{"id":8591,"date":"2023-03-27T12:16:03","date_gmt":"2023-03-27T10:16:03","guid":{"rendered":"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/?p=8591"},"modified":"2025-12-18T17:35:02","modified_gmt":"2025-12-18T16:35:02","slug":"silizium-eigenschaften-und-anwendungsbereiche","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/silizium-eigenschaften-und-anwendungsbereiche\/","title":{"rendered":"Silizium: Eigenschaften und Anwendungsbereiche"},"content":{"rendered":"<div id=\"ez-toc-container\" class=\"ez-toc-v2_0_73 ez-toc-wrap-center counter-hierarchy ez-toc-counter ez-toc-white ez-toc-container-direction\">\n<div class=\"ez-toc-title-container\">\n<p class=\"ez-toc-title\" style=\"cursor:inherit\">Inhaltsverzeichnis<\/p>\n<span class=\"ez-toc-title-toggle\"><a href=\"#\" class=\"ez-toc-pull-right ez-toc-btn ez-toc-btn-xs ez-toc-btn-default ez-toc-toggle\" aria-label=\"Toggle Table of Content\"><span class=\"ez-toc-js-icon-con\"><span class=\"\"><span class=\"eztoc-hide\" style=\"display:none;\">Toggle<\/span><span class=\"ez-toc-icon-toggle-span\"><svg style=\"fill: #999;color:#999\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" class=\"list-377408\" width=\"20px\" height=\"20px\" viewBox=\"0 0 24 24\" fill=\"none\"><path d=\"M6 6H4v2h2V6zm14 0H8v2h12V6zM4 11h2v2H4v-2zm16 0H8v2h12v-2zM4 16h2v2H4v-2zm16 0H8v2h12v-2z\" fill=\"currentColor\"><\/path><\/svg><svg style=\"fill: #999;color:#999\" class=\"arrow-unsorted-368013\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" width=\"10px\" height=\"10px\" viewBox=\"0 0 24 24\" version=\"1.2\" baseProfile=\"tiny\"><path d=\"M18.2 9.3l-6.2-6.3-6.2 6.3c-.2.2-.3.4-.3.7s.1.5.3.7c.2.2.4.3.7.3h11c.3 0 .5-.1.7-.3.2-.2.3-.5.3-.7s-.1-.5-.3-.7zM5.8 14.7l6.2 6.3 6.2-6.3c.2-.2.3-.5.3-.7s-.1-.5-.3-.7c-.2-.2-.4-.3-.7-.3h-11c-.3 0-.5.1-.7.3-.2.2-.3.5-.3.7s.1.5.3.7z\"\/><\/svg><\/span><\/span><\/span><\/a><\/span><\/div>\n<nav><ul class='ez-toc-list ez-toc-list-level-1 ' ><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-1\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/silizium-eigenschaften-und-anwendungsbereiche\/#Silizium_%E2%80%93_was_ist_das_Und_wo_kommt_es_vor\" title=\"Silizium \u2013 was ist das? Und wo kommt es vor?\">Silizium \u2013 was ist das? Und wo kommt es vor?<\/a><ul class='ez-toc-list-level-3' ><li class='ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-2\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/silizium-eigenschaften-und-anwendungsbereiche\/#Eigenschaften_von_Silizium\" title=\"Eigenschaften von Silizium\">Eigenschaften von Silizium<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-3\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/silizium-eigenschaften-und-anwendungsbereiche\/#Ist_Silizium_ein_Halbleiter\" title=\"Ist Silizium ein Halbleiter?\">Ist Silizium ein Halbleiter?<\/a><\/li><\/ul><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-4\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/silizium-eigenschaften-und-anwendungsbereiche\/#Welche_Reinheitsgrade_fuer_welche_Anwendungen\" title=\"Welche Reinheitsgrade f\u00fcr welche Anwendungen\">Welche Reinheitsgrade f\u00fcr welche Anwendungen<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-5\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/silizium-eigenschaften-und-anwendungsbereiche\/#Erzeugung_von_Rohsilizium\" title=\"Erzeugung von Rohsilizium\">Erzeugung von Rohsilizium<\/a><ul class='ez-toc-list-level-3' ><li class='ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-6\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/silizium-eigenschaften-und-anwendungsbereiche\/#Gewinnung_von_Solarsilizium\" title=\"Gewinnung