العثور على عنصر يعد جزءًا من الصناعة الإلكترونية، سنتحدث اليوم عن إيجاد أحد العناصر التي تعد جزءًا من الصناعة الإلكترونية، لأن هناك العديد من العناصر المستخدمة في الصناعة الإلكترونية، وأهمها السيليكون، لأنه يحتوي على العديد من العناصر والخصائص التي تجعله قادراً على إجراء قيادات ممتازة، والتي سنتحدث عنها في مقالتنا.
مقدمة لدراسة أحد العناصر الداخلة في الصناعة الإلكترونية
هناك أنواع عديدة من العناصر التي تتكون منها الإلكترونيات، وتساعد بشكل كبير في توصيل الكهرباء ونقل الإشارات من جزء إلى آخر، ومن بين هذه العناصر ما يلي:
ما هو السيليكون؟
- السيليكون مادة تم اكتشافها عام 1977 وتنتمي إلى فئة العناصر الطبيعية وتعطي تشابهًا كبيرًا مع المعدن.
- السيليكون عنصر طبيعي نقي يتكون من مادة رمادية يصعب لمسها.
- يُعرف السيليكون بلونه الداكن وبريقه، مثل المعدن
- السيليكون هو أحد العناصر التي يمكن صنعها في العديد من الأشكال.
- السيليكون عنصر كيميائي وينتمي إلى المجموعة الرابعة عشرة من عناصر الجدول الدوري وتعرف باسم أشباه المعادن وكذلك أشباه الموصلات ويبلغ عددها الذري 14 كم.
- بالإضافة إلى أن السيليكون هو ثاني أكثر العناصر وفرة على الكوكب بعد الأكسجين، ولا يوجد السيليكون في شكله النقي، بل يتم دمجه مع العديد من العناصر الأخرى في قشرة الأرض كمركبات، بما في ذلك ثاني أكسيد السيليكون، وهو أحد مكونات الرمل. .
- يمكن استخدام السيليكون كمادة متعددة الاستخدامات مع مجموعة واسعة من التطبيقات والأجهزة الإلكترونية، كما يستخدم في صناعة الزجاج وقطع غيار السيارات.
شاهد أيضاً: استخدام السيليكون في الحياة اليومية
ميزات السيليكون
- من خصائص عنصر السيليكون أنه يحتوي على بلورة على شكل ماس تعرف باسم كربونات الماس.
- إنه عنصر غير نشط عند درجة الحرارة العادية، ولكنه يتفاعل بعنف عند درجة حرارة عالية
- يعد السيليكون أيضًا مكونًا مهمًا في إنتاج العديد من الأجهزة الإلكترونية الحساسة.
- كما يتم استخلاص زيت السيليكون، والذي يتميز بخصائص فريدة تسهل تشغيل المحركات، مما يمنحها النعومة والمطاط ليعمل بشكل جيد.
- يستخدم في انتاج الاجهزة الطبية لذلك فهو سهل الاستخدام ويعطي افضل اداء.
- يمكن استخلاص عنصر السيليكون باستخدام الأكسيد الموجود في الألومنيوم، ويمكن أيضًا استخراجه باستخدام رباعي كلوريد السيليكون.
سبيكة السيليكون
- تتشكل السبائك من خلال دمج العناصر مع محلول معدني قوي وغالبًا ما يتم دمج السيليكون مع الألومنيوم لإنتاج سبيكة سيليكون تستخدم في صنع الأجزاء المعدنية وتعتمد على النسبة المئوية للألمنيوم.
- تتميز سبائك السيليكون بمستويات مختلفة من صلابة الكسر وخصائص أخرى، حيث يتراوح وزن السيليكون بين 5 و 23٪ من حيث الوزن، وتتميز سبائك السيليكون بقوتها العالية، والتي يتم تحديدها من خلال تكوين سبائك متعددة الأطوار.
- أحد الأشياء الرائعة في سباك السيليكون هو أنه متين ودقيق للغاية ويمكن استخدامه في العديد من التطبيقات.
- كما أنها توصل درجة الحرارة بشكل جيد للغاية وتعطي بسهولة الشكل المطلوب.
لماذا يستخدم السيليكون في صناعة الإلكترونيات؟
- يستخدم السيليكون في صناعة الأجهزة الإلكترونية لما له من خصائص مهمة، ومن أهم خصائصها أنه من أشباه الموصلات، أي أنه يستطيع توصيل الكهرباء في ظل ظروف معينة وهو عازل.
- تتمتع خلية السيليكون بخصائص فريدة تسمح لها بحل العديد من التحديات التي تواجه صناعة الإلكترونيات.
- يتم تعديل خصائص السيليكون من خلال عملية صناعة السبائك، وهو مادة مثالية لصنع الترانزستورات لتضخيم الإشارات الكهربائية.
- وتجدر الإشارة إلى أن هذا هو أحد العناصر المكونة لقشرة الأرض.
- هذه الخصائص هي سبب كونها مثالية كأجهزة إلكترونية.
