A wo ni ohun alumọni ologbele-irin
Ohun alumọni jẹ irin-amọ-olorin-awọ ati awọ-ifẹkufẹ ti o nlo lati ṣe irin, awọn ẹyin ti oorun, ati awọn microchips.
Ọgbẹni jẹ ẹya ti o pọ julọ julọ ni erupẹ ilẹ (lẹhin nikan atẹgun) ati idijọ mẹjọ ti o wọpọ julọ ni agbaye. Ni pato, o fẹrẹ jẹ ọgọrun ninu ọgọrun ninu iwuwo ti erupẹ ilẹ ni a le sọ si ọrọ-ọrọ.
Iwọn pẹlu nọmba atomiki 14 n ṣẹlẹ ni awọn ohun alumọni silicate, pẹlu silica, feldspar, ati mica, ti o jẹ awọn nkan pataki ti awọn apata ti o wọpọ bi quartz ati sandstone.
Kamẹra-irin (tabi metalloid ), ohun alumọni ni awọn ohun ini kan ti awọn mejeeji irin ati awọn ti kii-irin.
Gẹgẹ bi omi - ṣugbọn kii ṣe ọpọlọpọ awọn irin - itọnisọna kemikali ni ipo ti omi rẹ ati pe o fẹrẹ sii bi o ti n ṣe itumọ. O ni ilọsiwaju giga ati awọn ojutu ti o tẹju, ati nigba ti awọn ayẹwo crystallized kan akanṣe iwoye Diamond kan.
Imuwe si ipo oniyebiye gẹgẹbi olutọtọ ati lilo rẹ ninu ẹrọ itanna jẹ ẹya atomiki eleyi, eyi ti o ni awọn elemọ-ologun valence mẹrin ti o jẹ ki ohun alumọni lati ṣe amọpọ pẹlu awọn ero miiran ni irọrun.
Awọn ohun-ini:
- Aami aami atomiki: Si
- Atomu Nọmba: 14
- Ẹka Ẹka: Metalloid
- Density: 2.329g / cm3
- Melting Point: 2577 ° F (1414 ° C)
- Boiling Point: 5909 ° F (3265 ° C)
- Irọra Moh: 7
Itan:
Awọn ọlọgbọn ti Swedish Swedish Jakob Berzerlius ni a kà pẹlu akọkọ ohun alumọni ni ọdun 1823. Berzerlius ṣe eyi nipasẹ alapapo alabara itanna (eyi ti a ti sọ di mimọ fun ọdun mẹwa sẹyìn) ni omi ti a fi omi ṣan pẹlu pẹlu fluorosilicate potasiomu.
Ilana naa jẹ ohun alumọni amorphous.
Ṣiṣe ohun alumọni okuta, sibẹsibẹ, nilo diẹ akoko. A ko le ṣe ayẹwo apẹrẹ electrolytic ti silikoni kristeni fun ọdun mẹta miiran.
Ni iṣowo ti iṣowo ti akọkọ ti ọja-ara wa ni irisi ferrosilicon.
Lẹhin igbasilẹ ti Henry Bessemer ti ile-iṣẹ ti o wa ni ile-iṣẹ ti o wa ni ọdun karun ọdun 19th, o ni anfani pupọ ninu irin-irin- irin ati imọ-ẹrọ ninu awọn imupọ-irin-irin.
Ni akoko ti iṣaju iṣẹ iṣelọpọ akọkọ ti ferrosilicon ni awọn ọdun 1880, pataki ti o wa ni ọti-waini ni imudarasi ductility ni irin ẹlẹdẹ ati deoxidizing irin ti a mọ daradara.
Ṣiṣejade ni kutukutu ti ferrosilicon ni a ṣe ni awọn fifun igbona nipasẹ didi ohun elo ti o wa ninu ohun alumọni pẹlu eedu, eyi ti o mu ki o ni irin ẹlẹdẹ alumoni, ohun elo ti o ni ohun-elo ti o to 20 ogorun ohun alumọni.