von Solarsilizium\">Gewinnung von Solarsilizium<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-7\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/silizium-eigenschaften-und-anwendungsbereiche\/#Herstellung_von_Halbleitersilizium\" title=\"Herstellung von Halbleitersilizium\">Herstellung von Halbleitersilizium<\/a><\/li><\/ul><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-8\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/silizium-eigenschaften-und-anwendungsbereiche\/#Verwendung_in_der_Metallurgie\" title=\"Verwendung in der Metallurgie\">Verwendung in der Metallurgie<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-9\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/silizium-eigenschaften-und-anwendungsbereiche\/#Verwendung_in_der_Photovoltaik\" title=\"Verwendung in der Photovoltaik\">Verwendung in der Photovoltaik<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-10\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/silizium-eigenschaften-und-anwendungsbereiche\/#Rohsilizium_als_Rohstoff_fuer_die_Herstellung_von_Silikonkautschuken\" title=\"Rohsilizium als Rohstoff f\u00fcr die Herstellung von Silikonkautschuken\">Rohsilizium als Rohstoff f\u00fcr die Herstellung von Silikonkautschuken<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-11\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/silizium-eigenschaften-und-anwendungsbereiche\/#Silizium_auf_dem_Mond\" title=\"Silizium auf dem Mond\">Silizium auf dem Mond<\/a><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Ohne Silizium s\u00e4he unser heutiger Alltag ganz anders aus. Es steckt in jedem Mikrochip, ist aber auch in Backformen, Schmier\u00f6len, Kosmetika und Kunststoffen enthalten: das Element Silizium. <\/strong><\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Silizium_%E2%80%93_was_ist_das_Und_wo_kommt_es_vor\"><\/span>Silizium \u2013 was ist das? Und wo kommt es vor?<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Silizium ist ein chemisches Element und steht mit der Ordnungszahl 14 an der 14. Stelle und in der dritten Periode des Periodensystems. Mit vier Valenzelektronen geh\u00f6rt es der vierten Hauptgruppe an, auch Kohlenstoffgruppe genannt. Abgek\u00fcrzt wird es mit dem Symbol Si.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Beide Schreibweisen \u2013 \u201eSilizium\u201c und \u201eSilicium\u201c \u2013 sind gel\u00e4ufig, wobei die Schreibweise mit \u201ec\u201c vor allem in naturwissenschaftlichen Texten Verwendung findet. Die englische Bezeichnung des Elementes ist \u201esilicon\u201c, nicht zu verwechseln mit dem deutschen Begriff Silikon, mit dem siliziumhaltige Polymere bezeichnet werden. Diese siliziumhaltigen Silikonkautschuke werden u.a. zu <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/schlaeuche\/gummischlaeuche-elastomerschlaeuche\/silikon-schlaeuche\">Silikon-Schl\u00e4uchen<\/a> und <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/dichtungen\">Dichtungen<\/a> verarbeitet.<\/p>\n<div class=\"box info  \"><div class=\"box-inner-block\"><i class=\"fa tie-shortcode-boxicon\"><\/i>\n\t\t\tIn der Natur liegt das Element haupts\u00e4chlich in Verbindungen mit Sauerstoff vor. Wichtige Vertreter sind Siliziumdioxid, aus denen Quarz und Sand bestehen, sowie Silikate, Verbindungen von Silizium, Sauerstoff und Metallen, wie zum Beispiel in Schiefer, Sandstein, Ton, Feldspat und Glimmer.\n\t\t\t<\/div><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">In Ozeanen kommt es in Form gel\u00f6ster Kiesels\u00e4ure vor. Im Tier- und Pflanzenreich findet man Siliziumdioxid (SiO<sub>2<\/sub>) in Kieselalgen, Schw\u00e4mmen, Strahlentierchen, Bambus und Schachtelhalmen. Nach Sauerstoff ist Silizium das zweith\u00e4ufigste Element.