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水剂型硅氟微粒的作用是

归档日期:05-16       文本归类:平行分布处理      文章编辑:爱尚语录

  一、晶体硅:单质硅是比较活泼的一种非金属元素,它能和96种稳定元素中的64种元素形成化合物硅的主要用途是取决于它的半导性硅材料是当前最重要的半导材料目前世界年产量约为3×106kg一个直径75mm的硅片,可集成几万至几十万甚至几百万个元件,形成了微电子学,从而出现了微型计算机、微处理机等由于当前信息工程的发展,硅主要用于微电子技术以硅晶闸管为主的电力半导体器件,元件越做越大,与硅晶体管相比集成电路正相反,在直径为75mm的硅片上,只做一个能承受几kA电流和几kV电压的元件,这种元件渗透到电子、电力、控制3个领域就形成了一门新学科——电力电子学为适应大规模集成电路的发展、单晶硅正向大直径、高纯度、高均匀性,无缺陷方向发展最大硅片直径已达150mm,实验室的高纯硅接近理论极限纯度目前常用的太阳能电池是硅电池如果在1平方米面积上铺满硅太阳电池,就可以得到100W电力单晶硅太阳能电池的性能稳定,转换效率高,体积小,重量轻,很适合作太空航天器上的电源美国的大型航天器——太空实验室上就安装有4块太阳能电池帆板,它们是由147840块8平方厘米大小的单晶硅太阳能电池排列组成的,发电功率大约为12KW晶体硅包括单晶硅和多晶硅,晶体硅的制备方法大致是先用碳还原SiO2成为Si,用HCl反应再提纯获得更高纯度多晶硅,单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅硅的单晶体具有基本完整的点阵结构的晶体不同的方向具有不同的性质,是一种良好的半导材料纯度要求达到99.9999%,甚至达到99.9999999%以上用于制造半导体器件、太阳能电池等用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成熔融的单质硅在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,则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅单晶硅具有准金属的物理性质,有较弱的导电性,其电导率随温度的升高而增加,有显著的半导电性超纯的单晶硅是本征半导体在超纯单晶硅中掺入微量的ⅢA族元素,如硼可提高其导电的程度,而形成p型硅半导体;如掺入微量的ⅤA族元素,如磷或砷也可提高导电程度,形成n型硅半导体单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅单晶硅主要用于制作半导体元件二、二氧化硅性质:SiO2又称硅石在自然界分布很广,如石英、石英砂等白色或无色,含铁量较高的是淡黄色密度2.2~2.66.熔点1670℃(鳞石英);1710℃(方石英)沸点2230℃不溶于水微溶于酸,微粒时能与熔融和碱类起作用用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、硅铁、型砂、单质硅等silicondioxideCAS号:7631-86-9分子形状:四方晶系摩尔质量:60.1gmol-1化学式SiO2,式量60.08也叫硅石,是一种坚硬难溶的固体它常以石英、鳞石英、方石英三种变体出现从地面往下16千米几乎65%为二氧化硅的矿石天然的二氧化硅分为晶态和无定形两大类,晶态二氧化硅主要存在于石英矿中纯石英为无色晶体,大而透明的棱柱状石英为水晶二氧化硅是硅原子跟四个氧原子形成的四面体结构的原子晶体,整个晶体又可以看作是一个巨大分子,SiO2是最简式,并不表示单个分子密度2.32g/cm3,熔点1723±5℃,沸点2230℃无定形二氧化硅为白色固体或粉末化学性质很稳定不溶于水也不跟水反应是酸性氧化物,不跟一般酸反应气态氟化氢或氢氟酸跟二氧化硅反应生成气态四氟化硅跟热的强碱溶液或熔化的碱反应生成硅酸盐和水跟多种金属氧化物在高温下反应生成硅