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PURIFICATION DU SILICIUM

 

 

Sur terre, le silicium n'existe pas naturellement à l'état pur, mais sous forme d'oxydes.

Le silicium est extrait de son oxyde par des procédés métallurgiques, et son niveau de pureté dépend de son utilisation finale.

 

 Pureté du silicium

Le silicium a trois niveaux de pureté, nommé en fonction de l'utilisation :

  • Le silicium métallurgique, pur à 99 % (noté MG-silicium).

  • Le silicium de qualité solaire, pur à 99,999 9 %  (noté SoG-silicium).

  • Le silicium de qualité électronique, pur à 99,999 999 99 %   (noté EG-silicium).

 

[En théorie nous utiliserons un silicium pur a 100%]

 

 Production du silicium métallurgique

       Pour obtenir du silicium pur , il faut le réduire industriellement. Cette réduction s'effectue par électrométallurgie. La réaction globale de principe est une réaction de carboréduction :

 

 

SiO2 + C → Si + CO2.

 

 

 

 

UTILISATIONS DU SILICIUM

 

Les utilisation du silicium, par ces multiples caracteristique sont variées, tel que: 

 

-La synthèse des silicones: 

            La synthèse des silicones représente environ 40 % de la consommation du silicium. Ces polymères [(CH3)2SiO] sont utilisés principalement dans des mastics isolants.

 

-Les semi-conducteurs:

           Les propriétés de semi-conducteur du silicium ont permis la création de transistors, puis des circuits intégrés. C'est aujourd'hui un élément essentiel pour l'électronique, principalement grâce a la possibilité d’obtenir du silicium pur à plus de 99,999 99 %                                  

*Photovoltaïque:

     En tant que semi-conducteur, le silicium est aussi l'élément principal des cellules photovoltaïques. Celles-ci sont alors montées en panneaux solaires pour la génération d'électricité.

 

 

-Les composants mécaniques:

          Le silicium présente à l'état pur des caractéristiques mécaniques élevées qui permettent de l'utiliser pour la réalisation de petites pièces destinées à certains micromécanismes, comme la fabrication de ressorts spiraux destinés à des montres mécaniques haut de gamme.

 

-Les alliages aluminium-silicium:

        La principale utilisation du silicium en tant que corps simple est en alliage avec l'aluminium.  Les alliages aluminium-silicium représentent environ  55 % de l’utilisation du silicium. Les alliages aluminium-silicium sont principalement utilisés pour l'élaboration de pièces moulées, dans le domaine de l'automobile (ex : jantes en alliage) et en aéronautique (ex : éléments de moteurs électriques embarqués).

 

 

Le silicium est aussi utilisé comme composé pour de nombreux materiaux tel que:

 

-Le verre, fabriqué en faisant fondre du sable principalement composé de SiO2 avec du carbonate de calcium (CaCO3) et du carbonate de sodium (Na2CO3 ).

 

-Le quartz,  utilisé sous forme de cristal comme matériau transparent, plus résistant à la chaleur que le verre (ampoule de lampes halogènes) car il est plus difficile à faire fondre.

 

-Le sable de silice,  un des composants des céramiques.

 

-La silice, ajoutée à du carbone elle est utilisée dans la fabrication des pneumatiques.

*La silice très fine est utilisée pour faire des bétons très résistant. 

                     

-Le silicate de calcium CaSiO3,  entrant dans la composition du ciment.

 

 

Le silicium peut aussi être utilisé comme composé après avoir subi des synthèses chimiques comme:

 

Le ferro-silicium, utilisé comme élément dans la fabrication d'aciers ou de fontes.

 

Le carbure de silicium, qui  possède une structure cristalline analogue à celle du diamant, et donc une dureté proche de celui-ci, est utilisé comme abrasif ou sous forme de céramique pour les outils d’usinage.

 

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