<\/p>\n<figure id=\"attachment_8602\" aria-describedby=\"caption-attachment-8602\" style=\"width: 450px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-8602 size-full\" title=\" Reines, amorphes Siliziumdioxid\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/siliziumdioxid.jpg\" alt=\" Reines, amorphes Siliziumdioxid\" width=\"450\" height=\"475\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/siliziumdioxid.jpg 450w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/siliziumdioxid-284x300.jpg 284w\" sizes=\"(max-width: 450px) 100vw, 450px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-8602\" class=\"wp-caption-text\"><center>Reines, amorphes Siliziumdioxid<\/center><\/figcaption><\/figure>\n<p style=\"text-align: justify;\">Im Alltag begegnet uns Silizium nicht nur als Bestandteil von Mikrochips und Photovoltaik-Anlagen, sondern auch in Form von Silikonkautschuken, die beispielsweise zu Abdichtungsmassen, <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/schlaeuche\">Schl\u00e4uchen<\/a> f\u00fcr Kaffeeautomaten, Kochgeschirren und Backformen verarbeitet werden.<\/p>\n<h3><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Eigenschaften_von_Silizium\"><\/span>Eigenschaften von Silizium<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">Das reine Element ist blau- bis dunkelgrau und gl\u00e4nzend. Es bildet an der Oberfl\u00e4che eine passivierende Siliziumdioxidschicht. Deshalb ist es in Wasser und in den meisten S\u00e4uren unl\u00f6slich. Lediglich chlorhaltige S\u00e4uren und Flusss\u00e4ure verm\u00f6gen das Element aufzul\u00f6sen. In hei\u00dfen Alkalilaugen bilden sich Silikate.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Bei sehr hohen Temperaturen reagiert es mit Kohlenstoff zu Siliziumcarbiden (SiC), mit Stickstoff zu Siliziumnitriden (Si<sub>3<\/sub>N<sub>4<\/sub>) und mit Schwefel zu Siliziumdisulfid (SiS<sub>2<\/sub>). Das Element kristallisiert im sogenannten Diamantgitter, welches f\u00fcr die hohe H\u00e4rte und Spr\u00f6digkeit verantwortlich ist.<\/p>\n<h3><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Ist_Silizium_ein_Halbleiter\"><\/span>Ist Silizium ein Halbleiter?<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">Das Element steht im Periodensystem zwischen den Metallen und Nichtmetallen und geh\u00f6rt zu den Halbmetallen. Seine Leitf\u00e4higkeit liegt mit 5\u00b710<sup>-6<\/sup> S\/cm zwischen der von Metallen (&gt;10<sup>4<\/sup> S\/cm) und der von Nichtmetallen (&lt;10<sup>-8<\/sup> S\/cm). Es wird wie Germanium als Elementhalbleiter bezeichnet, andere Halbleiter sind Verbindungshalbleiter wie zum Beispiel Galliumarsenid oder Cadmiumselenid und organische Halbleiter.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/schlaeuche\/gummischlaeuche-elastomerschlaeuche\/silikon-schlaeuche\/silikon-chemieschlauch-standard\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-8609 size-full\" title=\"Silikon-Chemieschlauch - Standard \" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/silikon-chemieschlauch-standard2.jpg\" alt=\"Silikon-Chemieschlauch - Standard \" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/silikon-chemieschlauch-standard2.