Awọn idagbasoke ti awọn ina-mọnamọna ti ina ni ibẹrẹ ti ọdun 20th ko gba laaye nikan irin ti gbóògì , ṣugbọn tun diẹ sii ferrosilicon gbóògì.
Ni ọdun 1903, ẹgbẹ kan ti o ṣe pataki ni ṣiṣe ironroalloy (Compagnie Generate d'Electrochimie) bẹrẹ iṣẹ ni Germany, France ati Austria ati, ni 1907, a ṣeto ipilẹ ọja ohun-ini akọkọ ni US.
Ohun ti kii ṣe ohun elo fun awọn ohun ti o wa ni ṣiṣowo ti o wa ni iṣowo ti o to ni iṣowo ṣaaju ki opin ọdun 19th.
Lati ṣe awọn okuta iyebiye ni 1890, Edward Goodrich Acheson ni silicate aluminiomu ti a fọwọsi pẹlu erupẹ powdered ati pe o ṣe afihan ọja-ara ọja (SiC) laipe.
Ọdun mẹta nigbamii Acheson ti ṣe idilọwọ ọna ọna ti o ti ṣe ati ṣeto Kamẹra Carborundum (carborundum jẹ orukọ ti o wọpọ fun ẹbọn oloro ni akoko) fun idi ti ṣe ati tita awọn ọja abrasive.
Ni ibẹrẹ ọdun karundun 20, awọn ohun-ini ẹlẹmi-ọja ti awọn ọja ti o wa ni ẹmu ti a ti tun mọ, a si lo awọn ti a nlo ni olufẹ ni awọn ọkọ ayọkẹlẹ tete. A ṣe itọsi fun awọn awari wiwọ okuta iyebiye si GW Pickard ni 1906.
Ni 1907, a ti ṣẹda diode emitting ina akọkọ (LED) nipa lilo fifọka si okuta momọmu carbide.
Nipase ọdun 1930 ni lilo ohun elo silikoni pẹlu idagbasoke awọn ọja kemikali titun, pẹlu awọn silanes ati awọn siliki.
Idagbasoke ti ẹrọ itanna lori ọgọrun ọdun ti o ti kọja ni a ti tun sopọ mọ pẹlu ohun alumọni ati awọn ohun-ini rẹ ọtọọtọ.
Lakoko ti ẹda awọn transistors akọkọ - awọn ṣaaju si awọn microchips igbalode - ni awọn ọdun 1940 gbekele onibara , kii ṣe pẹ ṣaaju ki ọja iṣura ti dapọ si ibatan cousin rẹ gẹgẹbi ohun elo ti o ni iyọdapọ ti o tutu.
Awọn iṣọn Bell ati Awọn Texas bẹrẹ iṣẹ-iṣowo ti n ṣe awọn transistors ti o ni orisun-ọrọ ni ọdun 1954.
Awọn irin-iṣẹ ayika ti a fi ṣọkan ti a ṣe ni awọn ọdun 1960 ati, nipasẹ awọn ọdun 1970, awọn oniṣẹ ti o ni awọn ohun ti o wa ni ṣiṣan ti a ti ni idagbasoke.
Fun ẹrọ imọ-ẹrọ ti o ni imọ-ẹrọ ti o ni imọ-ọrọ ni o jẹ apẹrẹ ti awọn ẹrọ imọ-ẹrọ ati iširo igbalode, ko yẹ ki o jẹ iyalenu pe a tọka si ibudo iṣẹ fun ile-iṣẹ yii bi 'Silicon Valley.'
(Fun alaye ti o wo ni itan ati idagbasoke ti Silicon Valley ati imọ-ẹrọ microchip, Mo ṣe iṣeduro ni iwe-ipamọ iriri Amẹrika ti a npè ni Silicon Valley).
Laipẹ lẹhin ti ṣiṣi awọn transistors akọkọ, iṣẹ Bell Labs pẹlu ohun alumọni mu lọ si idiyele keji pataki ni 1954: Ẹrọ fọtovoltaic olorin akọkọ (oorun).
