بحث عن أحد العناصر التي تدخل في صناعة الإلكترونيات

بحثًا عن عنصر يدخل صناعة الإلكترونيات، سنتحدث اليوم عن البحث عن أحد العناصر التي تدخل صناعة الإلكترونيات، حيث توجد العديد من العناصر المستخدمة في صناعة الإلكترونيات، وأهمها السيليكون. حيث أنه يحتوي على العديد من العناصر والخصائص التي تجعل من الممكن إجراء الموصلات .. ممتاز وهو ما سنتحدث عنه في مقالتنا.

مقدمة للبحث عن أحد عناصر صناعة الإلكترونيات

هناك أنواع عديدة من العناصر التي تصنع منها الإلكترونيات وتساعد بشكل كبير في توصيل الكهرباء ونقل الإشارات من أجزاء إلى أخرى ومن هذه العناصر ما يلي:

ما هو السيليكون؟

• السيليكون مادة تم اكتشافها في عام 1977 تندرج تحت فئة العناصر الطبيعية وتحمل تشابهًا وثيقًا مع المعدن.
• السيليكون عنصر طبيعي نقي يتكون من مادة رمادية مراوغة.
• يُعرف السيليكون بلونه الداكن وبريقه مثل المعدن
• السيليكون هو أحد العناصر التي يمكن استخدامها لصنع العديد من الأشكال.
• السيليكون عنصر كيميائي ويتبع عناصر المجموعة الرابعة عشرة من الجدول الدوري وتعرف باسم أشباه الفلزات وكذلك أشباه الموصلات ويبلغ عددها الذري 14 كم.
• كما يحتل السيليكون المرتبة الثانية على الكوكب بعد الأكسجين، ولا يوجد السيليكون في حالة نقية ولكنه يرتبط بالعديد من العناصر الأخرى في قشرة الأرض على شكل مركبات، بما في ذلك ثاني أكسيد السيليكون، وهو أحد مكونات الرمل.
• يمكن استخدام السيليكون كمادة متعددة الاستخدامات مع مجموعة متنوعة من التطبيقات والأجهزة الإلكترونية، كما يستخدم أيضًا في صناعة الزجاج وأيضًا لتصنيع قطع غيار السيارات.

راجع أيضًا: استخدام السيليكون في حياتنا اليومية

ميزات السيليكون

• من خصائص عنصر السيليكون أنه يحتوي على بلورة على شكل ماسة تُعرف بألماس الكربون.
• إنه عنصر غير نشط عند درجة الحرارة العادية، ولكنه يتفاعل بشكل كبير عند درجة حرارة عالية
• يعد السيليكون أيضًا عنصرًا أساسيًا في تصنيع العديد من الأجهزة الإلكترونية الحساسة.
• كما يتم الحصول على زيت السيليكون، الذي له خصائص فريدة، يمكنه تسهيل عمل المحركات، وإعطائها النعومة والمطاط لجعلها تعمل بشكل جيد.
• يتم استخدامه في صناعة الأجهزة الطبية ليسهل استخدامها لأداء أفضل ما لديها.
• يمكن استخلاص عنصر السيليكون عن طريق الأكسيد الموجود في الألومنيوم، ويمكن أيضًا الحصول عليه بواسطة 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، تُستخدم في صناعة الأجزاء المعدنية، بناءً على نسبة من الألومنيوم.
• يُفترض أن سبائك السليكون من خلال قوى شد مختلفة وخصائص أخرى، حيث يمثل السيليكون حوالي 5 إلى 23٪ من الوزن، وتتميز سبائك السيليكون بقوتها العالية، والتي يتم تحديدها من خلال تكوين سبائك متعددة المراحل.
• من خصائص مشابك السيليكون أنها قوية جدًا ودقيقة ويمكن استخدامها في العديد من الأجهزة.
• كما أنها توصل درجة الحرارة بشكل جيد للغاية ويسهل تشكيلها بالشكل الذي تريده.