- كما أنه الأكثر وفرة في القشرة الأرضية، وسبائكه بأسعار معقولة.
السيليكون والموصلات
- من أجل صنع السيليكون كأشباه موصلات، يجب معالجة الشوائب الصغيرة لتحرير الإلكترونيات دون تغيير الحرارة، على الرغم من وجود العديد من أنواع المواد التي تعتبر أشباه موصلات في السيليكون، وهما من أكثر المواد المستخدمة على نطاق واسع في التطبيقات الإلكترونية .
- يمكن إنشاء N عن طريق إدخال شوائب السيليكون، وله إلكترون واحد لكل ذرة، لذلك هناك العديد من الإلكترونات الحرة، والسيليكون مشحون سالبًا.
- تتشكل المادة P عن طريق إضافة عنصر يحتوي على جزء من ذرات الإلكترون أصغر بكثير من السيليكون، وهي مادة موجبة، وتستخدم العديد من الأجهزة كلا النوعين من السيليكون، وهو عبارة عن أشباه موصلات.
- هناك العديد من الأشياء الأكثر تعقيدًا في الأجهزة الإلكترونية، بالإضافة إلى حقيقة أن السيليكون هو أساس الكثير من الإلكترونيات، وهو يدعم جميع أجهزة الكمبيوتر العملاقة وكذلك الهواتف الذكية.
السيليكون النقي والالكترونيات
- يستخدم السيليكون على نطاق واسع كأشباه موصلات في الأجهزة الإلكترونية، بما في ذلك الترانزستورات ولوحات الدوائر المطبوعة والدوائر المتكاملة، والتي تمتلك خصائص السيليكون لتحقيق أداء ممتاز، ولا تحتوي المادة العازلة على إلكترونات حرة.
- يستخدم السيليكون في الأجهزة الإلكترونية مثل شبه السيارات والترانزستورات والدوائر المتكاملة.
- كما أن لها خصائص مميزة مثل العزل الكهربائي الدائم.
- كما أنها تستخدم في صناعة أجهزة الاستشعار.
- وهي مسؤولة في الأجهزة عن التغيرات في الضغط والهواء فيما يسمى بالمقاومات.
- ما يسمى بأشباه الموصلات، وهي مادة عازلة، تتحول بسهولة إلى موصل.
- هناك أيضًا عدد من الإلكترونات التي تنتمي إلى مادة قادرة على توصيل الكهرباء بشكل كامل، والسليكون له فرق منخفض من خلال نطاق التكافؤ وكذلك نطاق التوصيل.
- يساعد الاختلاف الناتج عن الطاقة المختلفة في تحريك الإلكترونيات قليلاً عبر نطاق التكافؤ، والذي من خلاله يصبح السيليكون بسهولة أشباه موصلات.
- يمكن أن تستخدمه صناعة أشباه الموصلات في الأجهزة الباعثة للضوء وبعض أنواع الليزر.
- كما أنها تشارك في إنتاج معدات الاتصالات ومعالجة الإشارات وتعمل على تنظيم إدارتها.
- تمتص الشحنات الكهربائية العادية، وتجدر الإشارة إلى أنها تتأثر بشدة بدرجات الحرارة المرتفعة.
- كما أنه يتحمل الفولتية العالية ويمتص الشحنات السالبة الزائدة.
- كما أنها تستخدم في إنتاج أفران الميكروويف وأجهزة الكمبيوتر الكبيرة، وهي عامل رئيسي في إنتاج الهواتف الذكية.
- هذا عامل رئيسي في إنتاج الثنائيات، مما يسهل بشكل كبير مرور التيار الكهربائي في مكان واحد ويمنع الشحنات المفاجئة.
المكونات الرئيسية للدائرة الإلكترونية
- تتكون الدائرة الإلكترونية من مجموعة من العناصر مثل المقاومات بجميع أنواعها والمكثفات وترانزستور السيليكون.
- يتم استخدامه في إنتاج الأجهزة الحديثة مثل PlayStation و Wi-Fi لأن عنصر السيليكون يوفر سرعة عالية.
- يمتص الكهرباء الزائدة ويعتبر الحل النهائي لجميع أنواع المشاكل التي تواجهها الأجهزة الإلكترونية.
سبيكة من الألمنيوم والسيليكون
- تحتوي هذه السبائك فقط على الألومنيوم وكذلك السيليكون، على عكس السبائك متعددة العناصر، فهي قابلة للمعالجة بالحرارة ومفيدة لأنها تتمتع بتدفق ذوبان جيد وانكماش تجمد.
- تحتوي سبائك الألومنيوم والسيليكون على الألومنيوم والسيليكون، مما ينتج عنه سبيكة الألومنيوم المذكورة أعلاه.
- وتجدر الإشارة إلى أن سبائك الألومنيوم والسيليكون مفيدة جدًا في الصب، أي مع الحمل الحراري العالي، وهو الذوبان والانكماش، فإنها تعطي نتيجة جيدة.
