Da umweltbewusste Lebensweisen immer beliebter werden, wird h\u00e4ufig die Frage gestellt, ob Silikon ein \u00f6kologisch nachhaltiger Werkstoff ist. Die Antwort lautet: Ja.<\/p>\n
Pflanzen, denen Silizium fehlt, sind anf\u00e4lliger f\u00fcr biologische Sch\u00e4dlinge und Umweltstressoren, da sie durch die Zufuhr dieses Spurenelements biologisch widerstandsf\u00e4higer werden.<\/p>\n
Gr\u00fcnes Silizium findet breite Anwendung in Branchen, die mit Metalllegierungen arbeiten, wie beispielsweise in der Stahl- und Aluminiumindustrie. Feuerfeste Materialien, die gr\u00fcnes Silizium enthalten, steigern zudem die Leistung von Hochtemperatur\u00f6fen und Brenn\u00f6fen durch die Herstellung von Schaumkeramik und Spezialkeramik und verbessern so die Gesamtleistung der \u00d6fen und Brenn\u00f6fen.<\/p>\n
Silizium ist zudem der wichtigste Rohstoff f\u00fcr die Herstellung von Polysilizium, einem wesentlichen Bestandteil der Solarenergietechnologie, die sich weltweit als alternative Energiequelle durchgesetzt hat.<\/p>\n
Das Schleifmittel SiC ist in zwei Qualit\u00e4ten erh\u00e4ltlich: als gr\u00fcne Variante mit einer Reinheit von 97%\u201399% und als verunreinigte schwarze Variante (Abb. 1.9). Das gr\u00fcne Schleifmittel kann zum Schleifen von Hartlegierungen und spr\u00f6den Metallen wie Glas oder Karbiden sowie von Kunststoffen verwendet werden; auch das Pr\u00e4zisionsschleifen von Zylinderlaufbuchsen oder das Honen von Stahlwerkzeugen ist mit dieser SiC-Schleifmittelqualit\u00e4t m\u00f6glich.<\/p>\n
In der Metallindustrie wird metallurgisches Silizium als Desoxidationsmittel in LD-\/BOF-\/Pfannen\u00f6fen eingesetzt und in Verbindung mit Rohstoffen zur Herstellung von Aluminiumoxid und Ferrosilizium verwendet. Dar\u00fcber hinaus verbessern Siliziumkarbidkeramiken auf SiC-Basis, die aus dieser Siliziumsorte hergestellt werden, die Qualit\u00e4t und Festigkeit von Metallprodukten.<\/p>\n
Eine weitere Anwendungsm\u00f6glichkeit ist das thermische Spritzen von Oberfl\u00e4chen mit einer Beschichtung aus Silizium in metallurgischer Qualit\u00e4t zur Erh\u00f6hung der Verschlei\u00df- und Korrosionsbest\u00e4ndigkeit. Dar\u00fcber hinaus enthalten Verbundwerkstoffe h\u00e4ufig siliziumhaltige Verst\u00e4rkungsfasern, um die Festigkeit und thermische Stabilit\u00e4t zu verbessern. Die Elektronikindustrie sowie die Metallproduktion werden die Nachfrage nach diesem Siliziumprodukt in metallurgischer Qualit\u00e4t in den kommenden Jahren voraussichtlich weiter ankurbeln.<\/p>\n
Das thermische Spritzen ist ein Verfahren, bei dem hei\u00dfe Materialien wie Metalle, Keramiken, Verbundwerkstoffe oder Metalllegierungen direkt auf Oberfl\u00e4chen aufgebracht werden, um deren Best\u00e4ndigkeit gegen Korrosion, Verschlei\u00df und Erosion zu verbessern. Das thermische Spritzen wird in verschiedenen Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Energieerzeugung sowie der \u00d6l- und Gasindustrie eingesetzt, um neue oder wiederaufbereitete Teile mit einer Beschichtung zu versehen, die sie gegen hohe Temperaturen, Korrosion und Reibung widerstandsf\u00e4hig macht.<\/p>\n
Zu den typischerweise eingesetzten thermischen Spritzverfahren z\u00e4hlen HVOF, HAVS, Kaltspritzen und Plasmaabscheidung. Bei jedem dieser Verfahren wird eine Mischung aus gasf\u00f6rmigen Brennstoffen (Sauerstoff, Luft oder Stickstoff) und elektrischer Energie genutzt, um das Ausgangsmaterialpulver in einen geschmolzenen Zustand zu versetzen und es anschlie\u00dfend auf hohe Geschwindigkeiten zu beschleunigen, bis sich abgeflachte Lamellen bilden, die sich beim Aufprall auf Oberfl\u00e4chen ablagern.<\/p>\n
Mit diesen Verfahren lassen sich vielf\u00e4ltige Materialien aufbringen, von Keramiken und Metallen bis hin zu Polymeren und Verbundwerkstoffen, wobei die dabei entstehenden Schichten Kontaktwinkel von bis zu 163 Grad aufweisen. Es wurde intensiv erforscht, wie solche funktionalen Beschichtungen intelligente Eigenschaften wie antimikrobielle, selbstreinigende und selbstschmierende F\u00e4higkeiten erzielen k\u00f6nnen. Gutierrez et al. verwendeten das Drahtlichtbogenspritzen auf mitteldichten Faserplatten, wie sie h\u00e4ufig in M\u00f6beln zu finden sind, um ein antimikrobielles Kupfermaterial aufzutragen, das gegen Staphylococcus aureus- und Escherichia coli-St\u00e4mme wirksam war; in \u00e4hnlicher Weise erzielten auch Xu et al. superhydrophobe Beschichtungen mit Kontaktwinkeln von 163 Grad.<\/p>\n
Gr\u00fcnes Silizium findet in der Glasindustrie breite Anwendung als Poliermittel f\u00fcr Spezialgl\u00e4ser. Es ist besonders wirksam bei der Verk\u00fcrzung von Sinterzeiten und der Erzielung feiner Oberfl\u00e4chen. Eine weitere Anwendungsm\u00f6glichkeit f\u00fcr gr\u00fcnes Silizium ist die Oberfl\u00e4chenbehandlung zur Verbesserung der Qualit\u00e4t von Metall- und Glasprodukten, ebenso wie das thermische Spritzen zur Erzielung von Korrosionsbest\u00e4ndigkeit in der Metallverarbeitung und im Solarbereich. Gr\u00fcnes Silizium spielt zudem eine wesentliche Rolle bei der Verbesserung der Effizienz und Lebensdauer von Photovoltaikzellen.<\/p>\n
