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Trabalho de CMAT - Silício

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Trabalho de Ciência de Tecnologia dos Materiais
Silício: 
Aplicações na Indústria Eletrônica 
e Microeletrônica
Integrantes Do Grupo: 
Annais Woisky Falcão 			 (0811330)
Maria Samara Nascimento Amorim 			 (0813443)
Ricardo Maestri Thomé Pereira 			 (0720585)
Rodrigo Moura Oliveira 			 (0720532).
ÍNDICE
 Página
Objetivo			- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3
Introdução 			- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3
Fundamentação		
 - Características básicas 	- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4
 - História			- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4
 - Dados básicos		- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5
 - Disponibilidade		- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5
 - Utilização			- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7
 - Aplicações			- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7
 Conclusão			- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15
Referencias Bibliográficas	- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15
Objetivo:
Descrever as aplicações do silício na indústria eletrônica e microeletrônica por suas propriedades de semicondutor, bem como investigar os avanços no ramo da ciência e tecnologia possibilitados pelo estudo do material, como chips e dispositivos que inovaram o cotidiano e impulsionam a indústria.
Introdução
	Desde sua descoberta em 1787 o silício vem acompanhando e possibilitando a evolução da humanidade. Por ser um elemento muito abundante e que apresenta grande variação de aplicações, dependendo do método de fabricação, o silício está hoje para a humanidade assim como o ferro estava para a revolução industrial. Sua utilização está presente em diferentes áreas de trabalhos fundamentais para a vida humana, tais como: agricultura, medicina, construção civil e principalmente na eletrônica /microeletrônica, que é onde ele se revela com sua maior característica, a de semicondutor.
Silício:
Características básicas:
	O silício, do latim: sílex (que significa "pedra dura") é um elemento químico de símbolo Si de número atômico 14 (14 prótons e 14elétrons) com massa atômica igual a 28u, apresentando-se na forma sólida a temperatura ambiente
Pertence ao grupo 14 ( IVA ) da Tabela Periódica dos. Apresenta-se de duas formas: amorfa e cristalina. 
Na amorfa, possui forma octaédrica de coloração azul grisácea e brilho metálico.
Na forma cristalina, é muito duro e pouco solúvel, apresentando um brilho metálico e uma coloração cinza. 
É um elemento relativamente inerte e resistente à ação da maioria dos ácidos; reagindo com os halogênios e álcalis. Também transmite mais de 95% dos comprimentos de onda de radiação infravermelha.
Histórico
	O silício foi identificado pela primeira vez por Antoine Lavoisier em 1787, e posteriormente tomado como composto por Humphry Davy em 1800. Em 1811, Gay-Lussac e Louis Thenard provavelmente, prepararam silício amorfo impuro aquecendo potássio com tetracloreto de silício. Em 1824, Berzelius preparou silício amorfo empregando um método similar ao de Gay-Lussac, purificando o produto obtido com lavagens sucessivas até isolar o elemento. E finalmente, em 1854, Henri St. Claire Deville (químico francês) preparou o silício cristalino, uma variedade alotrópica do elemento.
	
Dados básicos / Elementos adjacentes	
	Número atômico
14
Peso atômico
28,086
Elétrons
[Ne]3s23p2
	Boro
Carbono
Nitrogênio
Alumínio
Silício
Fósforo
Gálio
Germânio
Arsênio
	
	
Disponibilidade
 
	
	Silício é encontrado no sol e demais estrelas e é o principal elemento dos meteoritos chamados aerólitos. Representa cerca de 25,7% da crosta terrestre em peso e é o segundo elemento mais abundante, superado somente pelo oxigênio.
Não é encontrado livremente na natureza. Ocorre, principalmente, na forma de óxidos (areia, quartzo, cristal de rocha, ametista, ágata, opala) e de silicatos (como granito, feldspato, asbesto, mica, argila). Comercialmente é obtido pelo aquecimento da sílica e carbono em forno elétrico com eletrodos de grafite.
	
