Silizium / Siliziumkarbid
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Silizium / Siliziumkarbid

Silizium ist ein Halbleiter und als solcher ein wichtiger Bestandteil von Solarzellen, Sensoren und Integrierten Schaltkreisen. Darüber hinaus bildet es die Grundlage für eine Vielzahl von Silikatminerale, wie sie ca. 90% der Erdkruste ausmachen. In Form von SiC wird es gerne als Gleitlager und in der Feuerfestindustrie eingesetzt.

Element

Produktname

Korngrößenverteilung

Reinheit [%]

Schüttdichte [g/cm3]

Kornform/Herstellungsprozess

Zusätzliche Informationen

Silizium (Si)

FAST-Si-100

d(90):

d(50):

d(10):

9,5 µm

4,5 µm

1,2 µm

>99,995

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Siliziumkarbid (SiC)

FAST-SiC-100

ds-3:

ds-50:

ds-94:

14,2 μm

6,1 μm

1,9 μm

grünes SiC

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Weitere Spezifikationen auf Anfrage

 

Silizium ist ein blau-graues, glänzendes Halbmetall der 14. Gruppe des Periodensystems. Zusammen mit Sauerstoffatomen bildet es sogenannte Silikattetraeder. Diese Tetraeder können auf vielfältige Art miteinander kombiniert werden und bilden die Grundlage für eine Vielzahl an Silikatmineralen. Etwa 90% der Erdkruste bestehen aus eben solchen. Das mit Abstand häufigste Silikatmineral ist hierbei Feldspat (50-60 vol.%), wobei aber auch Edelsteine, wie Aquamarin oder Smaragd dazuzählen.

In der deutschen Literatur wird Quarz (SiO2) nicht zu den Silikatmineralen gezählt. In Form von Quarzsand und Quarzit bildet es jedoch die Hauptquelle von Silizium.

Die Anwendungen von Silizium sind vielfältig und im Wesentlichen von der Reinheit des verwendeten Silizium abhängig. Der Großteil wird unaufbereitet in Form von Ton oder Quarzsand beispielsweise für die Zementproduktion verwendet. Als Ferrosilikon wird es zu geschmolzenem Gusseisen hinzugefügt. Das Silizium fungiert hier als Sauerstoffsenke, wodurch der im Stahl gelöste Kohlenstoff Gehalt kontrolliert werden kann. Silizium von metallurgischer Qualität (90-95% Reinheit) wird zum überwiegenden Teil für Aluminium-Silizium Legierungen (Silumin) verwendet. Hier reduziert Silizium die Wärmekontraktion während des Erstarrens und verbessert dessen Härte und Verschleißfestigkeit.

Darüber hinaus ist Silizium ein Halbleiter. Durch Dotieren mit Bor oder Arsen kann dessen Leitfähigkeit erhöht werden. Silizium Halbleiter werden für Integrierte Schaltkreise, Sensoren oder Solarzellen verwendet.

In der Solarindustrie, wird Silizium bis zu einer Reinheit von >99,99 % verwendet. Für andere Halbleiter Anwendungen werden Reinheiten von 99.999 999 9 % (9N) nachgefragt.

Zu guter Letzt ist Silizium der Namensgeber für die Hochtechnologie Region „Silicon Valley“ in Kalifornien. Dort wurden Silizium basierte Transistoren und Integrierten Schaltkreise erstmals entwickelt.

Mithilfe des Acheson Verfahrens wird aus Quarzsand (SiO2) und Petrolkoks α-Siliziumcarbid hergestellt. Hochreine β -SiC Pulver werden aus chlorhaltigen Carbosilanen mithilyasfe der chemischen Gasphasenabscheischeidung (CVD) hergestellt. SiC ist die verbreitetste Nichtoxidkeramik. Bauteile aus SiC weisen gute mechanische Eigenschaften auf, besitzen eine außerordentliche Härte, gepaart mit sehr guter Thermoschockbeständigkeit und sind gegenüber Säuren sowie Basen chemisch inert. Dies ermöglicht den Einsatz unter aggressivsten Bedingungen. SiC wird gerne in der Feuerfestindustrie als Konstruktionsmaterial und oder Heizelemente verwendet. Eine weitere häufige Anwendung sind Gleitlager aus SiC.

Element

Silizium

Symbol

Si

Ordnungszahl

14

Farbe / Aussehen

Blau-grau metallisch

Schmelzpunkt

1414 °C

Dichte

2,33 g/cm3