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/silikon-chemieschlauch-standard2-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a> <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/schlaeuche\/gummischlaeuche-elastomerschlaeuche\/silikon-schlaeuche\/silikon-hochtemperatur-chemieschlauch\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-8610 size-full\" title=\"Silikon-Hochtemperatur-Chemieschlauch \" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/silikon-hochtemperatur-chemieschlauch1.jpg\" alt=\"Silikon-Hochtemperatur-Chemieschlauch \" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/silikon-hochtemperatur-chemieschlauch1.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/silikon-hochtemperatur-chemieschlauch1-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Das Element Silizium hat gegen\u00fcber anderen Halbleitern den Vorteil, dass das Ausgangsmaterial in gro\u00dfen Mengen g\u00fcnstig verf\u00fcgbar ist und sich auf einer Siliziumoberfl\u00e4che leicht Oxide erzeugen lassen. Dieses Siliziumdioxid ist ein hervorragender elektrischer Isolator. Durch Einbringen von Fremdatomen, das sogenannte Dotieren, l\u00e4sst sich die Leitf\u00e4higkeit des Elementes gezielt erh\u00f6hen.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Welche_Reinheitsgrade_fuer_welche_Anwendungen\"><\/span>Welche Reinheitsgrade f\u00fcr welche Anwendungen<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Silizium ist ein bedeutender Ausgangsstoff in der Metallurgie, der Photovoltaik und der Mikroelektronik. Je nach Anwendung werden unterschiedliche Bedingungen an den Reinheitsgrad des Elementes gestellt.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">F\u00fcr metallurgische Anwendungen gen\u00fcgt ein Reinheitsgrad von 98 \u2013 99 %, dieser wird als \u201emetallurgical grade\u201c (abgek\u00fcrzt mit Simg) bezeichnet. In der Photovoltaik wird das Element mit einer Reinheit gr\u00f6\u00dfer als 99,99 % ben\u00f6tigt. Der Reinheitsgrad dieses Solarsiliziums tr\u00e4gt die Bezeichnung \u201esolar grade\u201c (Sisg). F\u00fcr mikroelektronische Anwendungen wird nur hochreines Halbleitersilizium eingesetzt mit einem Reinheitsgrad von mindestens 99,9999999 %. Die Bezeichnung lautet \u201eelectronic grade\u201c (Sieg).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Neben der hohen Reinheit muss das Element f\u00fcr diese Anwendung auch in einkristalliner Form, das bedeutet eine absolut regelm\u00e4\u00dfige Anordnung der Siliziumatome im Kristallgitter, vorliegen. Zudem d\u00fcrfen keine Fremdatome in dem Kristallgitter vorhanden sein.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Erzeugung_von_Rohsilizium\"><\/span>Erzeugung von Rohsilizium<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Ausgangsmaterial f\u00fcr die Gewinnung des Elements ist Siliziumdioxid.<\/p>\n<div class=\"box note  \"><div class=\"box-inner-block\"><i class=\"fa tie-shortcode-boxicon\"><\/i>\n\t\t\tSiO2 wird mit Kohlenstoff im Lichtbogen bei hoher Temperatur umgesetzt. Bei +1460 \u00b0C spaltet sich der Sauerstoff ab und bildet mit dem Kohlenstoff Kohlenmonoxid. Dieses ist gasf\u00f6rmig und l\u00e4sst sich leicht abtrennen.\n\t\t\t<\/div><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">Das zur\u00fcckbleibende Rohsilizium kann als Legierungsbestandteil und f\u00fcr die Herstellung von Silikonen eingesetzt werden. F\u00fcr photovoltaische Anwendungen sind weitere Reinigungsschritte notwendig.<\/p>\n<h3><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Gewinnung_von_Solarsilizium\"><\/span>Gewinnung von Solarsilizium<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">Ein g\u00e4ngiges Reinigungsverfahren ist der Trichlorsilanprozess. Dabei wird das Rohsilizium mit Chlorwasserstoff bei +300 \u00b0C umgesetzt und es entstehen Wasserstoff und Trichlorsilan (SiHCl<sub>3<\/sub>), welches anschlie\u00dfend durch Destillation gereinigt wird.