لماذا يستخدم السيليكون في صناعة الإلكترونيات؟

• يستخدم السيليكون في صناعة الأجهزة الإلكترونية لما له من خصائص مهمة، من أهمها أنه من أشباه الموصلات، أي يمكنه توصيل الكهرباء في ظل ظروف معينة وهو عازل.
• عنصر السيليكون له خصائصه الفريدة التي تحل العديد من المشاكل في صناعة الإلكترونيات.
• يتم تعديل خواص السيليكون عن طريق عملية تعاطي المنشطات وهي مادة مثالية لتصنيع الترانزستورات المستخدمة لتضخيم الإشارات الكهربائية.
• والجدير بالذكر أنه أحد مكونات القشرة الأرضية.
• هذه الخصائص تجعلها أجهزة إلكترونية مثالية.
• وهو أيضًا الأكثر شيوعًا في قشرة الأرض، وسبائكه غير مكلفة.

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 شيوعًا المستخدمة في تطبيقات الإلكترونيات .
• يمكن إنشاء N عن طريق إدخال شوائب السيليكون وله إلكترون واحد لكل ذرة، وبالتالي هناك العديد من الإلكترونات الحرة والسيليكون مشحون سالبًا.
• تتكون المادة P بإضافة العنصر الذي يحتوي على جزء من الذرات الإلكترونية أصغر بكثير من السيليكون وهي مادة موجبة والعديد من الأجهزة تستخدم السيليكون من كلا النوعين وهو شبه موصل.
• هناك العديد من الأشياء الأكثر تعقيدًا عندما يتعلق الأمر بالأجهزة الإلكترونية، بالإضافة إلى حقيقة أن عنصر السيليكون هو أساس الكثير من الإلكترونيات ويعمل على تشغيل جميع أجهزة الكمبيوتر العملاقة وحتى 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 لها 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.
• في الأجهزة، تكون مسؤولة عن تغيرات الضغط والهواء فيما يسمى بالمقاومات.
• يمكن بسهولة تحويل ما يسمى بأشباه الموصلات، وهي مادة عازلة، إلى موصل.
• هناك أيضًا عدد من الإلكترونات التي تنتمي إلى المادة التي يمكنها توصيل الكهرباء تمامًا، ولدى السيليكون فرق بسيط من خلال نطاق التكافؤ وأيضًا من خلال نطاق التوصيل.
• يساعد الاختلاف الناجم عن الاختلاف في الطاقة في تحويل الإلكترونيات قليلاً عبر نطاق التكافؤ، مما يؤدي بسهولة إلى تحويل السيليكون إلى شبه موصل.
• يمكن استخدام صناعة أشباه الموصلات في الأجهزة التي ينبعث منها الضوء وبعض أنواع الليزر.
• كما تشارك في تصنيع معدات الاتصالات ومعالجة الإشارات وتعمل على تنظيم التحكم فيها.
• تمتص الشحنات الكهربائية العادية، وتجدر الإشارة إلى أنها تؤثر بشكل كبير على درجة الحرارة المرتفعة.
• كما أنه يتحمل الفولتية الكبيرة ويمتص الشحنات السالبة الزائدة.
• كما أنه يستخدم في صناعة أفران الميكروويف وأجهزة الكمبيوتر الكبيرة، كما أنه عامل رئيسي في صناعة الهواتف الذكية.
• إنه عامل رئيسي في تصنيع الثنائيات ويساهم بشكل كبير في تدفق التيار الكهربائي عند نقطة ما ويمنع الشحن المفاجئ.

المكونات الأساسية للدائرة الإلكترونية

• تتكون الدائرة الإلكترونية من مجموعة من العناصر مثل المقاومات بجميع أنواعها والمكثفات وترانزستور السيليكون.
• يستخدم في صناعة الاجهزة الحديثة مثل البلاي ستيشن والواي فاي لان عنصر السيليكون يوفر سرعة عالية.
• يمتص الكهرباء الزائدة وهو الحل النهائي لجميع أنواع مشاكل الأجهزة الإلكترونية.

سبائك الألومنيوم والسيليكون

• تحتوي هذه السبائك فقط على الألمنيوم والسيليكون، على عكس السبائك التي تحتوي على العديد من العناصر، فهي معالجة بالحرارة ومفيدة لأنها تتمتع بسيولة جيدة عند صهرها وتتقلص أيضًا عند التصلب.
• 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، مما يعني أنها تعطي نتيجة جيدة عند تعرضها للحرارة العالية، أي الذوبان والانكماش.
• يتم إضافة العديد من العناصر المختلفة مثل المنغنيز والنيكل والكوبالت في سبائك الألومنيوم المصنوعة من السيليكون.
• الألومنيوم مفيد جدًا في صب الأجزاء بقوالب السيليكون، ويفضل سبائك السيليكون، والتي تكون من النحاس، والسليكون والألمنيوم غير قابل للغسل، وهناك خصائص ميكانيكية رديئة، ويمكن إضافة عناصر أخرى، بما في ذلك سبائك المنغنيز والألمنيوم.

