金属硅的作用
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/08/28 03:06:04
金属硅的作用
金属硅的作用
金属硅的作用
1.用作半导体芯片
2.构成沙粒,岩石的主要成分
3.某些牙膏中用硅作为磨料
4.含硅的钢材具有良好的导磁性,可用作变压器的铁芯
5.制作玻璃需要用的SiO2,水晶的成分是透明的SiO2
6.硅胶吸水性强,常用作某些食品的干燥剂
硅什么时候成金属了??
电脑的芯片都是单景硅做的
半导体材料
注,硅不是金属
硅以大量的硅酸盐矿和石英矿存在于自然界中。如果说碳是组成生物界的主要元素,那么,硅就是构成地球上矿物界的主要元素。
硅在地壳中的丰度为27.7%,在所有的元素中居第二位,地壳中含量最多的元素氧和硅结合形成的二氧化硅SiO2,占地壳总质量的87%。
我们脚下的泥土、石头和沙子,我们使用的砖、瓦、水泥、玻璃和陶瓷等等,这些我们在日常生活中经常遇到的物质,都是硅的化合物。硅,真是遍布...
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硅以大量的硅酸盐矿和石英矿存在于自然界中。如果说碳是组成生物界的主要元素,那么,硅就是构成地球上矿物界的主要元素。
硅在地壳中的丰度为27.7%,在所有的元素中居第二位,地壳中含量最多的元素氧和硅结合形成的二氧化硅SiO2,占地壳总质量的87%。
我们脚下的泥土、石头和沙子,我们使用的砖、瓦、水泥、玻璃和陶瓷等等,这些我们在日常生活中经常遇到的物质,都是硅的化合物。硅,真是遍布世界,俯拾即是的元素。
单晶硅和多晶硅的区别是,当熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒,则形成单晶硅。如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则形成多晶硅。
硅有晶态和无定形两种同素异形体。晶态硅又分为单晶硅和多晶硅,它们均具有金刚石晶格,晶体硬而脆,具有金属光泽,能导电,但导电率不及金属,且随温度升高而增加,具有半导体性质。晶态硅的熔点1410C,沸点2355C,密无定形硅是一种黑灰色的粉末。
硅的化学性质
硅在常温下不活泼,其主要的化学性质如下:
(1)与非金属作用
常温下Si只能与F2反应,在F2中瞬间燃烧,生成SiF4.
Si+F2 === Si+F4
加热时,能与其它卤素反应生成卤化硅,与氧反应生成SiO2:
Si+2F2 SiF4 (X=Cl,Br,I)
Si+O2 SiO2 (SiO2的微观结构)
在高温下,硅与碳、氮、硫等非金属单质化合,分别生成碳化硅SiC、氮化硅Si3N4和硫化硅SiS2等.
Si+C SiC
3Si+2N2 Si3N4
Si+2S SiS2
(2)与酸作用
Si在含氧酸中被钝化,但与氢氟酸及其混合酸反应,生成SiF4或H2SiF6:
Si+4HF SiF4↑+2H2↑
3Si+4HNO3+18HF === 3H2SiF6+4NO↑+8H2O
(3)与碱作用
无定形硅能与碱猛烈反应生成可溶性硅酸盐,并放出氢气:
Si+2NaOH+H2O === Na2SiO3+2H2↑
(4)与金属作用
硅还能与钙、镁、铜、铁、铂、铋等化合,生成相应的金属硅化物。
硅的用途
①高纯的单晶硅是重要的半导体材料。在单晶硅中掺入微量的第IIIA族元素,形成p型硅半导体;掺入微量的第VA族元素,形成n型和p型半导体结合在一起,就可做成太阳能电池,将辐射能转变为电能。在开发能源方面是一种很有前途的材料。
②金属陶瓷、宇宙航行的重要材料。将陶瓷和金属混合烧结,制成金属陶瓷复合材料,它耐高温,富韧性,可以切割,既继承了金属和陶瓷的各自的优点,又弥补了两者的先天缺陷。 可应用于军事武器的制造
第一架航天飞机“哥伦比亚号”能抵挡住高速穿行稠密大气时磨擦产生的高温,全靠它那三万一千块硅瓦拼砌成的外壳。
③光导纤维通信,最新的现代通信手段。用纯二氧化硅拉制出高透明度的玻璃纤维,激光在玻璃纤维的通路里,无数次的全反射向前传输,代替了笨重的电缆。光纤通信容量高,一根头发丝那么细的玻璃纤维,可以同时传输256路电话,它还不受电、磁干扰,不怕窃听,具有高度的保密性。光纤通信将会使 21世纪人类的生活发生革命性巨变。
聚氧硅材料的应用1
④性能优异的硅有机化合物。例如有机硅塑料是极好的防水涂布材料。在地下铁道四壁喷涂有机硅,可以一劳永逸地解决渗水问题。在古文物、雕塑的外表,涂一层薄薄的有机硅塑料,可以防止青苔滋生,抵挡风吹雨淋和风化。天安门广场上的人民英雄纪念碑,便是经过有机硅塑料处理表面的,因此永远洁白、清新。
硅橡胶具有良好的绝缘改组,长期不龟裂、不老化,没有毒性,还可以作为医用高分子材料。
硅油,是一种很好的润滑剂,由于它的粘度受温度变化的影响小,流动性好,蒸气压低,在高温或寒冷的环境中都能使用。硅元素进入有机世界,将它优异的无机性质揉进有机物里,使有机硅化合物别具一格,开辟了新的领域。
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什么是金属硅 “金属硅”(我国也称工业硅)是本世纪六十年代中期出现的一个商品名称。它的出现与半导体行业的兴起有关。目前,国际通用作法是把商品硅分成金属硅和半导体硅。金属硅是由石英和焦炭在电热炉内冶炼成的产品,主成分硅元素的含量在98%左右(近年来,含Si量99.99%的也名手在金属硅内),其余杂质为铁、铝、钙等。半导体硅用于制作半导体器件的高纯度金属硅。是以多晶、单晶形态出售,前者价廉,后者价昂。...
