Silisyum ve Uygulama Alanları

Silisyum Nedir?

Silisyum, sembolü Si olan kimyasal bir elementtir. Periyodik tabloda 3. periyot 4A grubunda yer alır ve metaloid olarak sınıflandırılır, yani hem metal hem de metal olmayan özelliklere sahiptir. Silisyum, dünyanın en bol ikinci elementidir ve genellikle silikat minerallerinde bulunur. Oda sıcaklığında katı hâldedir. Silisyum, yarı iletken endüstrisinde yaygın olarak kullanılan önemli bir malzemedir. Özellikle mikroçipler, güneş pilleri, optik lifler, transistör ve diyot üretiminde önemli bir rol oynar. "Silikon Vadisi" ismi, silisyumun (ingilizcede silicon) bilgisayar teknolojilerindeki bu yaygın kullanımından gelmektedir. Ayrıca cam yapımında, seramiklerde, beton üretiminde ve çeşitli kimyasal endüstrilerde de kullanılır. Silisyum, doğada saf halde bulunmaz, genellikle silika (SiO2) veya silikat mineralleri şeklinde bulunur. ^[1]

Britannica

Silisyumun Keşfi

1787'de Antoine Lavoisier silikanın temel bir kimyasal elementin oksidi olabileceğinden şüphelendi, ancak silisyumun oksijene olan kimyasal afinitesi o kadar yüksek ki oksidi indirgemek ve elementi izole etmek için hiçbir yol yoktu.^{[3], [4]}

1808 de Sir Davy, 1811 de Gay-Lussac silisyum üzerine çalışmış fakat onu yeni bir element olarak tanımlamamışlardır.

Silikona bugünkü adı 1817'de İskoç kimyager Thomas Thomson tarafından verildi.

Silisyumun keşfi 1824 yılında İsveçli kimyager Jöns Jakob Berzelius tarafından gerçekleştirilmiştir. Silisyum bundan önce de kullanılıyordu ancak element olarak ne olduğu bilinmiyordu.

Science History Institute

Silisyumun Allotropları

Saf Kristal Silisyum : Saydam olmayan koyu gri renkli, parlak sert ve kırılgan olup örgü yapısı elmasa benzer.

Science Photo Library

Amorf Silisyum : Koyu kahverengi renkli olup tane büyüklüğü nedeni ile kristal silisyumdan ayırt edilebilir. Kolay reaksiyona girer.

Wikimedia

Saf Silisyum Eldesi

Saf olarak silisyum eldesi, silisyum dioksitin (SiO₂) kok kömürü (grafit) ile elektrikli fırında bileşenlerine indirgenmesi sonucunda gerçekleşir. Gerekenden daha fazla karbon kullanılırsa silisyum karbür (SiC) oluşur.

$Si{O}_2+2C\to 2CO$

Silisyum klorür (SiCl₄) önce fraksiyonlu destilasyon yöntemi ile saflaştırılır. Daha sonra hidrojen ile indirgenir. Bu şekilde saf silisyum elde edilir.

$SiC{l}_4+2H_2\to Si+4HCl$

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Neden Desteğe İhtiyacımız Var?

Aslında maddi destek istememizin nedeni çok basit: Çünkü Evrim Ağacı, bizim tek mesleğimiz, tek gelir kaynağımız. Birçoklarının aksine bizler, sosyal medyada gördüğünüz makale ve videolarımızı hobi olarak, mesleğimizden arta kalan zamanlarda yapmıyoruz. Dolayısıyla bu işi sürdürebilmek için gelir elde etmemiz gerekiyor.

Bunda elbette ki hiçbir sakınca yok; kimin, ne şartlar altında yayın yapmayı seçtiği büyük oranda bir tercih meselesi. Ne var ki biz, eğer ana mesleklerimizi icra edecek olursak (yani kendi mesleğimiz doğrultusunda bir iş sahibi olursak) Evrim Ağacı'na zaman ayıramayacağımızı, ayakta tutamayacağımızı biliyoruz. Çünkü az sonra detaylarını vereceğimiz üzere, Evrim Ağacı sosyal medyada denk geldiğiniz makale ve videolardan çok daha büyük, kapsamlı ve aşırı zaman alan bir bilim platformu projesi. Bu nedenle bizler, meslek olarak Evrim Ağacı'nı seçtik.

Eğer hem Evrim Ağacı'ndan hayatımızı idame ettirecek, mesleklerimizi bırakmayı en azından kısmen meşrulaştıracak ve mantıklı kılacak kadar bir gelir kaynağı elde edemezsek, mecburen Evrim Ağacı'nı bırakıp, kendi mesleklerimize döneceğiz. Ama bunu istemiyoruz ve bu nedenle didiniyoruz.

