times 10^{-9}T^{3}+{\frac {(2.309405)\times 10^{vi}}{T^{two}}}}$ Capacité thermique du gaz en J·mol-1·M-1 et température en kelvins, de 3 504,616 à six 000 Thou. Valeurs calculées : T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{mol\times M}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{one thousand\times K}})}$ 3 504,616 3 231,47 23,03 0,8198 3 670,97 three 397,82 23,07 0,8213 3 754,15 3 481 23,08 0,8218 3 837,33 3 564,xviii 23,09 0,8223 3 920,51 3 647,36 23,i 0,8226 4 003,69 3 730,54 23,xi 0,8229 four 086,87 three 813,72 23,12 0,823 4 170,05 3 896,9 23,12 0,8231 4 253,23 3 980,08 23,12 0,8232 iv 336,41 4 063,26 23,12 0,8232 4 419,59 4 146,44 23,12 0,8231 four 502,77 iv 229,62 23,11 0,823 4 585,95 4 312,viii 23,xi 0,8229 4 669,13 iv 395,98 23,eleven 0,8227 4 752,31 iv 479,16 23,1 0,8225 T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{mol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{g\times K}})}$ 3 515,01 iii 241,86 23,03 0,8199 3 514,iv 3 241,25 23,03 0,8199 3 513,86 iii 240,71 23,03 0,8199 5 085,03 iv 811,88 23,08 0,8219 five 168,21 4 895,06 23,08 0,8218 5 251,38 4 978,23 23,08 0,8217 v 334,56 5 061,41 23,08 0,8217 5 417,74 five 144,59 23,08 0,8217 five 500,92 5 227,77 23,08 0,8218 five 584,1 five 310,95 23,09 0,822 5 667,28 5 394,thirteen 23,09 0,8222 5 750,46 5 477,31 23,1 0,8226 v 833,64 v 560,49 23,12 0,823 v 916,82 five 643,67 23,13 0,8236 6 000 v 726,85 23,15 0,8243
Conductivité électrique	2,52×10-4S·m -1
Bande interdite à 300 K	1,12eV
Conductivité thermique	148W·m -1·K -1
Divers
No  CAS	7440-21-3 [5]
No  ECHA	100.028.300
Northo  CE	231-130-8
Précautions
SGH [half dozen]
État pulvérulent : Attention H228 et P210 H228 : Matière solide inflammable P210 : Tenir à l'écart de la chaleur/des étincelles/des flammes nues/des surfaces chaudes. — Ne pas fumer.
SIMDUT [seven]
B4, B4 : Solide inflammable Transport des marchandises dangereuses : classe four.ane Divulgation à ane,0% selon les critères de nomenclature
Transport [half-dozen]
État pulvérulent : - 1346 Numéro ONU : 1346 : SILICIUM EN POUDRE AMORPHE Classe : iv.1 Étiquette : 4.1 : Matières solides inflammables, matières autoréactives, matières solides explosibles désensibilisées et matières qui polymérisent Emballage : Groupe d'emballage Three  : matières faiblement dangereuses.
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
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Le silicium est 50'élément chimique de numéro atomique fourteen, de symbole Si. Ce métalloïde tétravalent appartient au groupe 14 du tableau périodique. C'est l'élément le plus abondant dans la croûte terrestre après l'oxygène, soit 25,7 % de sa masse ^[viii] , mais il north'est comparativement présent qu'en relativement faible quantité dans la matière constituant le vivant. Il n'existe pas dans la nature à l'état de corps simple, mais sous forme de composés : sous forme de dioxyde de silicium (SiO₂), d'origine biogénique (fabriqué par un organisme vivant comme les diatomées ou les radiolaires), on le trouve sous forme de silice amorphe (dans le sable), ou d'origine lithogénique lorsqu'il est sous la forme de silice minérale (le quartz, la cristobalite,etc.) ou d'autres silicates (dans les feldspaths, la kaolinite…).