	
	Propriedades
Na forma cristalina tem cor cinza e brilho metálico. É um elemento relativamente inerte, mas é atacado por alguns halogênios e álcalis diluídos. A maioria dos ácidos não o ataca, com exceção do fluorídrico.
	Grandeza
Valor
Unidade
Massa específica do sólido
2330
kg/m3
Ponto de fusão
1414
°C
Calor de fusão
50,2
kJ/mol
Ponto de ebulição
2900
°C
Calor de vaporização
359
kJ/mol
Temperatura crítica
s/ dado
°C
Eletronegatividade
1,9
Pauling
Estados de oxidação
+4-4
-
Resistividade elétrica
≈ 105
10-8 Ω m
Condutividade térmica
150
W/(m°C)
Calor específico
712
J/(kg°C)
Coeficiente de expansão térmica
2,8
10-5 (1/°C)
Módulo de elasticidade
47
GPa
Velocidade do som
8433
m/s
Estrutura cristalina
cúbica de face centrada
 -
	
	
	
	
	Isótopos:
	A coluna % natural indica o teor encontrado no elemento natural. Valor nulo indica produção artificial. Símbolos para tempos de meia vida: s (segundo), m (minuto), h (hora), d (dia), a (ano). A tabela acima contém os principais isótopos do elemento. Não são necessariamente todos.
	Simb.
% natural
Massa
Meia vida
Decaimento
26Si
0
25,9923
2,23 s
CE p/ 26Al
27Si
0
26,9867
4,14 s
CE p/ 27Al
28Si
92,23
27,9769
Estável
-
29Si
4,67
28,9765
Estável
-
30Si
3,10
29,9738
Estável
-
31Si
0
30,9754
2,62 h
β- p/ 31P
32Si
0
31,9741
160 a
β- p/ 32P
33Si
0
32,9780
6,1 s
β- p/ 33P
34Si
0
33,9786
2,8 s
β- p/ 34P
Utilização:
	O silício é o principal componente do vidro, cimento, cerâmica, da maioria dos componentes semicondutores e dos silicones, que são substâncias plásticas muitas vezes confundidas com o silício.
	O silício tem poucas aplicações: em metalurgia como agente redutor e como liga metálica no aço, latão e bronze. Quando altamente purificado, é usado em dispositivos fotoelétricos, transistores, chips e outros componente eletrônicos. Os compostos mais importantes são o dióxido de silício (SiO2, sílica) e os vários silicatos. Na forma de areia e argila, a sílica é usada para fabricar concreto e tijolos, além de materiais refratores.
	Os silicones, polímeros sintéticos parcialmente orgânicos, constituídos por silício, oxigênio, carbono e hidrogênio, são empregados como lubrificantes, vernizes e, devido a sua consistência e inércia química, em próteses cirúrgicas. Há compostos de silício de grande poder absorvente que por isso são empregados como anti-sépticos e secantes em ataduras para curativos.
	Uma pesquisa para a obtenção de silício de alta pureza, que serviria à indústria de energia solar e eletrônica, está sendo desenvolvida pelo Centro de Tecnologia Mineral (Cetem), unidade de pesquisa do Ministério da Ciência e Tecnologia. Para isso, o Cetem tem a parceira da Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais (Cetec) e da Universidade de Campinas (Unicamp). O silício é matéria-prima usada para a fabricação dos painéis solares, que usam células fotovoltaicas, para transformar a energia solar em energia elétrica. “O grande desafio agora é você produzir esse silício de grau solar porque, no momento, ele é importado”, esclareceu.
	Segundo ele, o objetivo da pesquisa é permitir que o Brasil complete a cadeia produtiva. Hoje, o país fabrica as células fotovoltaicas, mas não produz o silício de grau solar. "Essa cadeia precisa ser fechada", observou o diretor do Cetem. Ele acredita que o programa se estenderá pelos próximos cinco anos.