大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于硅材料考研专业的问题,于是小编就整理了3个相关介绍硅材料考研专业的解答,让我们一起看看吧。
硅材料是有色金属吗?
常温下硅是固体,硅不是金属。硅是一种化学元素,它的化学符号是Si,旧称矽。原子序数14,相对原子质量28.09,有无定形和晶体两种同素异形体,同素异形体有无定形硅和结晶硅。属于元素周期表上IVA族的类金属元素。
硅不是有色金属。
硅是非金属,尽管硅是具有金属光泽的灰黑色固体。硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,是良好的半导体材料。
硅有晶态和无定形两种形式。硅在地壳中***极为丰富,仅次于氧,占地壳总重的四分之一还多,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。
硅料用什么生产?
硅料生产制备共有五大类,分别为冷氢化反应器、还原炉、塔器、换热器、球罐。
压力容器可分为反应、换热、分离、储存压力容器。还原炉为改良西门子法多晶硅核心生产设备,价值量与数量占比最高。
制备硅片主要包括长晶、截断切方、测试分选四个环节,其中,长晶与切片为核心环节。单晶硅的制备由多晶硅料通过直拉法或者区熔法制成,其中直拉法进一步分为多次直拉法、连续直拉法、磁场直拉法,目前直拉***由RCZ 向CCZ 过渡
硅是地球上储量第二的化学元素,作为半导体材料,人们对它研究的最多、技术也最成熟,而且晶硅性能稳定、无毒,因此成为太阳电池研究开发、生产和应用中的主体材料。高纯度的硅在石英中提取。石英(硅石)的主要成分是二氧化硅,在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成工业硅,其化学反应,生成粗硅:SiO2+2C==Si(粗)+2CO;
硅料来源:
1.无定型硅可以通过镁还原二氧化硅的方式制得。实验室里可用镁粉在赤热下还原粉状二氧化硅,用稀酸洗去生成的氧化镁和镁粉,再用氢氟酸洗去未作用的二氧化硅,即得单质硅。这种方法制得的都是不够纯净的无定形硅,为棕黑色粉末。
2.晶体硅可以用碳在电炉中还原二氧化硅制得。工业上生产硅是在电弧炉中还原硅石(SiO2含量大于99%)。使用的还原剂为石油焦和木炭等。使用直流电弧炉时,能全部用石油焦代替木炭。石油焦的灰分低(0.3%~0.8%),***用质量高的硅石(SiO2大于99%),可直接炼出制造硅钢片用的高质量硅。
3.电子工业中用的高纯硅则是用氢气还原三氯氢硅或四氯化硅而制得。高纯的半导体硅可在1200℃的热硅棒上用氢气还原高纯的三氯氢硅SiHCl3或SiCl4制得。
4.超纯的单晶硅可通过直拉法或区域熔炼法
太阳能硅料用什么原材料?
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。另外广泛应用的二极管、三极管、晶闸管和各种集成电路(包括我们计算机内的芯片和CPU)都是用硅做的原材料。
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摩擦产生的高温,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。
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。
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