Sous sa forme amorphe, la silice (SiO_ii) provenant généralement de la terre de diatomées, est utilisée depuis très longtemps comme composant essentiel du verre. Il a depuis le milieu du XX ^{due east}  siècle de nouveaux usages en électronique (transistor), pour la product de matériaux tels que les silicones ou, cascade fabriquer des panneaux solaires photovoltaïques et en tant que biominéral, la silice amorphe est actuellement étudiée pour ses utilités en nanotechnologie ^[9] .

Le nom dérive du latin silex, silicĭs qui signifie caillou ou silex ^{[x] , [xi]} .

Confusion possible : en anglais, silicon désigne le silicium, silicone désigne le silicone et silica désigne la silice.

Isotopes [modifier | modifier le code]

Il existe trois isotopes naturels du silicium, tous stables : ²⁸Si (92,eighteen %), ²⁹Si (4,71 %) et ³⁰Si (3,12 %). Il existe également des isotopes artificiels, instables : ²⁵Si, ²⁶Si et ²⁷Si qui sont émetteurs β⁺, ainsi que ³¹Si à ³⁴Si qui sont émetteurs β⁻.

Corps simple [modifier | modifier le code]

Échantillon monolithique de silicium (polycristallin)

Le silicium est solide dans les conditions normales de température et de pression, avec sous 1atm un betoken de fusion de i 414 °C et united nations indicate d'ébullition de 3 265 °C. Comme l'eau, il est plus dumbo à l'état liquide ^[12] qu'à l'état solide, contrairement à la plupart des autres substances. C'est par ailleurs un assez bon conducteur de la chaleur (conductivité thermique : 149West m⁻¹ K⁻¹ ).

Sous forme cristalline, le silicium pur est gris avec des reflets métalliques bleutés. Comme le germanium, il est peu déformable et très cassant. Comme le carbone et le germanium, il cristallise dans le système cubique (structure diamant). Les cristaux de silicium sont gris à noirs, en forme d'aiguilles ou d'hexaèdres. Le silicium est semi-conducteur, sa conductivité électrique est très inférieure à celle des métaux.

Il existe deux autres allotropes du silicium : le silicyne où les atomes de silicium sont reliés en chaînes, et le silicène où ils forment des couches planes.

Le silicium existe aussi à l'état amorphe, sous la forme d'une poudre marron foncé.

Le silicium s'oxyde très vite à fifty'air cascade former une couche de silice en surface, qui isole 50'échantillon de 50'oxygène et le protège d'une oxydation plus poussée (passivation) ; cette couche d'oxyde peut être éliminée par de l'acide fluorhydrique HF ou par chafe thermique ^[Quoi ?]. Insoluble dans fifty'eau sauf à haute température, le silicium est attaqué par 50'acide fluorhydrique HF ou par united nations mélange acide fluorhydrique/acide nitrique (HNO₃) en fonction de la phase ^[Quoi ?].

Cristallographie [modifier | modifier le code]

Maille élémentaire de type diamant du silicium.

Le silicium a une structure de type diamant (comme le germanium et la forme diamant du carbone), avec un paramètre de maille de 0,543 071 0nm ^[13] .

Histoire [modifier | modifier le code]

United nations des composés du silicium, la silice (dioxyde de silicium), était déjà connu dans fifty'Antiquité et a été considérée comme élément par les alchimistes puis les chimistes. La forte résistance de la silice et de ses nombreux composés (notamment les silicates) aux agents météoriques explique leur abondance dans les minéraux et qu'ils constituent fifty'élément caractéristique des roches les plus importantes (à fifty'exception des carbonates) ^[14] .

Du silicium a été isolé cascade la première fois en 1823 par Jöns Jacob Berzelius. Ce due north'est qu'en 1854 que Henri Sainte-Claire Deville obtient du silicium cristallin.