Duran (Duran Group), Pyrex, Glassco, Supertek, Jenaer Glas, Fiolax, Kavalierglass A.s., Simax, Simax Marinex, Brazil und Endural geh\u00f6ren zu den wichtigsten Herstellern von Beh\u00e4ltern und Ger\u00e4ten aus Borosilikatglas f\u00fcr Laboratorien sowie von Trinkgl\u00e4sern aus diesem Material. Borosilikatglas findet vielf\u00e4ltige Anwendung, beispielsweise in Laborbeh\u00e4ltern sowie in Trinkgl\u00e4sern.<\/p>\n
Die Forscher f\u00fchrten umfangreiche Untersuchungen an Lithium-Ionen-Anoden aus glasbasiertem Silizium durch. Sie stellten fest, dass reduziertes gSi mit seiner verbesserten Lithiierungskapazit\u00e4t bei Raumtemperatur 3579 mAh g\u207b\u00b9 erreichte. Dieses Ergebnis wurde durch magnesiothermische Reduktion mit einer zusammenh\u00e4ngenden Morphologie ohne Risse und Poren sowie einer konformen amorphen Kohlenstoffbeschichtung auf allen gSi-Oberfl\u00e4chen erzielt. Dar\u00fcber hinaus weist morphologisch gesch\u00fctztes gSi dank seiner geringen Partikelgr\u00f6\u00dfe und seiner hervorragenden chemischen Stabilit\u00e4t \u00fcberlegene mechanische Eigenschaften auf, was vielversprechende Aussichten f\u00fcr gro\u00dftechnische Energiespeicheranwendungen mit diesem Material bietet. Dar\u00fcber hinaus ist es aufgrund seiner geringen Emissionen ein idealer Kandidat f\u00fcr Glaskeramik-Elektroden.<\/p>\n
Angesichts der zunehmenden Beliebtheit von Solarmodulen besteht ein Anreiz, deren Umweltbelastung zu verringern, indem das darin enthaltene Silizium recycelt wird, anstatt es aus Rohstoffvorkommen zu gewinnen oder direkt aus der Erde abzubauen.<\/p>\n
Solar-PV-Module wandeln Sonnenlicht in Strom um, indem sie in Silizium ein elektrisches Feld erzeugen, das dann \u00fcber leitf\u00e4hige Metallplatten auf beiden Seiten der Module gesammelt und weitergeleitet wird. Obwohl es sich um eine bemerkenswerte Technologie handelt, erfordert ihre Herstellung erhebliche Mengen an Energie. Zwar haben die Bem\u00fchungen der Industrie zur Steigerung der Effizienz den Siliziumverbrauch pro Modul gesenkt, doch k\u00f6nnten weitere Einsparungen erzielt werden, indem die Polysiliziumproduktion mit erneuerbaren Energiequellen betrieben wird.<\/p>\n
Recycelbares Silizium ist ein wichtiger Bestandteil einer starken Solar-PV-Industrie, und die Vereinigten Staaten haben die Chance, in diesem Bereich eine Vorreiterrolle zu \u00fcbernehmen. Ein wichtiger Schritt sollte darin bestehen, die politischen Ma\u00dfnahmen zur F\u00f6rderung der heimischen Produktionskapazit\u00e4ten zu verst\u00e4rken und so die Abh\u00e4ngigkeit von Materialimporten aus China zu verringern.<\/p>\n
Heute stehen verschiedene Verfahren zur R\u00fcckgewinnung von Silizium aus PV-Modulen zur Verf\u00fcgung, darunter mechanische Verfahren wie Zerkleinern und Mahlen (B. Sorensen 2017), Hochspannungsimpulsbehandlung, Hei\u00dfmesser, thermische Verarbeitung sowie Pyrolyse. Die thermische Behandlung hat sich als besonders erfolgreich bei der Trennung von Glas und siliziumhaltigen Materialien erwiesen, wobei in einem Fall \u00fcber 91% zur\u00fcckgewonnen werden konnte (Abb. 15).<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
As eco-friendly lifestyles gain in popularity, questions regarding whether Silicon is an environmentally sustainable material are frequently raised. The answer is in the affirmative. Plants lacking silicon become more vulnerable to biological pests and environmental stressors due to being biologically stronger when supplemented with this microelement. Metallurgical Applications Green silicon is used widely in industries… Weiterlesen »Ist Silizium \u00f6kologisch nachhaltig?<\/span><\/a><\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"neve_meta_sidebar":"","neve_meta_container":"","neve_meta_enable_content_width":"","neve_meta_content_width":0,"neve_meta_title_alignment":"","neve_meta_author_avatar":"","neve_post_elements_order":"","neve_meta_disable_header":"","neve_meta_disable_footer":"","neve_meta_disable_title":"","footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-332","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/332","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=332"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/332\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":333,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/332\/revisions\/333"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=332"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=332"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=332"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}