Кремний

   Кремний (лат. Silicium), Si,  химический  элемент  IV  группы  периодической системы Менделеева; атомный  номер  14,  атомная  масса  28,086.  В  природе элемент  представлен  тремя  стабильными  изотопами:  28Si  (92,27%),   29Si (4,68%) и 30Si (3,05%).
Кремний после кислорода – самый распространённый элемент (27,6%)  на  земле.
   Это  элемент,  который  входит  в  большинство  минералов  и  горных  пород, составляющих твёрдую оболочку земной коры. В земной коре К. играет такую  же первостепенную роль,  как  углерод  в  животном  и  растительном  мире.  Для геохимии К. важна исключительно прочная связь  его  с  кислородом.  Наиболее широко  распространённые  соединения  кремния  –  оксид   кремния   SiO2   и производные кремниевых кислот, называемые  силикатами.  Оксид  кремния  (IV) встречается в виде минерала кварца (кремнезем, кремень). В природе из  этого соединения сложены целые горы. Попадаются очень крупные, массой до 40  тонн, кристаллы кварца. Обычный песок состоит  из  мелкого  кварца,  загрязнённого различными примесями. Ежегодное  мировое  потребление  песка  достигает  300 млн. тонн.
   Из силикатов наиболее широко в природе распространены алюмосиликаты  (каолин Al2O3*2SiO2*2H2O, асбест CaO*3MgO*4SiO2, ортоклаз  K2O*Al2O3*6SiO2  и  др.). Если в состав минерала  кроме  оксидов  кремния  и  алюминия  входят  оксиды натрия, калия или кальция, то минерал носит название полевого  шпата  (белая слюда и др.). На долю полевых шпатов приходится около половины  известных  в природе силикатов. Горные породы  гранит  и  гнейс  включают  кварц,  слюду, полевой шпат.
   В состав растительного и животного мира кремний входит в незначительных кол- вах. Его содержат стебли некоторых  видов  овощей  и  хлебных  злаков.  Этим объясняется повышенная прочность стеблей этих растений.  Панцири  инфузорий, тела губок,яйца и перья птиц, шерсть  животных,  волосы,  стекловидное  тело глаза также содержат кремний. Анализ   обрасцов   лунного   грунта,   доставленного   кораблями   показали присутствие оксида кремния в кол-ве более 40 процентов. В  составе  каменных метеоритов содержание кремния достигает 20 процентов.
   Специально легированный К. широко применяется как материал для  изготовления полупроводниковых приборов  (транзисторы,  термисторы,  силовые  выпрямители тока, управляемые диоды — тиристоры; солнечные фотоэлементы, используемые  в космических кораблях, и т. д.). Поскольку К. прозрачен для  лучей  с  длиной волны от 1 до 9 мкм, его применяют в инфракрасной оптике (см. также Кварц). К.  имеет  разнообразные  и  всё   расширяющиеся   области   применения.   В металлургии К.  используется  для  удаления  растворённого  в  расплавленных металлах кислорода (раскисления).  К.  является  составной  частью  большого числа  сплавов  железа  и  цветных  металлов.  Обычно  К.  придаёт   сплавам повышенную  устойчивость  к  коррозии,  улучшает  их  литейные  свойства   и повышает механическую прочность; однако при большем его содержании К.  может вызвать хрупкость. Наибольшее значение имеют железные, медные и  алюминиевые сплавы,  содержащие  К.  Всё  большее   количество   К.   идёт   на   синтез кремнийорганических соединений и  силицидов.  Кремнезём  и  многие  силикаты (глины, полевые шпаты, слюды, тальки и т. д.)  перерабатываются  стекольной, цементной, керамической, электротехнической и др. отраслями  промышленности. Силицирование, поверхностное  или  объёмное  насыщение  материала  кремнием. Производится обработкой материала в парах кремния, образующихся при  высокой температуре  над  кремниевой  засыпкой,  или  в  газовой  среде,  содержащей хлорсиланы, восстанавливающиеся водородом (например, по реакции SiCI4 +  2H2 = Si + 4HC1). Применяется преимущественно как  средство  защиты  тугоплавких металлов (W,  Mo,  Ta,  Ti  и  др.)  от  окисления.  Стойкость  к  окислению обусловливается     образованием     при     С.     плотных     диффузионных «самозалечивающихся»  силицидных  покрытий  (WSi2,  MoSi2  и  др.).  Широкое применение находит силицированный графит.