Utilisations et applications [modifier | modifier le lawmaking]

Synthèse des silicones [modifier | modifier le lawmaking]

La synthèse des silicones représente également une utilisation importante du silicium (environ xl % de la consommation). Ces polymères [(CH₃)₂SiO]_northward sont utilisés dans des mastics pour joint, des graisses résistantes à l'eau ou conductrices de la chaleur, les poudres lessivielles ou les shampoings conditionneurs, etc.

Semi-conducteur [modifier | modifier le code]

Les propriétés de semi-conducteur du silicium ont permis la création de la deuxième génération de transistors, puis les circuits intégrés (les « puces »). C'est aujourd'hui encore 50'united nations des éléments essentiels pour l'électronique, notamment grâce à la capacité technologique actuelle permettant d'obtenir du silicium pur à plus de 99,999 99 % (tirage Czochralski, zone fondue flottante).

Photovoltaïque [modifier | modifier le lawmaking]

Cellule photovoltaïque en silicium.

En tant que semi-conducteur, le silicium est aussi l'élément primary utilisé pour la fabrication de cellules solaires photovoltaïques. Celles-ci sont alors montées en panneaux solaires pour la génération d'électricité.

Composants mécaniques [modifier | modifier le code]

Le silicium présente à l'état pur des caractéristiques mécaniques élevées qui le font utiliser pour la réalisation de petites pièces destinées à certains micromécanismes et même à la fabrication de ressorts spiraux destinés à des montres mécaniques haut de gamme ^[15] .

Alliages aluminium-silicium [modifier | modifier le lawmaking]

La principale utilisation du silicium en tant que corps simple est comme élément d'alliage avec 50'aluminium. Les alliages aluminium-silicium (Every bit ou série 40000 suivant NF EN 1780-one, également appelés « sialumins ») sont utilisés pour l'élaboration de pièces moulées, en particulier pour fifty'car (par exemple jantes en alliage) et l'aéronautique (par exemple éléments de moteurs électriques embarqués). Les alliages aluminium-silicium représentent à peu près 55 % de la consommation mondiale de silicium. L'alliage le plus connu est l'Alpax, proche de la composition eutectique (env. 13%m de Si).

Micro et nanostructure [modifier | modifier le code]

Du fait de la operation des procédés de gravure et de formation de forme avec le silicium, le silicium est utilisé pour :

• la formation de silicium nanoporeux cascade dissocier fifty'hydrogène de l'oxygène de molécule d'eau dans les piles à combustibles ;
• la formation de nanopics sur une surface de silicium par Gravure Ionique Réactive (RIE) en vue de relier des puces de semi-conducteur ^[16] .

Composés [modifier | modifier le code]

Outre les propriétés du silicium élémentaire, de nombreux composés du silicium possèdent des applications. Parmi les plus connus :

• la silice se trouve dans la nature sous forme compacte (galets, quartz filonien par exemple), ou sous forme de sable plus ou moins fin. On l'obtient aussi industriellement, sous forme pulvérulente (silice synthétique). Elle a de nombreux usages :
  • le verre est fabriqué depuis des millénaires en faisant fondre du sable principalement composé de SiO_ii avec du carbonate de calcium CaCO_three et du carbonate de sodium Na₂CO₃ . Le verre peut être amélioré par différents additifs,
  • le sable de silice est united nations des composants des céramiques,
  • le quartz forme de superbes cristaux. Il est utilisé comme matériau transparent, plus résistant à la chaleur que le verre (ampoule de lampes halogènes). Il est également beaucoup plus difficile à fondre et à travailler,
  • la silice intervient aux côtés du noir de carbone dans la fabrication des pneumatiques économes en énergie (pneus « verts »),
  • la silice très fine est utilisée comme adjuvant pour les bétons à haute functioning ;
• le ferrosilicium et le silico-calcium sont utilisés comme éléments d'improver dans l'élaboration d'aciers ou de fontes ;
• le carbure de silicium possède une structure cristalline analogue à celle du diamant ; sa dureté en est très proche. Il est utilisé comme abrasif ou sous forme céramique dans les outils d'usinage ;
• le silicate de calcium CaSiO₃ est un des composants des ciments.

