O silício, o segundo elemento mais abundante na crosta terrestre, é fabricado através de um processo de várias etapas que começa com a extração de sílica da areia e termina com a produção de silício de alta pureza. Aqui está um colapso:

1. Mineração e extração:

* areia de sílica: A principal fonte de silício é a areia de sílica, que é extraída de vários depósitos em todo o mundo.
* Extração química: A areia de sílica é composta principalmente por dióxido de silício (SiO2). Para extrair silício, a areia é tratada com um agente redutor, tipicamente carbono na forma de Coca-Cola, em um forno de alta temperatura. Esta reação reduz o dióxido de silício ao silício e dióxido de carbono:
SiO2 + 2C → Si + 2CO

2. Silício de grau metalúrgico (MG-Si):

* Produção de fornos de arco: A reação acima é realizada em um grande forno de arco elétrico.
* impurezas: O silício produzido nesta etapa é chamado silício de grau metalúrgico (MG-Si) e contém várias impurezas, incluindo ferro, alumínio e cálcio.
* Aplicações: O MG-Si é usado principalmente na produção de ligas, principalmente na indústria de alumínio e nas células solares.

3. Purificação:

* Siemens Processo: Para obter silício de alta pureza, o MG-Si precisa de um refinamento adicional usando um processo chamado processo Siemens. Isso envolve reagir o MG-Si com cloreto de hidrogênio (HCL) a altas temperaturas para formar triclorossilano (SIHCL3):
Si + 3HCl → SiHCl3 + H2
* Destilação : O triclorosilano é então destilado para remover impurezas.
* Decomposição: Finalmente, o triclorossilano purificado é decomposto em altas temperaturas para produzir silício policristalino (polissilício):
2SIHCL3 → SI + 2HCL + SICL4

4. Polissilício:

* alta pureza: O polissilício é uma forma de alta pureza de silício (99,99999%) e é usado na fabricação de células solares, semicondutores e outras aplicações de alta tecnologia.

5. Silício de cristal único (monossilicon):

* Crescimento do cristal: Para criar silício de cristal único (monossilicon), o polissilício é derretido e um cristal de semente é introduzido no fundido. O cristal de semente é cuidadosamente puxado para fora do fundido, resultando no crescimento de um único cristal.
* Aplicações: O monossilicon é usado na fabricação de circuitos integrados (ICS), transistores e outros dispositivos eletrônicos avançados.

Resumo:

A fabricação de silício envolve uma série de etapas, desde a mineração de areia de sílica até refiná-la em silício de alta pureza. O processo requer altas temperaturas, equipamentos especializados e controle de qualidade rigoroso para produzir silício adequado para várias aplicações.