شاهد أيضاً: أفضل مصنع للأحذية المرنة في مصر

استخدام السيليكون

• موصلية السليكون منخفضة جدا وخصوصا الخام، ولم تكن مناسبة كمادة لتصنيع الدوائر الالكترونية ولكن المتخصصين يستطيعون معالجتها واي عنصر اخر يضاف ولكن بكميات قليلة وهذا التفعيل هو ضمان زيادة موصلية السيليكون.
• يتم تجاوز الاستجابة الكهربائية للسيليكون من خلال التحكم في الشاحنة، وكذلك عدد الموجات الحاملة والنشطة، وهذا النوع مهم جدًا في تصنيع أجهزة الكشف عن أشباه الموصلات والترانزستورات وكذلك في تصنيع أجهزة الكمبيوتر وكذلك الخلايا الشمسية.
• يستخدم السيليكون كموصل لنقل ليزر رامان لإنتاج ضوء ثابت مع مواد السيليكون العضوية، ولكنه غير فعال للاستخدام كمصدر للضوء، كما أن السيليكون عنصر مهم في تصنيع العديد من الأجهزة الإلكترونية الحديثة للتصنيع بأي حال من الأحوال التي يستخدمها الكمبيوتر رقائق.
• يعكس سطح السيليكون الضوء، ولكن بعد اختراع السيليكون المعروف، أصبح السيليكون الأسود قادرًا على امتصاص الضوء بشكل كبير، مما يجعله مميزًا للخلايا الشمسية حيث يمكنه 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، حيث يتم تحويله من خلال السيليكون الذي لم يكن سيليكونًا خالصًا.
• يستخدم عنصر السيليكون في تصنيع المكونات حيث يحتوي على العديد من العناصر مثل أكسيد السيليكون وثاني أكسيد السيليكون.
• كما يستخدم السيليكون في صناعة رقائق الكمبيوتر وهو من أهم المكونات في صناعة الترانزستورات.
• لأنها مكون مهم في صناعة المعرفة الكاملة في الأجهزة الإلكترونية.
• وتستخدم هذه الرقائق الحاسوبية في صناعة الحواسيب بأشكالها المختلفة ومسجلاتها ومنطقها الرقمي.

استخدامات أخرى للسيليكون في الحياة

• الرمل، وهو ثاني أكسيد السيليكون مع طين خاص من سيليكات الألومنيوم، يمكن أن يصنع الخرسانة والأسمنت.
• يستخدم السيليكون في صناعة الزجاج ويمكن أن يمنع المطاط الذي يحتويه الماء من دخول الحمامات وكذلك حول النوافذ.
• يقلل من استهلاك الطاقة للأجهزة.
• ينظم مستويات الجهد.
• تشارك في صناعة الدوائر وتعمل على تقليل مدى استخدامها.
• توضيح المهلة الطويلة للأجهزة التي تحتوي على أشباه موصلات السيليكون.
• يعمل على خفض الجهد العالي للكهرباء.
• يتم استخدامه لتشغيل وإيقاف مصادر الطاقة الكهربائية.

انظر أيضًا: البحث السريع بالحركة مع المراجع الببليوغرافية

خاتمة البحث عن أحد العناصر التي تدخل صناعة الإلكترونيات

يعد السيليكون من أهم عناصر إنتاج الإلكترونيات، حيث أنه مادة مرنة، تستخدم في صناعة العديد من الأجهزة الإلكترونية الضخمة، بالإضافة إلى إنتاج قطع غيار للسيارات، كما يمكنه تحمل العديد من درجات الحرارة العالية.، ويمكن دمج السيليكون مع الألومنيوم، لصنع الكثير من الإلكترونيات الضخمة، في نهاية مقالنا حول العثور على أحد العناصر التي تدخل صناعة الإلكترونيات، حيث أصبحت العناصر الخاصة ذات أهمية كبيرة في صناعة الإلكترونيات، وأهمها عنصر السيليكون القادر على تصنيع العديد من الأجهزة التي يحتاجها الإنسان حاليًا وننتظر مساهماتكم وتعليقاتكم.