Datation [modifier | modifier le code]

Le silicium 32 peut être utilisé en datation radiométrique cascade déterminer des âges de l'ordre du siècle ^[17] .

Dans la nature [modifier | modifier le code]

Après l'oxygène, c'est l'élément le plus abondant dans la croûte terrestre.

Minéraux [modifier | modifier le code]

Le silicium sur Terre se trouve essentiellement sous forme minérale, et en particulier sous forme de silicates, qui constituent 28 % de la croûte terrestre. Le silicium est par exemple constitutif du sable de silice, résultat de la dégradation de roches comme le granite.

Molécules organiques [modifier | modifier le code]

Le silicium se trouve dans certaines molécules organiques, comme les silanes — méthylsilanetriols, diméthylsilanediol —, les silatranes.

Biologie du silicium ^{[18] , [nineteen]} [modifier | modifier le lawmaking]

Biologie marine [modifier | modifier le code]

Les diatomées, les radiolaires (éléments du plancton qui est au tout début de la chaîne alimentaire des mers et des océans), et les éponges siliceuses, participent au cycle biogéochimique du silicium. Ils utilisent la silice qu'ils extraient de l'eau comme matériau de leurs thèques et squelettes. Une fois morts, ce silicium immobilisé coule en profondeur et sera largement perdu dans les sédiments ; une partie peut se décomposer et dégager de nouveau du silicium, mais l'absence de lumière limite sa récupération par la biosphère. Ce n'est qu'à la faveur des upwellings (remontées d'eau) que ce silicium redevient exploitable par ces organismes.

L'eau de mer de surface est relativement pauvre en silice (en dehors des upwellings). La source la plus renouvelée de silice dans les océans réside dans les apports fluviaux arrachés aux massifs montagneux et aux terrains traversés par l'eau des sources, des torrents et des rivières ; le silicium get in près de la surface, soit dissous dans l'eau, soit dans les limons, et peut contribuer à une product importante de plancton dont se nourriront de nombreux poissons. Certaines études considèrent d'ailleurs que la construction de barrages fluviaux réduit les apports en silicium dans les estuaires, au bespeak de limiter la vie marine et d'impacter le stock actuel des poissons dans les océans qui est en forte décroissance ^{[20] , [21]} .

Biologie humaine [modifier | modifier le code]

L'Afssa (Agence française de sécurité sanitaire des aliments) due north'a pas défini d'apports nutritionnels conseillés pour le silicium. Les besoins sont comme largement couverts par l'alimentation, toute complémentation étant inutile ^[22] .

L'expression « silicium organique » est utilisée quand des chimistes ajoutent united nations ou plusieurs atomes de carbone sur un atome de silicium, ce qui donne par exemple un monométhylsilanetriol ou un diméthylsilanediol. Pour le silicium organique commercialisé sous l'appellation G5 par exemple, il s'agit d'un silanol de formule CH3-Si(OH)iii.

Cette molécule, inventée par Loïc Le Ribault, n'a aucune efficacité démontrée, et sa commercialisation a valu à son inventeur une condamnation pour exercice illégal de la médecine ^[22] .

Biologie non humaine [modifier | modifier le code]

Dans la nature, le silicium organique se forme à la surface de la silice sous l'activity d'éléments liés aux racines des végétaux cascade leur permettre de fifty'assimiler.

Biochimie du silicium ^[23] [modifier | modifier le code]

Il a été évoqué^{[Par qui ?]} la possibilité d'une toute autre forme de vie basée principalement sur le silicium et non pas le carbone. Cela pourrait se fonder sur le fait que le silicium est non seulement tétravalent comme le carbone, mais qu'il est susceptible de erstwhile des complexes penta- et hexa-coordinés chargés et stables. Ceux-ci pourraient avoir des propriétés catalytiques intéressantes qui ont été peu explorées dans les hypothèses exobiologiques.