- يتم إضافة العديد من العناصر المختلفة إلى سبائك الألومنيوم والسليكون، مثل المنغنيز والنيكل والكوبالت.
- الألومنيوم مفيد جدًا في صب الأجزاء باستخدام قوالب السيليكون، خاصة سبائك السيليكون التي تتكون من النحاس، وألمنيوم السيليكون غير قابل للغسل وله خصائص ميكانيكية رديئة، ويمكن إضافة عناصر أخرى، بما في ذلك سبائك المنغنيز والألمنيوم.
شاهد أيضاً: أفضل مصنع للأحذية المرنة في مصر
يستخدم السيليكون
- موصلية السليكون منخفضة جدا وخصوصا غير المعالج ولا تصلح كمادة لانتاج الدوائر الالكترونية ولكن يمكن للمتخصصين معالجتها واي عنصر اخر يضاف ولكن بكميات قليلة وهذا التنشيط هو ضمان من زيادة كبيرة في موصلية السيليكون.
- يتم تجاوز الاستجابة الكهربائية للسيليكون من خلال قيادة الشاحنة وكذلك عدد الموجات الحاملة والفعالة، وهذا النوع مهم جدًا في إنتاج أجهزة الكشف عن أشباه الموصلات والترانزستورات بالإضافة إلى إنتاج الكمبيوتر والخلايا الشمسية.
- يستخدم السيليكون كموصل لنقل ليزر رامان لتوليد ضوء ثابت بالسيليكون العضوي، ولكنه غير فعال للاستخدام كمصدر للضوء، كما أن السيليكون عنصر مهم في إنتاج العديد من الأجهزة الإلكترونية الحديثة، حيث يتم استخدامه في إنتاج رقائق الكمبيوتر.
- يعكس سطح السيليكون الضوء، ولكن بعد اختراع السيليكون الشهير، أصبح السيليكون الأسود قادرًا للغاية على امتصاص الضوء، مما يجعله مميزًا للخلايا الشمسية لأنه يستطيع امتصاص الأشعة تحت الحمراء، ويبلغ طول موجته حوالي 2500 نانومتر. .
- يمكن أن يمر السيليكون بعمليتين قبل أن يتم استخدامه في صنع الأجهزة الإلكترونية، وإحدى العمليات الأولى هي التنقية، والتي تتضمن تحويله من خلال السيليكون الذي لم يكن سيليكونًا خالصًا.
- يستخدم عنصر السيليكون في إنتاج عناصر البناء لاحتوائه على العديد من العناصر مثل أكسيد السيليكون وثاني أكسيد السيليكون.
- يستخدم السيليكون أيضًا في إنتاج رقائق الكمبيوتر، وهو أحد المكونات المهمة في إنتاج الترانزستورات.
- حيث أنه عنصر مهم في صناعة المعرفة الكاملة للأجهزة الإلكترونية.
- تستخدم رقائق الكمبيوتر هذه في إنتاج أجهزة الكمبيوتر بأشكال مختلفة ومسجلات ومنطق رقمي.
استخدامات أخرى للسيليكون في الحياة
- الرمل، وهو ثاني أكسيد السيليكون، مع طين سيليكات الألمنيوم الخاص يمكن أن يصنع الخرسانة، وكذلك الأسمنت.
- يستخدم السيليكون في إنتاج الزجاج، والمطاط الموجود فيه قادر على منع تسرب المياه في الحمامات وحول النوافذ.
- هذا يقلل من استهلاك الطاقة للأجهزة.
- ينظم مستوى الجهد.
- يشارك في إنتاج الدوائر ويعمل على تقليل حجم استخدامها.
- توضيح وقت التصنيع الطويل للأجهزة التي تحتوي على أشباه موصلات السيليكون.
- يعمل على تقليل الكهرباء ذات الجهد العالي.
- يتم استخدامه لتشغيل وإيقاف مصادر التيار الكهربائي.
راجع أيضًا: دراسة الحركة المعجلة مع المراجع
إيجاد أحد العناصر المكونة للصناعة الإلكترونية
من أهم العناصر القادرة على صنع الإلكترونيات السيليكون، فهو مادة مرنة تستخدم في إنتاج العديد من الأجهزة الإلكترونية العملاقة بالإضافة إلى استخدامه في إنتاج قطع غيار السيارات، كما يمكنه تحمل العديد من درجات الحرارة العالية، ويمكن أن يتحد السيليكون مع الألمنيوم لإنتاج الكثير من الإلكترونيات الضخمة، في ختام مقالنا عن البحث عن أحد العناصر المدرجة في الصناعة الإلكترونية، حيث اكتسبت العناصر الخاصة في الصناعة الإلكترونية أهمية كبيرة، وأهمها وهو عنصر السيليكون، القادر على إنتاج العديد من الأجهزة التي يحتاجها الناس في الوقت الحاضر ونحن نتطلع إلى مشاركاتك وتعليقاتك.