Ṣaaju si eyi, ero ti agbara agbara lati oorun lati ṣẹda agbara lori ilẹ ni a gbagbọ ko ṣeeṣe nipasẹ julọ. Ṣugbọn ni ọdun mẹrin lẹhinna, ni ọdun 1958, satẹlaiti akọkọ ti awọn ohun elo silikoni ti o ni agbara ṣe nipasẹ aye jẹ orbiting ilẹ.
Ni awọn ọdun 1970, awọn ohun elo ti nlo fun imọ-ẹrọ ti oorun ti dagba sii si awọn ohun elo ti ilẹ-aye gẹgẹbi imolara ina lori awọn epo-rigs ati awọn agbelebu irin-ajo.
Ninu awọn ọdun meji ti o ti kọja, lilo agbara oorun ti dagba sii ni afikun. Loni, iroyin imọ-ẹrọ Fọtovoltaic orisun-orisun oni-ọrọ ti o wa fun iwọn 90 ogorun ti ọja agbaye agbara agbara.
Ijajade:
Ọpọlọpọ awọn ohun alumọni ti a ti ṣawari ni ọdun kọọkan - nipa iwọn ọgọta - ti wa ni kikọ bi ferrosilicon fun lilo ninu irin ati irin tita . Ferrosilicon le ni nibikibi laarin 15 ati 90 ogorun ohun alumọni ti o da lori awọn ibeere ti smelter.
Awọn irin ti irin ati silikoni ti wa ni lilo nipa lilo ina ile-ina ti a fi sinu ina nipasẹ idinku idinku. Ohun-elo ọlọrọ siliki ati orisun orisun carbon gẹgẹbi ọfin idẹ (erupẹ metallurgical) ti wa ni fifẹ ati ki o gbe sinu ileru pẹlu pẹlu irin-irin.
Ni awọn iwọn otutu ti o to 1900 ° C (3450 ° F), carbon reacts with oxygen present in the ore, ti o mu gaasi epo. Awọn irin ati siliki ti o ku, ni akoko bayi, lẹhinna darapo lati ṣe ohun elo ti a fi oju-ara, eyiti a le gba nipa titẹ awọn ipilẹ ile ileru.
Lọgan ti tutu ati ki o ṣoro, awọn ferrosilicon le lẹhinna wa ni bawa ati ki o lo taara ni irin ati irin ẹrọ.
Bakannaa, laisi ifitonileti irin, ni a lo lati ṣe iṣedede ohun elo ti o wa ni irin-ajo ti o tobi ju 99 ogorun lọ. Awọn ohun elo ti a ṣe pẹlu irin-irin ni a nlo ni fifa-irin, bakanna bi ṣiṣe awọn aluminiomu aluminiomu ati awọn kemikali silane.
Ohun alumọni ti a ṣe ayẹwo ọja ti a ti sọtọ nipasẹ awọn ipele ailagbara ti irin, aluminiomu , ati kalisiomu ti o wa ninu ohun elo alloy. Fun apẹrẹ, 553 irin-irin irin-irin ni kere ju oṣuwọn ọgọrun-un ninu irin ati aluminiomu, ati pe o kere si 0,0 ogorun kalisiomu.
O to iwọn 8 milionu tonnesi ti a ti n ṣe ni ọdun kọọkan ni gbogbo agbaye, pẹlu owo-owo China fun iwọn 70 ogorun ti apapọ. Awọn oludari ti o tobi pẹlu Erdos Metallurgy Group, Ningxia Rongsheng Ferroalloy, Group OM Materials ati Elkem.
Diẹ 2,6 milionu tonnu metric ti ohun alumọni metallurgical - tabi nipa 20 ogorun ti irin-irin-irin-irin ti a ti fọ ni - ti a ṣe ni ọdun kọọkan. China, lẹẹkansi, awọn iroyin fun nipa iwọn ọgọrun ninu ẹjade yii.