Toutefois il faut remarquer l'extrême difficulté du silicium à former des liaisons multiples qui sont nécessaires au fonctionnement des échanges dans la cellule. Les exemples de molécules de silicium présentant des liaisons multiples ou des valences différentes de Iv sont possibles uniquement avec des substituants particulièrement complexes. Un moment donné ^[Quand ?] des recherches ^{[Lesquelles ?]} de médicaments contenant du silicium ont été menées et finalement north'ont apporté aucun avantage ^{[réf. nécessaire]} .

Certains scientifiques ^{[Lesquels ?]} croient devoir conclure par la négative à ce genre de proposition. Selon eux, le silicium ne participerait que peu à des réactions biologiques mais servirait plutôt de support (enveloppes, squelettes, gels). Cependant, le silicium se trouve étroitement associé à l'ADN, à l'intérieur du noyau des cellules donc, cascade une fonction qui reste à identifier. Il existe aussi une enzyme dans la paroi des mitochondries qui participe au transport du silicium vers l'intérieur de celles-ci et pourrait être associé au wheel de Krebs. ^{[réf. nécessaire]}

Enfin, les arguments définitifs qui peuvent remettre en cause la possibilité de fifty'existence de forme de vie basée sur le silicium sont d'une office l'abondance relative du carbone dans l'univers qui est très largement supérieure à celle du silicium ^[24] et d'autre part, l'inertie chimique de la silice SiO_ii, solide, comparativement à la labilité du dioxyde de carbone CO₂, gazeux ^[25] .

50'hypothèse d'une vie basée sur du silicium apparaît dans united nations épisode de Star Trek (TOS, Les mines de Horta) et dans un roman de Philip Grand. Dick, Nick et le Glimmung ^[26] .

Production industrielle du silicium [modifier | modifier le lawmaking]

Le silicium n'existe pas naturellement à 50'état libre sur la Terre, mais il est très abondant sous forme d'oxydes, par exemple la silice ou les silicates. Le silicium est extrait de son oxyde par des procédés métallurgiques, et son niveau de pureté dépend de son utilisation finale.

Pureté du silicium [modifier | modifier le code]

Barreau de silicium de qualité solaire.

On distingue trois niveaux de pureté du silicium, désignés en fonction de 50'utilisation :

• silicium métallurgique (pureté 99 %), noté MG-silicium (en anglais : metallurgical grade ) ;
• silicium de qualité solaire (pureté 99,999 9 %), noté SoG-silicium ( solar class ) ;
• silicium de qualité électronique (pureté 99,999 999 99 %), noté EG-silicium ( electronic form ).

Product du silicium métallurgique [modifier | modifier le code]

Pour obtenir du silicium libre (parfois appelé improprement « silicium métal » cascade le distinguer du ferrosilicium), il faut le réduire. Industriellement, cette réduction s'effectue par électrométallurgie, dans un four à arc électrique ouvert dont la puissance peut aller jusqu'à environ 35 MW. La réaction globale de principe est une réaction carbothermique :

SiO_ii + C ⟶ Si + CO₂ .

La réalité est plus complexe, avec des réactions intermédiaires conduisant par exemple à la formation de carbure de silicium SiC, de monoxyde de silicium SiO (instable).

En pratique, le silicium est introduit sous forme de morceaux de silice (galets, ou morceaux de quartz filonien), mélangé à des réducteurs tels que le bois, le charbon de bois, la houille, le coke de pétrole. Compte tenu des exigences de pureté des applications finales, la silice doit être relativement pure (faible teneur en oxyde de fer en particulier), et les réducteurs soigneusement choisis (houille lavée par exemple).

Le mélange est déversé dans un creuset de plusieurs mètres de diamètre, où plongent des électrodes cylindriques en carbone (trois le plus souvent) qui apportent la puissance électrique et permettent d'atteindre les très hautes températures dont les réactions recherchées ont besoin (autour de iii 000 °C dans la région de l'arc électrique, à la pointe des électrodes).

