العناصر التي تدخل في صناعة الإلكترونيات
يتم استخدام الأجهزة الإلكترونية يوميًا بواسطة ملايين الأشخاص حول العالم، وتُصنع العديد من المكونات الإلكترونية الدقيقة لها من مجموعة متنوعة من المواد الخام، حيث تتميز هذه المواد الخام بخصائص تجعلها مثالية لاستخدامها في المكونات الخاصة بالأجهزة الإلكترونية، كقدرتها الفائقة على التوصيل والعزل، و من العناصر التي تدخل في صناعة الإلكترونيات:
السيليكون
يعتبر السيليكون عنصرًا شبه معدني متعدد الاستخدامات، حيث يتم استخدامه في صناعة أشباه الموصلات والأجهزة الإلكترونية، إضافةً إلى تصنيع الزجاج، كما أنه نادرًا ما يتواجد كعنصر حر في الطبيعة، إذ يتواجد غالبًا على شكل مركب ثاني أكسيد السيليكون، أو الكوارتز، ويُمكن للسيليكون أن يتخذ أشكالًا مختلفة عند خلطه مع عناصر أخرى لإنشاء مركبات سبائك السيليكون ، كما يُستخدم السيليكون أيضًا في صناعات أخرى، وذلك اعتمادًا على درجة نقاء السيليكون ووجود عناصر أخرى مضافة إليه.
يستخدم السيليكون بشكل كبير كأشباه موصلات في الإلكترونيات، حيث إنه يستخدم في أجهزة مثل الترانزستورات، والدوائر المتكاملة؛ للحصول على قدرة توصيل أعلى لرفع كفاءة أدائها، كما يتم إضافة بعض المكونات الأخرى له للحفاظ على درجة حرارة مستقرة داخل الأجهزة الإلكترونية، ويعتبر النوع N والنوع P من أكثر أنواع السيليكون شيوعًا في استخدامها كأشباه موصلات.
البلاستيك والمواد البترولية الأخرى
تُستخدم المواد البلاستيكية والمواد البترولية الأخرى في صناعة الإلكترونيات لخصائصها العازلة ومقاومتها للحرارة، حيث يُستخدم البوليسترين، والبولي إيثيلين تيريفثاليت، والبولي فينيل كلورات على نطاق واسع في مكونات الأجهزة الإلكترونية مثل؛ المكثفات، والثرميستورات.
المعادن
يُستخدم النحاس بشكل كبير في صناعة الإلكترونيات كونه يتمتع بموصلية قوية، بالإضافة إلى خصائصه الأخرى كقابليته للتشكيل بسهولة، وتشمل المعادن الأخرى المستخدمة في صناعة الإلكترونيات: النيكل، والرصاص، والقصدير، والفضة والألمنيوم، والكروم، حيث تستخدم هذه المعادن في مكونات مثل؛ المكثفات، والمقاومات، والمحولات.
المكثفات
يتم استخدام المكثفات في الأجهزة الإلكترونية كبطاريات صغيرة قابلة لإعادة الشحن، حيث إنها تسمح للتيار المتناوب بالتدفق بالرغم من وجود مقاومة التيار المباشر.
الترانزستورات
يعتبر الترانزستور أحد أكثر العناصر التي تدخل في صناعة الأجهزة الإلكترونية تعقيدًا، إذ يُستخدم في بناء الأنظمة الكهربائية المُعقدة، ويتم تشغيله عن طريق تمرير التيار من خلاله، حيث إنه ومن خلال التحكم في كمية التيار المتدفق، يتم التحكم في حالة المنتج.
المحاثات
تعتبر المحاثات أحد العناصر المعقدة الأخرى التي تدخل في صناعة الإلكترونيات، إذ تتكون المحاثات من ملفات سلكية تحيط بالمكونات الأخرى، وتستخدم كعوامل تصفية.
دارة متكاملة
تضم الدارة المتكاملة العديد من المكونات المختلفة، وتشبه هذه الدارة شريحة جاهزة يمكن استخدامها دون الحاجة إلى استخدام مكثفات متعددة أو ترانزستورات، حيث يمكن أن تعمل هذه الدارة كمقاوم أو ترانزستور.
المقاومات
تتمثل وظيفة المقاومات الرئيسية كمكونٍ في الأجهزة الإلكترونية في مقاومة تدفق الكهرباء التي ينتقل خلالها، وذلك كما في الأجهزة الأخرى التي تحتاج لتقييد حركة الكهرباء المارة فيها.
مواد أولية أخرى
يُستخدم السيراميك كمادة عازلة في مجموعة متنوعة من المكونات الإلكترونية، وغالبًا ما يتم استخدام أنواع معينة من الطين، والزجاج، والذهب، إضافةً إلى الكالسيوم، والكربون بأشكالهما المختلفة.
العناصر الكيميائية التي تستخدم في صناعة الإلكترونيات
تحتوي الأرض على 17 عنصرًا نادرًا تستخدم جميعها في صناعة الإلكترونيات، ومن العناصر الكيميائية التي تدخل في صناعة الإلكترونيات:
النيوديميوم
يعتبر عنصر النيوديميوم من أكثر العناصر الأرضية النادرة استخدامًا، حيث يتم استخدامه في صناعة سماعات الأذن، والميكروفونات، ومكبرات الصوت، ومحركات الأقراص الصلبة، بالإضافة إلى المحركات الكهربائية للسيارات الهجينة، وذلك عند مزجه مع عنصري الحديد والبورون، لإنتاج مغانط أقوى بـ 12 مرة من مغناطيس الحديد التقليدي، فهي على سبيل المثال توفر تحكمًا أفضل في الأجهزة الإلكترونية التي تحتوي على محركات الأقراص الصلبة، مما يسمح بتخزين المزيد من المعلومات عليها.
هافنيوم
يعتبر عنصر الهافنيوم عنصرًا نادرًا يستخدم في صناعة أشباه الموصلات، حيث يستخدم أكسيد الهافنيوم كعازل كهربائي ذو كفاءة عالية، حيث إنه أكثر فعالية من مادة الترانزستور في تخفيض الفاقد من التيار.
التنتالوم
يُعتبر التتالوم عنصرًا أساسيًا في صناعة أشباه الموصلات أيضًا، كما أنه أساس صناعة مليارات المكثفات المستخدمة في المنتجات الإلكترونية في جميع أنحاء العالم؛ كما في الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية، حيث يتم استخدامه كمانع لتسرب التيار.
الإنديوم
يعتبر الإنديوم أحد أكثر العناصر الأرضية النادرة استخدامًا، إذ يتميز أكسيد قصدير الإنديوم بتوصيله الكهربائي الممتاز وشفافيته الضوئية العالية، مما يجعله مثاليًا لشاشات العرض المسطحة وأجهزة التلفزيون، حيث إن تواجده في شاشات الهواتف الذكية تمنحها ميزة اللمس الحساسة، كما أن دمجه مع مكونات أخرى يجعله أحد أهم مكونات الخلايا الشمسية.