Ibanuje si ọpọlọpọ ni pe awọn ila-oorun ati awọn itanna elerọ ti ohun-elo silikiti fun iye diẹ (kere ju iwọn meji) ti gbogbo ohun elo ti a ti fọ ọ.
Lati ṣe igbesoke si ohun-elo ṣelọpọ ti oorun-ọjọ (polysilicon), iwa-mimọ gbọdọ ni alekun si 99.9999% (6N) ohun alumọni mimọ. Eyi ni a ṣe nipasẹ ọkan ninu awọn ọna mẹta, ti o wọpọ julọ jẹ ilana Siemens.
Ilana Siemens jẹ iṣiro kemikali kemikali ti gaasi ti a mọ bi trichlorosilane. Ni 1150 ° C (2102 ° F) trichlorosilane ti wa ni fifun lori irugbin ti o ga ti o ga julọ ni opin ọpa. Bi o ti n kọja, o jẹ ohun alumọni ti o ga julọ lati inu gaasi ti o wa lori irugbin.
Awọn ohun elo ti o wa ni ibusun omi ti a fi n ṣatunṣe (FBR) ati igbega ẹrọ imọ-ẹrọ (UMG) ti a tun lo lati mu irin si polysilicon ti o dara fun ile-iṣẹ fotovolta.
230,000 tonnu ti polysilicon ti a ṣe ni ọdun 2013. Awọn oludari ti o ni asiwaju ni GCL Poly, Wacker-Chemie, ati OCI.
Níkẹyìn, lati ṣe ohun elo olomi-ẹrọ ti o dara julọ fun ile-iṣẹ semiconductor ati awọn imọ-ẹrọ Fọtovoltaic, polysilicon gbọdọ wa ni iyipada si ohun alumọni monocrystal ohun-elo nipasẹ ilana Czochralski.
Lati ṣe eyi, a ti yọ polysilicon ni irọ omi kan ni 1425 ° C (2597 ° F) ni ipo inert. A gbe ọpa ti o wa ni okuta igbẹ lẹhinna ti o ba sinu irin ti a ni amọ ati yiyi pada ati yiyọ, fifun akoko fun ohun alumọni lati dagba lori ohun elo irugbin.
Ọja ti o jẹ ọja jẹ ọpa (tabi boule) ti irin ti fadaka okuta iyebiye ti o le jẹ giga bi 99.999999999 (11N) ogorun mimọ. Opa yii le wa ni ida pẹlu boron tabi phosphorous bi a ṣe nilo lati mu awọn ohun elo iṣeduro titobi bi o ṣe nilo.
A le fi ọkọ ọpa apẹẹrẹ si awọn onibara bi o ti wa ni, tabi ti ge wẹwẹ sinu awọn ọgbẹ ati didan tabi ifojuri fun awọn olumulo pato.
Awọn ohun elo:
Lakoko ti o to ni iwọn mẹwa milionu tonnu metrosita ati irin-oni-iyebiye ti a ti sọ ni ọdọdun, opoju ti ohun alumọni ti a lo lopo ni kosi ni awọn ohun alumọni ohun alumọni, ti a lo ninu sisọ ohun gbogbo lati simenti, apamọwọ, ati awọn ohun elo, si gilasi ati awọn polima.
Ferrosilicon, bi a ṣe akiyesi, jẹ apẹrẹ ti o wọpọ julọ ti ohun alumọni ti fadaka. Niwon igba akọkọ lilo ni ọdun 150 ọdun sẹyin, ferrosilicon ti jẹ olutọju deoxidizing pataki ni sisẹ ti erogba ati irin alagbara . Loni, ṣiṣan ti irin ni o jẹ olutọju ti o tobi julọ ti ferrosilicon.
Ferrosilicon ni awọn ipa-ọna ti o pọ ju irin-ṣiṣe lọ, tilẹ. O jẹ ami-iṣaaju ni iṣelọpọ ti magnrosium ferrosilicon, nodulizer ti a lo lati ṣe irin irin ti ductile, bakannaa nigba ilana Pidgeon fun atunse giga magnẹsia ti o ga.