Le silicium obtenu est recueilli dans des « poches », à fifty'état liquide, grâce à des orifices pratiqués dans le creuset: les trous de coulées. La coulée en silicium, à l'changed du ferrosilicium, est une coulée continue.

Il est ensuite affiné dans ces poches, par injection d'air et d'oxygène pour oxyder l'aluminium et le calcium.

Puis il est séparé du « laitier » (oxydes produits au cours des différentes étapes du procédé et entraînés avec le silicium) avant d'être solidifié :

• soit par coulée en lingotières ou sur une surface airplane ;
• soit par granulation à 50'eau (le silicium liquide est alors versé dans de 50'eau et les gouttes de silicium se solidifient en petits granules : opération relativement délicate).

Les réactions intermédiaires conduisant à la réduction du silicium produisent aussi une très fine poussière de silice amorphe, qui est entrainée par les gaz chauds (essentiellement air et dioxyde de carbone) émis par le four ; dans les installations modernes, ces gaz sont filtrés pour recueillir cette poussière de silice amorphe, qui est utilisée comme élément d'addition dans les bétons à haute performance.

Selon les applications, le silicium est utilisé sous forme de morceaux (production des alliages aluminium-silicium) ou sous forme de poudre obtenue par broyage (production des silicones).

Le silicium pour électronique est obtenu à partir du silicium électrométallurgique, mais nécessite une étape chimique (purification réalisée sur des silanes) puis un ensemble de purifications physiques, avant le tirage des monocristaux.

Préparation pour l'industrie électronique [modifier | modifier le code]

Préparation du silicium pur [modifier | modifier le code]

Fifty'opération southward'effectue à partir du trichlorosilane (SiHCI₃), ou du tétrachlorure de silicium (SiCl₄), ou du tétraiodure de silicium (SiI₄), etc. Par exemple, en attaquant du siliciure de cuivre à 300 °C par de l'acide chlorhydrique il se forme du trichlorosilane ; ce corps est purifié par une distillation très poussée ; il est ensuite décomposé à 950 °C en présence d'hydrogène ; on obtient des blocs compacts de silicium très pur (procédé Pechiney).

Préparation du monocristal [modifier | modifier le code]

Barreau de 302g (10,3cm de long et 4cm de diamètre) de silicium polycristallin destiné à la production de silicium monocristallin par le procédé de Czochralski.

Barre de silicium monocristal.

On désire obtenir des monocristaux de type N ; or le silicium obtenu chimiquement contient toujours quelques traces de bore et il est de type P ; on le cristallise donc et on le transforme en semi-conducteur de blazon N.

Principe [modifier | modifier le lawmaking]

On place dans un creuset en quartz une quantité de silicium correspondant sensiblement au poids du monocristal à obtenir ; on ajoute le donneur d'électrons ; aucune impureté ne doit perturber la cristallisation ; l'opération doit donc se dérouler dans une enceinte hermétiquement close, d'une propreté « chirurgicale », et dans une atmosphère neutre, ou sous vide.

Réalisation [modifier | modifier le lawmaking]

Autour de l'enceinte isolante en quartz est placé l'inducteur d'un générateur haute fréquence qui permet de porter le mélange Si-dopeur à la température de fusion, soit 1 500 °C environ. Lorsque la fusion est totale, 50'opération de cristallisation peut commencer ; à cet effet, un système mécanique de précision présente le germe monocristal au contact du bain, puis le soulève verticalement, très lentement, tout en lui imprimant une très lente rotation qui aide à l'homogénéisation. Le germe entraîne le silicium qui se trouve alors soustrait à l'activity de l'induction HF ; le Si se refroidit donc et cristallise suivant l'ordonnancement fixé par le germe.

Fifty'opération est très délicate ; la vitesse de levage doit être constante afin de ne pas perturber la formation du cristal ; la température du bain doit être également constante, à 0,ane °C près (et ceci vers one 500 °C). L'homogénéisation, aidée par les deux mouvements de levage et de rotation, est primordiale ; en effet, à mesure que l'opération progresse, le bain voit sa concentration en impuretés augmenter parce que ces dernières présentent plus d'affinité cascade la phase liquide que pour la phase solide.