酸盐用于制造石英玻璃、光学仪器、化学器皿、普通玻璃、耐火材料、光导纤维,陶瓷等二氧化硅的性质不活泼,它不与除氟、氟化氢和氢氟酸以外的卤素、卤化氢和氢卤素以及硫酸、硝酸、高氯酸作用氟化氢(氢氟酸)是唯一可使二氧化硅溶解的酸,生成易溶于水的氟硅酸:测其二氧化硅的比表面积,则使用全自动BET比表面积测试仪F-Sorb2400SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O二氧化硅与碱性氧化物SiO2+CaO=(高温)CaSiO3二氧化硅能溶于浓热的强碱溶液:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(盛碱的试剂瓶不能用玻璃塞而用橡胶塞)在高温下,二氧化硅能被碳、镁、铝还原:SiO2+2C=Si+2CO↑二氧化硅结构在大多数微电子工艺感兴趣的温度范围内,二氧化硅的结晶率低到可以被忽略尽管熔融石英不是长范围有序,但她却表现出短的有序结构,它的结构可认为是4个氧原子位于三角形多面的脚上多面体中心是一个硅原子这样,每4个氧原子近似共价键合到硅原子,满足了硅的化合价外壳如果每个氧原子是两个多面体的一部分,则氧的化合价也被满足,结果就成了称为石英的规则的晶体结构在熔融石英中,某些氧原子,成为氧桥位,与两个硅原子键合某些氧原子没有氧桥,只和一个硅原子键合可以认为热生长二氧化硅主要是由人以方向的多面体网络组成的与无氧桥位相比,有氧桥的部分越大,氧化层的粘合力就越大,而且受损伤的倾向也越小干氧氧化层的有氧桥与无氧桥的比率远大于湿氧氧化层因此,可以认为,SiO2与其说是原子晶体,却更近似于离子晶体氧原子与硅原子之间的价键向离子键过渡二氧化硅是制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维和耐火材料的原料当二氧化硅结晶完美时就是水晶;二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙;二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石;二氧化硅晶粒小于几微米时,就组成玉髓、燧石、次生石英岩物理性质和化学性质均十分稳定的矿产资源,晶体属三方晶系的氧化物矿物,即低温石英(a-石英),是石英族矿物中分布最广的一个矿物种广义的石英还包括高温石英(b-石英)石英块又名硅石,主要是生产石英砂(又称硅砂)的原料,也是石英耐火材料和烧制硅铁的原料silicateminerals一类由金属阳离子与硅酸根化合而成的含氧酸盐矿物在自然界分布极广,是构成地壳、上地幔的主要矿物,估计占整个地壳的90%以上;在石陨石和月岩中的含量也很丰富已知的约有800个矿物种,约占矿物种总数的1/4许多硅酸盐矿物如石棉、云母、滑石、高岭石、蒙脱石、沸石等是重要的非金属矿物原料和材料有的是提取金属钾、铝和稀有金属锂、铍、锆、铷、铯等的主要矿石矿物,如霞石、锂云母、绿柱石、锆石、天河石等还有不少硅酸盐矿物如祖母绿、海蓝宝石、翡翠等都是珍贵的宝石矿物化学组成的特点:组成硅酸盐矿物的元素达40余种其中除了构成硅酸根所必不可少的Si和O以外,作为金属阳离子存在的主要是惰性气体型离子(如Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Al3+等)和部分过渡型离子(如Fe2+、Fe3+、Mn2+、Mn3+、Cr3+、Ti3+等)的元素,铜型离子(如Cu+、Zn2+、Pb2+、Sn4+等)的元素较少见此外,还有(OH)-、O2-、F-、C1-、【CO3】2-、【SO4】2-等以附加阴离子的形式存在在硅酸盐矿物的化学组成中广泛存在着类质同象替代,除金属阳离子间的替代非常普遍外,经常有Al3+、同时有Be2+或B3+等替代硅酸根中的Si4+,从而分别形成铝硅酸盐、铍硅酸盐和硼硅酸盐矿物此外,少数情况下还可能有(OH)-替代硅酸根中的O2-

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