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什么是金属硅 “金属硅”(我国也称工业硅)是本世纪六十年代中期出现的一个商品名称。它的出现与半导体行业的兴起有关。目前,国际通用作法是把商品硅分成金属硅和半导体硅。金属硅是由石英和焦炭在电热炉内冶炼成的产品,主成分硅元素的含量在98%左右(近年来,含Si量99.99%的也名手在金属硅内),其余杂质为铁、铝、钙等。半导体硅用于制作半导体器件的高纯度金属硅。是以多晶、单晶形态出售,前者价廉,后者价昂。因其用途不同而划分为多种规格。据统计,1985年全世界共消耗金属硅约50万吨,其中用于铝合金的金属硅约占60%,用于有机硅的不足30%,用于半导体的约占3%,其余用于钢铁冶炼及精密陶瓷等。 硅的性质 硅是半金属之一,旧称“矽”。熔点为1412℃,密度为2.34克/厘米3。质硬而脆。在常温下不溶于酸,易溶于碱。金属硅的性质与锗、铅、锡相近,具有半导体性质。硅在地壳中资源极为丰富,仅次于氧,占地壳总重的四分之一还强,以二氧化硅或硅酸盐形式存在。最纯的硅矿物是石英或硅石。硅有两种同素异形体:一种为暗棕色无定形粉末,性质活泼,在空气中能燃烧;另一种为性质稳定的晶体(晶态硅)。一般硅石和石英用于玻璃和其它建材,优质的石英用于制作合金、金属和单晶。 硅的用途硅大量用于冶炼成硅铁合金作钢铁工业中合金元素,在很多种金属冶炼中作还原剂。硅还是铝合金中的良好组元,绝大多数铸造铝合金都含有硅。硅是电子工业超纯硅的原料,超纯半导体单晶硅做的电子器件具有体积小、重量轻、可靠性好和寿命长等优点。掺有特定微量杂质的硅单晶制成的大功率晶体管、整流器及太阳能电池,比用锗单晶制成的好。近年来非晶硅太阳能电池研究进展很快,转换率达到了8%以上。硅钼棒电热元件最高使用温度可达1700℃,具有电阻不易老化和良好的抗氧化性能。用硅生产的三氯氢硅,可配制几百种硅树脂润滑剂和防水化合物等。此外,碳化硅可作磨料,高纯氧化硅制作的石英管是高纯金属冶炼及照明灯具的重要材料。 八十年代的纸张——硅 人们称硅为“八十年代的纸张”。这是因为纸张只能记录信息,而硅不仅能记载信息,还能对信息进行处理加工以获得新的信息。1945年制造的世界上第一台电子计算机,装有18000个电子管、70000只电阻、10000只电容,整个机器重30吨,占地170平方米,相当于10间房子大小。而今天的电子计算机,由于技术的进步和材质的改善,在一个指甲盖大小的硅片上,可以容纳上万个晶体管;并且有输入、输出、运算、存储和控制信息等一系列功能。 微孔硅钙保温材料微孔硅钙保温材料是一种优良的保温材料。它具有热容量小、机械强度高、导热系数低、不燃烧、无毒无味、可切割、运输方便等特点,可广泛用于冶金、电力、化工、船舶等各种热力设备及管道上。经测试,节能效益优于石棉、水泥、蛭石和水泥珍珠岩等保温材料。特种硅钙材料可用作催化剂载体,在石油炼制、汽车尾气净化等多方面广泛应用。 超纯硅目前,超纯硅(每一千个原子中杂质不高于几个原子)是最重要的半导体材料,广泛用于计算机、微波通讯、光纤通讯、太阳能发电等方面。半导体硅材料发展很快,每年单晶硅的用量超过2500吨,硅片消费25亿平方英寸。我国硅材料的研究和生产也有很大发展,直径3英寸以下的单晶已达到国际水平,并且建立了切、磨、抛工艺和设备,但总体水平与国际上还有一定差距。所以,我国超纯硅发展潜力很大,任重道远。 为什么把现时代称为硅时代 在第七届国际晶体硅生产会议上,科学家们把现时代称为硅时代。为什么把硅提到如此高的地位呢?这是因为,当今世界正处在由工业时代走向信息时代。在工业时代,领头的是钢铁,所以钢铁生产量标志着一个国家的经济和军事实力。在信息时代,领头的是半导体材料——硅。可作半导体材料的品种为数是很多的,不过工业生产的品种并不多,主要是硅、锗、砷化镓和磷化镓等,而其中硅占目前整个半导体材料产量的90%左右。这就是人们把现时代称为硅时代的原因。
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金属吗?????