Le monocristal obtenu se présente sous la forme d'un cylindre à peu près régulier, pouvant atteindre xxxcm de diamètre ^[27]  ; on le sectionne à ses deux extrémités : la tête, qui est très pure, servira de germe pour une opération ultérieure ; le bas, qui risque de ne pas être assez pur, est rejeté.

Préparation des galettes (wafers) [modifier | modifier le code]

Du fait du prix très élevé du silicium monocristallin, il faut éviter la perte de matière pendant la préparation des galettes (wafers). Le cristal étant très fragile, il faut éviter toute contrainte pouvant les déformer ou les briser. Par ailleurs, 50'état de surface des wafers doit être aussi parfait que possible et le traitement ne doit pas « polluer » le monocristal.

Tronçonnage [modifier | modifier le code]

Le silicium est découpé en galettes (wafers) de 0,2 à 0,3mm d'épaisseur au moyen d'une scie circulaire diamantée de grande précision. Le travail s'effectue dans l'eau afin d'éviter tout échauffement et toute pollution. Les déchets étant importants, les boues sont filtrées et la poudre de silicium est récupérée et utilisée à nouveau.

Rodage des faces [modifier | modifier le code]

Il a pour but d'éliminer les irrégularités de surface provoquées par les grains de poudre de diamant lors du tronçonnage ; il s'effectue avec de la poudre de carbure de silicium. Après le rodage mécanique, united nations rodage chimique vient supprimer les dernières irrégularités sur la couche superficielle qui peut avoir été polluée. À cet effet, on use des bains d'acides (acides fluorhydrique et nitrique) ; puis les wafers sont rincées soigneusement et séchées. Cette attaque chimique peut être remplacée ou complétée par un polissage électrolytique.

Découpage des pastilles [modifier | modifier le code]

On découpe les galettes (wafers) en united nations très k nombre de pastilles, avec précision, la largeur du trait de découpe étant aussi faible que possible ( 0,125 à 0,15mm ). Les bavures de découpage sont ensuite éliminées par attaque chimique suivie d'un rinçage.

Notes et références [modifier | modifier le code]

