4.

Utilisations

1.

Silicium pur ou dopé

Le silicium est un semi-conducteur dont la résistivité à température ambiante (voir Résistance électrique) est comprise entre celle des métaux et celle des isolants. La conductivité du silicium peut être contrôlée en ajoutant de petites quantités d’impuretés, appelées dopants, comme le bore ou l’arsenic. Le silicium est actuellement le semi-conducteur le plus utilisé dans la fabrication des composants électroniques.

2.

Alliages

Le silicium est utilisé en sidérurgie comme constituant des aciers. Au cours de la synthèse, l’acier fondu est désoxydé par addition de petites quantités de silicium. L’acier ordinaire contient moins de 0,03 p. 100 de silicium. L’acier au silicium, qui contient de 2,5 à 4 p. 100 de silicium, est utilisé dans le tore des transformateurs électriques, cet alliage présentant une faible hystérésis (voir Magnétisme). Un alliage d’acier, le duriron, contient 15 p. 100 de silicium. Il est dur, friable et résiste à la corrosion. C’est pourquoi on l’utilise dans les équipements industriels qui sont en contact avec des produits chimiques corrosifs. Le silicium est également utilisé dans les alliages de cuivre, de laiton et de bronze.

3.

Composés

La silice et les silicates sont utilisés dans la fabrication du verre, des enduits, des émaux, du ciment et de la porcelaine, et ont d’importantes applications spécifiques. La silice fondue, verre fabriqué par fusion du quartz ou du tétrachlorure de silicium hydrolysé, est caractérisée par un faible coefficient de dilatation et par une grande résistance à la plupart des produits chimiques. Le gel de silice est une substance incolore, poreuse, amorphe. Il est préparé par déshydratation partielle d’un précipité gélatineux d’acide silicique, de formule SiO₂,H₂O, qui est formé par la réaction entre l’acide chlorhydrique et une solution de silicate de sodium. Le gel de silice absorbe l’eau et d’autres substances : il est utilisé comme desséchant et comme décolorant.

Le silicate de sodium (Na₂SiO₃) est un important silicate synthétique. C’est un solide incolore, soluble dans l’eau, amorphe, qui fond à 1 088 °C. Il est préparé en faisant réagir de la silice (sable) et du carbonate de sodium à température élevée, ou en chauffant du sable avec de l’hydroxyde de sodium concentré sous pression. La solution aqueuse de silicate de sodium, ou silicate de soude, est utilisée pour conserver les œufs. On l’emploie également comme substitut de la colle pour les boîtes ou autres récipients, comme liant pour les pierres précieuses artificielles, comme agent ignifugeant, comme liant ou charge dans les savons et les détergents. Le composé silicium-carbone appelé carborundum est un autre composé important du silicium ; il sert d’abrasif.

Le monoxyde de silicium (SiO) sert de revêtement protecteur : la partie qui est au contact de l’air s’oxyde en effet en dioxyde de silicium et forme ainsi une couche passive. (Voir aussi Silicones.)