Ciężar właściwy krzemu, właściwości, zastosowanie i tabela obliczania masy

Krzem jest pierwiastkiem chemicznym i jednym z najbardziej rozpowszechnionych składników skorupy ziemskiej. W naturze zwykle nie występuje w stanie wolnym, lecz w postaci dwutlenku krzemu, kwarcu, piasku i różnych minerałów krzemianowych.

Krzem techniczny otrzymuje się głównie przez redukcję krzemionki węglem w piecach elektrycznych. Czystsze formy krzemu stosuje się w elektronice, energetyce słonecznej, metalurgii i przemyśle chemicznym.

Gdzie występuje i jak otrzymuje się krzem

Wolny krzem prawie nie występuje w przyrodzie, ponieważ zwykle jest związany w minerałach. Główne formy naturalne to kwarc, piasek, krzemionka, skalenie, miki i inne krzemiany. Dlatego krzem należy do podstawowych pierwiastków surowców mineralnych, choć krzem metaliczny otrzymuje się dopiero w procesach przemysłowych.

W laboratorium krzem można otrzymywać przez redukcję związków krzemu aktywnymi metalami, na przykład magnezem lub aluminium. W przemyśle krzem techniczny produkuje się w piecach elektrycznych przez redukcję ditlenku krzemu węglem. Do elektroniki i ogniw słonecznych potrzebne jest następnie dodatkowe oczyszczanie do wysokoczystego krzemu polikrystalicznego albo monokrystalicznego.

Tabela ciężaru właściwego krzemu

Krzem jest twardą substancją krystaliczną, dlatego jego dokładną gęstość określa się na podstawie danych referencyjnych albo pomiarów laboratoryjnych. Do obliczeń zwykle stosuje się wartość około 2,33 g/cm³. Oznacza to, że 1 m³ krzemu waży około 2330 kg.

Ciężar właściwy i masa 1 m³ krzemu

Właściwości krzemu

Krzem jest twardą i kruchą substancją o ciemnoszarej barwie i metalicznym połysku. Krzem krystaliczny ma strukturę podobną do diamentu i należy do materiałów półprzewodnikowych.

W normalnych warunkach krzem jest dość stabilny, ale po podgrzaniu reaguje z tlenem, tworząc dwutlenek krzemu. W wysokich temperaturach reaguje także z wieloma metalami i niemetalami, tworząc krzemki oraz inne związki.

Dzięki połączeniu odporności chemicznej, właściwości półprzewodnikowych i zdolności do tworzenia trwałych związków krzem jest szeroko stosowany w przemyśle. Główne zastosowania obejmują:

• metalurgię, gdzie krzem stosuje się jako odtleniacz, dodatek stopowy i składnik żelazostopów;
• produkcję krzemu technicznego i polikrystalicznego;
• wytwarzanie elementów półprzewodnikowych, mikrochipów i ogniw słonecznych;
• produkcję silanów, silikonów i innych materiałów krzemoorganicznych;
• produkcję szkła, ceramiki, materiałów ogniotrwałych i stopów specjalnych;
• stosowanie w tworzywach sztucznych i powłokach jako dodatek funkcjonalny.