1. ↑ ^{a b c et d} (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemical science and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90^e éd., 2804p., Relié (ISBN978-1-420-09084-0)
2. ↑ (en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, «Covalent radii revisited », Dalton Transactions ,‎ 2008, p. 2832 - 2838 (DOI10.1039/b801115j)
3. ↑ (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, TF-CRC, 2006, 87^{due east} éd. (ISBN0849304873), p. 10-202
4. ↑ ^{a b et c} (en) « Silicon », sur NIST/WebBook , consulté le 28 juin 2010
5. ↑ Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
6. ↑ ^{a et b} Fiche Sigma-Aldrich du composé Silicon powder, 99.9995% trace metals basis, consultée le 23 août 2018.
7. ↑ « Silicium » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
8. ↑ WebElements Periodic Table of the Elements — Silicon
9. ↑ (en) Kröger, N., and E. Brunner. 2014. Circuitous-shaped microbial biominerals for nanotechnology: Complex-shaped microbial biominerals for nanotechnology. Wiley Interdiscip. Rev. Nanomed. Nanobiotechnol. vi: 615–627.
10. ↑ Jean-Louis Vigne, «Silicium », sur lelementarium.fr, Société Chimique de France & France Chimie (consulté le 9 juin 2019)
11. ↑ Dictionnaire Gaffiot Latin-Français 1934, entrée silex, p. 1442.
12. ↑ L'anomalie dilatométrique : l'eau, le silicium, le bismuth...etc...(site futura-sciences)
13. ↑ (en) William C. O'Mara, Robert B. Herring et Lee P. Chase, Handbook of semiconductor silicon technology, Park Ridge, N.J, Noyes Publications, 1990, 795p. (ISBN978-0-8155-1237-0, OCLC20825221), p. 349-352 .
14. ↑ Alexandre Fersman, La géochimie récréative, Éditions en langues étrangères, 1958, p. 97
15. ↑ Voir le certificate Les ressorts sur Wikibooks.
16. ↑ Article de la Vigie Optoélectronique de l'Agence pour la Improvidence de l'Data Technologique (Adit), numéro 116, octobre 2006, Lire en ligne
17. ↑ Étienne Roth (dir.), Bernard Poty (dir.), Robert Delmas et al. (préf. Jean Coulomb), Méthodes de datation par les phénomènes nucléaires naturels, Paris, Éditions Masson, coll. « Drove CEA », 1985, 631p. (ISBN2-225-80674-8), chap. 17 (« Silicium 32 et argon 39 »)
18. ↑ Birchall, J. D. (1990) The role of silicon in biological science. Chemistry in Britain: 141-144.
19. ↑ Biochemistry of Silicon and Related Problems, 40th Nobel Symposium (G. Bendz, I. Lindqvist Eds.) Plenum Press, New York (1978).
20. ↑ Silicon Retention in River Basins : far-reaching effects on biogeochemistry and aquatic nutrient webs in coastal marine environments. Humborg, C., Conley, D.J., Rahm, 50., Wulff, F., Cociasu, A., Ittekkot, V. Ambio. 29:45-50 (2000).
21. ↑ Issue of Danube River dam on Black Sea biogeochemistry and ecosystem structure. Christoph Humborg, Venugopalan Ittekkot, Adriana Cociasu, Bodo five. Bodungen. Nature 386: 385-388 (1997) ; doi:ten.1038/386385a0.
22. ↑ ^{a et b} «Silicium G5 : le complément alimentaire en trop », sur Sciences et Avenir, 26 mars 2012 (consulté le 1^er septembre 2022)
23. ↑ Silicon Biochemistry, in Ciba Foundation Symposium 121 (eds D. Evered and M. O'Connor) John Wiley & Sons (1986)
24. ↑ (en) « Could Life exist based on Silicon rather than Carbon?  », sur NASA (consulté le 27 mai 2011)
25. ↑ (en) Raymond Dessy, « Could silicon be the basis for alien life forms, just as carbon is on Earth?  », sur Scientific American (consulté le 27 mai 2011)
26. ↑ Dick, Philip Kindred, 1928-1982. et Pracontal, Mona de. (trad. de 50'anglais), Le guérisseur de cathédrales : suivi de Nick et le Glimmung, Paris, J'ai lu, dl 2015, 314p. (ISBN978-2-290-03379-i et 2-290-03379-0, OCLC936564458, lire en ligne), chapitre five, p235
27. ↑ Chimie générale cascade ingénieur, Claude K.Due west. Friedli, folio 105, presses polytechniques et romandes, lien sur Google livres

Voir aussi [modifier | modifier le code]

Sur les autres projets Wikimedia :

• Silicium, sur Wikimedia Commons
• silicium, sur le Wiktionnaire
• in silico, sur le Wiktionnaire

Articles connexes [modifier | modifier le lawmaking]

• Silicène et Silicyne
• Silicium amorphe
• Silicium monocristallin
• Silicium polycristallin
• Silicium 42
• Silicium poreux
• Silicium noir
• Biochimies hypothétiques
• Silsesquioxane

Liens externes [modifier | modifier le code]

• Un site consacré à la biologie du silicium
• (en) «Technical data for Silicon » (consulté le 24 avril 2016) , avec en sous-pages les données connues pour chaque isotope
• (en) Solar Grade Silicon: Prove stopper or infinite source, sur le site jointsolarpanel.nl

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Comment Savoir Si C'est De L'aluminium,

Source: https://fr.wikipedia.org/wiki/Silicium

Posted by: baumfivemplarity69.blogspot.com

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