<\/p>\n<figure id=\"attachment_8604\" aria-describedby=\"caption-attachment-8604\" style=\"width: 450px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-8604 size-full\" title=\"Bl\u00e4ulich gl\u00e4nzende, monokristalline Solarmodule\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/monokristalline-solarmodule.jpg\" alt=\"Bl\u00e4ulich gl\u00e4nzende, monokristalline Solarmodule\" width=\"450\" height=\"225\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/monokristalline-solarmodule.jpg 450w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/monokristalline-solarmodule-300x150.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 450px) 100vw, 450px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-8604\" class=\"wp-caption-text\"><center>Bl\u00e4ulich gl\u00e4nzende, monokristalline Solarmodule<\/center><\/figcaption><\/figure>\n<p style=\"text-align: justify;\">Das gereinigte Trichlorsilan wird in einem Quarzgef\u00e4\u00df, in dem beheizte, d\u00fcnne Siliziumst\u00e4be angeordnet sind, mit Wasserstoff bei +1100 \u00b0C umgesetzt. Es bilden sich Chlorwasserstoff, Siliziumtetrachlorid und elementares Silizium, das sich an den Siliziumst\u00e4ben abscheidet. Am Ende kann der Durchmesser der Siliziumst\u00e4be mehr als 30 cm betragen.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Bei diesem Prozess wird polykristallines Material erhalten, das aus vielen einzelnen unregelm\u00e4\u00dfig angeordneten Einkristallen besteht. Dieses kann f\u00fcr die Herstellung von Solarzellen verwendet werden.<\/p>\n<h3><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Herstellung_von_Halbleitersilizium\"><\/span>Herstellung von Halbleitersilizium<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">F\u00fcr mikroelektronische Anwendungen werden im Vakuum Spulen um die vorgereinigten Siliziumst\u00e4be gelegt. Beim Anlegen von hochfrequentem Wechselstrom schmilzt das Material im Inneren der St\u00e4be und die Verunreinigungen sinken nach unten. Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis die ben\u00f6tigte Reinheit erreicht ist.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Mit dem sogenannten Czochralski-Verfahren wird aus dem polykristallinen einkristallines Silizium gewonnen. Das polykristalline Material wird in einem Quarztiegel in Schutzgasatmosph\u00e4re geschmolzen. Zur Schmelze k\u00f6nnen Dotierstoffe wie Bor oder Phosphor zugegeben werden. \u00dcber der Schmelze wird ein rotierender Einkristall, der sogenannte Impfkristall, angebracht, der die Oberfl\u00e4che ber\u00fchrt. Silizium aus der Schmelze scheidet sich an dem Impfkristall ab mit der gleichen Kristallstruktur wie dieser. Der Kristall wird langsam mit einer Geschwindigkeit zwischen 2 und 25 cm\/h nach oben gezogen. Aus diesen bis zu zwei Metern langen St\u00e4ben werden d\u00fcnne Scheiben ges\u00e4gt, die sogenannten Wafer, die zu Mikrochips weiterverarbeitet werden.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/schlaeuche\/schutzschlaeuche-und-isolierschlaeuche\/silikon-isolierschlauch\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-8612 size-full\" title=\"Silikon-Isolierschlauch\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/silikon-isolierschlauch1.jpg\" alt=\"Silikon-Isolierschlauch\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/silikon-isolierschlauch1.