Номер 3, страница 62, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. В каких целях используют оксид и карбид кремния?

Оксид кремния ($SiO_2$)

Оксид кремния(IV), также известный как диоксид кремния или кремнезём, является одним из самых распространённых соединений в земной коре. Его химическая формула — $SiO_2$. В природе он встречается в виде кварца, песка и других минералов. Благодаря своим уникальным физическим и химическим свойствам, оксид кремния нашёл широкое применение в множестве отраслей промышленности и науки.

Основные цели использования оксида кремния:

• Производство стекла: кварцевый песок является основным сырьём для производства практически всех видов стекла, включая оконное, бутылочное, лабораторное и оптическое.

• Строительство: песок используется как заполнитель в бетоне и строительных растворах. Также из него производят силикатный кирпич и цемент.

• Электроника: высокочистый оксид кремния является ключевым материалом в полупроводниковой промышленности. Он используется как изолятор в транзисторах и для создания микросхем. Кварцевые кристаллы применяются в качестве резонаторов для стабилизации частоты в часах и другой электронике.

• Керамика и огнеупоры: благодаря высокой температуре плавления ($~1700o C$), $SiO_2$ используется для производства огнеупорных кирпичей и материалов для футеровки (внутренней обкладки) промышленных печей.

• Химическая промышленность: служит сырьём для получения кремния, силикатов (например, силикатного клея), а также используется в виде силикагеля как высокоэффективный осушитель и сорбент.

• Пищевая промышленность: аморфный диоксид кремния (добавка E551) применяется как агент, предотвращающий слёживание и комкование сухих продуктов, таких как соль, специи или сухое молоко.

Ответ: Оксид кремния ($SiO_2$) используется в производстве стекла, строительных материалов (бетон, кирпич), в электронике (полупроводники, изоляторы), для изготовления керамики и огнеупоров, в химической (производство силикагеля) и пищевой (добавка Е551) промышленности.

Карбид кремния ($SiC$)

Карбид кремния, известный также под техническим названием карборунд, — это синтетическое соединение кремния и углерода с формулой $SiC$. Он отличается чрезвычайно высокой твёрдостью (по шкале Мооса около 9.5, уступая алмазу), высокой температурой плавления и химической инертностью, что определяет его специфические области применения.

Основные цели использования карбида кремния:

• Абразивная обработка: из-за своей исключительной твёрдости карбид кремния является одним из самых востребованных абразивных материалов. Его используют для изготовления шлифовальных кругов, наждачной бумаги, отрезных дисков и абразивных паст для обработки металлов, камня и других твёрдых материалов.

• Огнеупорные материалы: способность выдерживать экстремально высокие температуры (разлагается при ~2700o C) делает его незаменимым для создания огнеупорных изделий, таких как тигли для плавки металлов и футеровка доменных печей.

• Машиностроение: из карбида кремния изготавливают детали, работающие в условиях интенсивного износа, высоких температур и агрессивных сред. Примеры включают механические уплотнения насосов, подшипники скольжения, а также высокоэффективные керамические тормозные диски для спортивных автомобилей.

• Силовая электроника: карбид кремния является полупроводником, который превосходит кремний по способности работать при высоких напряжениях, температурах и частотах. Электронные компоненты на его основе (диоды, транзисторы) используются в инверторах для электромобилей и солнечных электростанций, в блоках питания и другом мощном оборудовании.

• Защитные материалы: керамические пластины из $SiC$ входят в состав композитной брони для бронежилетов и военной техники, обеспечивая высокую защиту при малом весе.

• Ювелирное дело: синтетический карбид кремния, известный как муассанит, благодаря сильному блеску и высокой твёрдости используется в качестве имитации бриллианта.

Ответ: Карбид кремния ($SiC$) применяется как абразивный (шлифовальные круги) и огнеупорный материал, в машиностроении для создания износостойких деталей (тормозные диски), в силовой электронике, для производства брони и в ювелирном деле как имитация алмаза (муассанит).