Destek Ol

TİGEMER

Kullanım Alanları

Yarı İletken Endüstrisi : Silisyum, yarı iletken malzeme olarak elektronik endüstrisinde temel bir rol oynar. Mikroçipler, transistörler, entegre devreler ve diğer yarı iletken cihazların üretiminde kullanılır.

Tübitak Bilim Genç

Güneş Enerjisi : Silisyum, güneş pillerinin yapımında ana malzemedir. Güneş panelleri, güneş ışığını elektrik enerjisine dönüştürmek için silisyum tabakalarından oluşur.

TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi

Silikon ve Silikon Bileşikleri : Silisyum, silikon ve silikon bazlı bileşiklerin üretiminde kullanılır. Silikon, yalıtım, yapıştırıcılar, contalar, yağlar, kozmetik ürünler ve birçok endüstriyel uygulamada kullanılan çok yönlü bir malzemedir.

Cam Endüstrisi : Silisyum dioksit, cam yapımının ana hammaddesidir. Silisyum, camın dayanıklılığını artırır ve optik özelliklerini belirler.

Erzurum Teknik Üniversitesi

Seramik Endüstrisi : Silisyum dioksit, seramik malzemelerin üretiminde yaygın olarak kullanılır. Seramikler, porselenler, çömlekler ve seramik kaplamalar gibi birçok ürün, silisyum içeren bileşiklerden yapılır.

Optik Lifler : Optik fiberler, bilgi iletimi için kullanılan ince silindirlerdir. Silisyum, optik fiberlerin temel bileşenlerinden biridir ve iletişim endüstrisinde yaygın olarak kullanılır.

Shenzhen Optico Communication Co.,Ltd.

Kimyasal Endüstri : Silisyum, kimyasal katalizörlerin üretiminde, çeşitli kimyasal reaksiyonlarda katalizör olarak kullanılır ve birçok sentetik ürünün üretiminde önemli bir rol oynar.

Platin Online

Silisyumun Avantajları

Bu avantajlar, silisyumun geniş çapta kullanılmasını ve endüstriyel uygulamalarda önemli bir rol oynamasını sağlar.

• Yarı İletken Özellikleri : Silisyum, yarı iletken bir malzemedir ve bu özelliği elektronik endüstrisinde mikroçipler, transistörler, entegre devreler gibi birçok cihazın üretiminde kullanılmasını sağlar.
• Abundant Doğal Kaynaklar : Silisyum, dünyanın en bol ikinci elementidir ve doğada geniş çapta bulunur. Bu, silisyumun yaygın olarak kullanılabilmesini sağlar ve endüstriyel taleplere cevap verebilir.
• Termal ve Mekanik Dayanıklılık : Silisyum, yüksek termal ve mekanik dayanıklılığa sahiptir. Bu özellik, silisyumun çeşitli endüstriyel uygulamalarda dayanıklı bir malzeme olarak kullanılmasını sağlar.
• Kolay İşlenebilirlik : Silisyum, işlenmesi ve şekillendirilmesi kolay bir malzemedir. Bu özellik, endüstriyel üretim süreçlerinde verimliliği artırır ve çeşitli ürünlerin üretimini kolaylaştırır.
• Optik Özellikler : Silisyumun optik özellikleri, optik lifler, cam ve lensler gibi ürünlerin üretiminde önemli bir rol oynar. Bu özellikler, iletişim ve optik endüstrilerinde geniş bir kullanım alanı sağlar.

Silisyumun Dezavantajları

• Yüksek Enerji Tüketimi : Silisyumun saflaştırılması ve işlenmesi, yüksek enerji tüketen karmaşık bir süreçtir. Bu, üretim maliyetlerini artırabilir ve çevresel etkilere yol açabilir.
• Çevresel Etkiler : Silisyumun üretimi ve işlenmesi, atık üretimi, enerji tüketimi ve diğer çevresel etkilere neden olabilir. Özellikle silisyumun yarı iletken endüstrisindeki büyük talep, atık yönetimi ve çevresel sürdürülebilirlik konularında zorluklar yaratabilir.
• Silikon Bileşiklerinin Toksisitesi : Bazı silikon bileşikleri, özellikle bazı silikon monomerleri, toksik olabilir ve insan sağlığına zarar verebilir. Bu nedenle, silikon bazlı malzemelerin üretiminde ve kullanımında dikkatli olunmalıdır.
• Çatlamaya Yatkınlık : Silisyumun bazı yapısal formları çatlamaya ve kırılmaya karşı hassas olabilir. Bu, özellikle silisyum tabanlı cihazların dayanıklılığı ve uzun ömürlülüğü açısından bir dezavantaj olabilir.
• Üretim Maliyetleri : Silisyumun saflaştırılması ve işlenmesi karmaşık ve enerji yoğun bir süreçtir. Bu, üretim maliyetlerini artırabilir ve bazı endüstriyel uygulamalarda rekabetçi olmayabilir.