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/silikon-isolierschlauch1-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a> <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/schlaeuche\/gummischlaeuche-elastomerschlaeuche\/silikon-schlaeuche\/silikon-pharma-druckschlauch-mit-glasseide-gewebeeinlage\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-8613 size-full\" title=\"Silikon-Pharma-Druckschlauch mit Glasseide-Gewebeeinlage\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/silikon-pharma-druckschlauch.jpg\" alt=\"Silikon-Pharma-Druckschlauch mit Glasseide-Gewebeeinlage\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/silikon-pharma-druckschlauch.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/silikon-pharma-druckschlauch-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Die Herstellung von Mikrochips ist ein sehr langwieriger Prozess. Um Mikrochips auf einem 300 mm Wafer mit Leiterbahnen zwischen 28 nm bis 32 nm zu produzieren, werden etwa 1500 Prozessschritte ben\u00f6tigt. Die gesamte Fertigung dauert ungef\u00e4hr drei Monate. Moderne Prozessoren bestehen aus mehr als einer Milliarde Transistoren und ben\u00f6tigen daf\u00fcr die Fl\u00e4che eines Daumennagels.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Verwendung_in_der_Metallurgie\"><\/span>Verwendung in der Metallurgie<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Rohsilizium ist ein wichtiger Legierungspartner in der Metallurgie. In Aluminiumgusslegierungen sorgt das Element f\u00fcr gute Gie\u00dfeigenschaften, verbesserte Korrosions- und Verschlei\u00dfbest\u00e4ndigkeit. Die Legierung Silumin besteht aus 87 % Aluminium und 13 % Silizium und findet Anwendung bei der Herstellung von Motoren- und Getriebegeh\u00e4usen in der Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">In Eisenlegierungen erh\u00f6ht es die Zunderbest\u00e4ndigkeit, die Zugfestigkeit und Streckgrenze und dient als Reduktionsmittel. SiMo-Legierungen, die jeweils 2 bis 3 % Silizium und Aluminium und etwa 1 % Nickel und Molybd\u00e4n enthalten, sind Speziallegierungen, die bei Temperaturen bis +800 \u00b0C eingesetzt werden. Diese Legierungen werden bei der Herstellung von Turbos, Auspuffkr\u00fcmmern und Abgassystemen verwendet. Ferrosilicium, das aus Eisenerz und Quarz gewonnen wird, ist eine Vorlegierung bei der Produktion von Stahl und Gusseisen.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Verwendung_in_der_Photovoltaik\"><\/span>Verwendung in der Photovoltaik<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Solarzellen werden sowohl aus polykristallinem als auch einkristallinem Material hergestellt.<\/p>\n<div class=\"box info  \"><div class=\"box-inner-block\"><i class=\"fa tie-shortcode-boxicon\"><\/i>\n\t\t\t80 % der in Deutschland installierten Photovoltaikanlagen bestehen aus polykristallinem Material. Dieses hat zwar einen geringeren Wirkungsgrad als einkristallines, jedoch sind die Herstellungskosten deutlich niedriger, was in einem guten Preis-Leistungsverh\u00e4ltnis resultiert.\n\t\t\t<\/div><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">Polykristalline Solarzellen besitzen eine helle, bl\u00e4ulich gl\u00e4nzende Oberfl\u00e4che. Einkristalline Solarzellen sind an einer einheitlich dunklen Farbe und abgerundeten Ecken zu erkennen, da sie aus Siliziumscheiben hergestellt werden. Ihr Einsatz ist sinnvoll, wenn nur eine kleine Fl\u00e4che zur Stromerzeugung zur Verf\u00fcgung steht.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Rohsilizium_als_Rohstoff_fuer_die_Herstellung_von_Silikonkautschuken\"><\/span>Rohsilizium als Rohstoff f\u00fcr die Herstellung von Silikonkautschuken<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Ausgangsstoffe f\u00fcr die Herstellung von Silikonen sind Rohsilizium mit einer Reinheit von mindestens 99 % und Chlormethan (CH<sub>3<\/sub>Cl). Bei dem sogenannten M\u00fcller-Rochow-Verfahren wird pulverf\u00f6rmiges Rohsilizium mit Korngr\u00f6\u00dfen zwischen 50 und 500 Mikrometern zusammen mit Kupfer als Katalysator und Aktivatoren in einen Wirbelschichtreaktor gebracht. Das Chlormethan wird unten in den Reaktor eingelassen und durchstr\u00f6mt die Pulvermischung. Die Reaktion findet bei Temperaturen zwischen +260 \u00b0C und +320 \u00b0C und Dr\u00fccken zwischen 1 bis 5 bar statt.