Ferrosilicon tun le ṣee lo lati ṣe awọn gbigbọn olorin ati awọn ohun elo ti oloro nitosi irin-irin ati ti irin-irin, eyiti a lo ninu sisọ awọn eroja eletiriki ati awọn ohun-elo afẹrọja.
Ohun elo onibara ti a le lo ni fifọnti irin ati olutọju oluranlowo ni simẹnti aluminiomu. Awọn ẹya ọkọ ayọkẹlẹ aluminiomu-aluminiomu (Al-Si) wa ni ina mọnamọna ati okun sii ju awọn irinše ti a sọ lati inu aluminiomu mimọ. Awọn ẹya ọkọ ayọkẹlẹ gẹgẹbi awọn ohun amorindun engine ati awọn rimu ọkọ oju-omi jẹ diẹ ninu awọn ẹya ara ẹrọ aluminiomu ti alumini pupọ julọ.
O fere to idaji gbogbo ohun alumọni metallurgical ti awọn ile-iṣẹ kemikali lo lati ṣe siliki fumed (oluranlowo gbigbọn ati apọju), awọn silanes (oluṣepopọpọ) ati silikoni (awọn ohun ọṣọ, adhesives, ati awọn lubricants).
Awọn polysilicon ti kii ṣe aworan Fọtovoltaic ni a ṣe lo ninu lilo awọn sẹẹli oorun polysilicon. Nipa marun toonu ti polysilicon ni a nilo lati ṣe ọkan megawatt ti awọn modulu oorun.
Lọwọlọwọ, awọn ohun elo imọ-ẹrọ ti o ni imọ-oorun ti o pọ ju idaji ti agbara oorun ti a ṣe ni agbaye, lakoko ti imo ero monosilicon ṣe afihan to 35 ogorun. Ni apapọ, ida mẹwa ninu agbara ti oorun ti awọn eniyan nlo ni a gba nipasẹ imọ-ẹrọ orisun-ọrọ.
Monocrystal ohun alumọni jẹ tun awọn ohun elo ti o ni ikọkọ semikondokita ti a ri ni imọ-ẹrọ igbalode. Gẹgẹbi awọn ohun elo sobusitireti ti a lo ninu iṣawari awọn transistors ti ipa ipa ilẹ (FETs), Awọn LED ati awọn iyika ti o wa ni ayika, ohun alumọni ni a le ri ni fere gbogbo awọn kọmputa, awọn foonu alagbeka, awọn tabulẹti, awọn itanro, awọn ẹrọ orin ati awọn ẹrọ ibaraẹnisọrọ miiran.
O ti wa ni ifoju pe diẹ ẹ sii ju ọkan lọ-mẹta ninu awọn ẹrọ itanna gbogbo ni imọ-ẹrọ alakoso-orisun oni-ọrọ.
Níkẹyìn, a lo ọpọlọpọ awọn ohun elo ẹrọ itanna ati awọn ẹrọ ti kii-ina mọnamọna, pẹlu awọn ohun elo ti n ṣatunṣe awọn ohun elo, awọn ohun elo ti o ni iwọn didun ati awọn ohun elo ti kii-ina, pẹlu awọn ohun elo amọda, awọn ohun elo gige, awọn ẹkun wiwa, awọn abrasives, awọn ọṣọ itẹjade ati awọn eroja alapapo.
Awọn orisun:
Akosile Itan ti Itanna Ohun elo Ti o Nlo ati Nkan Ferroalloy.
URL: http://www.urm-company.com/images/docs/steel-alloying-history.pdf
Holappa, Lauri ati Seppo Louhenkilpi.
Lori Igbesẹ ti Awọn Ikọlẹ-pẹlẹ ni Steelmaking. Okudu 9-13, 2013. Awọn mẹtala Ile-igbimọ Ferroalloys International. URL: http://www.pyrometallurgy.co.za/InfaconXIII/1083-Holappa.pdf
Tẹle Terence lori Google