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Bei dieser Reaktion wird eine Mischung von Chlormethylsilanen erhalten, die anschlie\u00dfend durch fraktionierte Destillation in ihre Bestandteile getrennt wird. F\u00fcr die Silikonherstellung wichtigstes Edukt ist Dimethyldichlorsilan ((CH<sub>3<\/sub>)<sub>2<\/sub>Cl<sub>2<\/sub>Si). Durch Hydrolyse spaltet sich Chlorwasserstoff ab und die beiden Chloratome werden durch Hydroxylgruppen (-OH) ersetzt. Durch anschlie\u00dfende Polykondensation werden Wassermolek\u00fcle abgespalten und es entsteht Polydimethylsiloxan. Diese Polysiloxane k\u00f6nnen weiter vernetzt oder in weiteren Reaktionsschritten mit funktionellen Gruppen versehen werden.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Silikone sind Bestandteile von Silikon\u00f6len, Silikonharzen und Silikonkautschuken. Silikon\u00f6le bestehen aus linearen Polysiloxanketten und finden Anwendung als Gleit- und Schmiermittel, Entsch\u00e4umer, Dichtungs- und Hydraulikfl\u00fcssigkeiten.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/dichtungen\/o-ringe\/silikon-o-ringe\/silikon-o-ringe-metrisch\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-8615 size-full\" title=\"Silikon-O-Ringe - metrisch\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/silikon-o-ringe-metrisch.jpg\" alt=\"Silikon-O-Ringe - metrisch\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/silikon-o-ringe-metrisch.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/silikon-o-ringe-metrisch-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a> <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/verschlusselemente\/stopfen\/stopfen-aus-elastomeren\/stopfen-aus-silikon-platinvernetzt\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-8616 size-full\" title=\"Stopfen aus Silikon - platinvernetzt \" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/stopfen-aus-silikon-platinvernetzt.jpg\" alt=\"Stopfen aus Silikon - platinvernetzt \" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/stopfen-aus-silikon-platinvernetzt.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/stopfen-aus-silikon-platinvernetzt-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Silikonkautschuke bestehen aus langkettigen, dreidimensional vernetzten Polysiloxanen. Sie kommen als Dichtungsmasse und elektrisches Isolationsmaterial zum Einsatz. Implantate, Schnuller und Sauger f\u00fcr Babyflaschen sowie Back- und Eisw\u00fcrfelformen werden aus physiologisch unbedenklichen Silikon-Qualit\u00e4ten gefertigt. Ferner werden Silikonkautschuke zu <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/schlaeuche\/schlaeuche-nach-einsatzbereichen\/pumpenschlaeuche\">Pumpenschl\u00e4uchen<\/a>, <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/schlaeuche\/schlaeuche-nach-einsatzbereichen\/medizintechnikschlaeuche\">Schl\u00e4uchen f\u00fcr die Medizintechnik<\/a>, Halbzeugen, <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/verschlusselemente\/stopfen\">Verschluss-Stopfen<\/a> und Dichtungen wie <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/dichtungen\/o-ringe\">O-Ringen<\/a> verarbeitet.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Im Vergleich zu anderen <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/schlaeuche\/gummischlaeuche-elastomerschlaeuche\">Gummischl\u00e4uchen<\/a> zeichnen sich Silikonschl\u00e4uche durch einen \u00e4u\u00dferst breiten Einsatztemperaturbereich von -60 \u00b0C bis +300 \u00b0C aus. Auch bei tiefen Temperaturen bleiben sie k\u00e4lteflexibel und elastisch. Silikonschl\u00e4uche sind physiologisch unbedenklich und f\u00fcr den Einsatz in der Lebensmittel- und Medizintechnik geeignet.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Silikonharze sind noch st\u00e4rker vernetzt als Silikonkautschuk. Sie dienen als isolierende, temperatur- und witterungsbest\u00e4ndige Beschichtungen und Lacke, Pressmassen und Laminate.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Silizium_auf_dem_Mond\"><\/span>Silizium auf dem Mond<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">1969 lie\u00df die Besatzung der Apollo-11 eine Siliziumscheibe der Gr\u00f6\u00dfe einer 50 US-Cent M\u00fcnze auf dem Mond zur\u00fcck, in einem Aluminiumgeh\u00e4use mit der Aufschrift \u201eFrom Planet Earth \u2013 July 1969\u201c. Auf dem Wafer selbst sind \u201eGoodwill\u201c-Nachrichten von 73 Staatsf\u00fchrern enthalten, darunter auch von den amerikanischen Pr\u00e4sidenten Richard M. Nixon, Lyndon B. Johnson und John F. Kennedy. Jede Nachricht wurde fotografiert und auf eine Gr\u00f6\u00dfe, die viel kleiner als ein Stecknadelkopf ist, verkleinert. Es w\u00e4re ein Mikroskop n\u00f6tig, um die Nachrichten auf der Scheibe lesen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n<figure id=\"attachment_8606\" aria-describedby=\"caption-attachment-8606\" style=\"width: 450px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-8606 size-full\" title=\"Silikonscheibe, die von der Apollo-11 Besatzung auf dem Mond zur\u00fcckgelassen wurde\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/silikonscheibe-der-apollo-besatzung.jpg\" alt=\"Silikonscheibe, die von der Apollo-11 Besatzung auf dem Mond zur\u00fcckgelassen wurde\" width=\"450\" height=\"332\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/silikonscheibe-der-apollo-besatzung.jpg 450w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2024\/03\/silikonscheibe-der-apollo-besatzung-300x221.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 450px) 100vw, 450px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-8606\" class=\"wp-caption-text\"><center>Silikonscheibe, die von der Apollo-11 Besatzung auf dem Mond zur\u00fcckgelassen wurde<\/center><\/figcaption><\/figure>\n<p style=\"text-align: justify;\">Aufgrund der zunehmenden Bedeutung von elektronischen Bauteilen wurde der Begriff vom Silizium-Zeitalter gepr\u00e4gt. Auch die Hightech-Region in Kalifornien, die \u201esilicon valley\u201c genannt wird, macht auf die Bedeutung des Elementes Silizium f\u00fcr die Halbleiterindustrie aufmerksam.<\/p>\n<pre><strong>Bild-Quellen:<\/strong> \r\nBeitragsbild: \u00a9 SweetBunFactory \u2013 stock.adobe.com\r\nAmorphes Siliziumdioxid: LHcheM, CC BY-SA 3.0 &lt;https:\/\/creativecommons.org\/licenses\/by-sa\/3.0&gt;, via Wikimedia Commons\r\nMonokristalline Solarmodule: \u00a9 visdia \u2013 stock.adobe.com\r\nSilikonscheibe der Apollo-11-Mission: \u00a9 NASA, Public domain, via Wikimedia Commons\r\n<\/pre>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Ohne Silizium s\u00e4he unser heutiger Alltag ganz anders aus. Es steckt in jedem Mikrochip, ist aber auch in Backformen, Schmier\u00f6len, Kosmetika und Kunststoffen enthalten: das Element Silizium. Silizium \u2013 was ist das? Und wo kommt es vor? Silizium ist ein chemisches Element und steht mit der Ordnungszahl 14 an der 14. 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