Ⅰ 硅是從那裡提煉出來的
純凈的硅(Si)是從自然界中的石英礦石(主要成分二氧化硅)中提取出來的,分幾步反應:
1.二氧化硅和炭粉在高溫條件下反應,生成粗硅:
SiO2+2C==Si(粗)+2CO
2.粗硅和氯氣在高溫條件下反應生成氯化硅:
Si(粗)+2Cl2==SiCl4
3.氯化硅和氫氣在高溫條件下反應得到純凈硅:
SiCl4+2H2==Si(純)+4HCl
以上是硅的工業製法,在實驗室中可以用以下方法製得較純的硅:
1.將細砂粉(SiO2)和鎂粉混合加熱,製得粗硅:
SiO2+2Mg==2MgO+Si(粗)
2.這些粗硅中往往含有鎂,氧化鎂和硅化鎂,這些雜質可以用鹽酸除去:
Mg+2HCl==MgCl2+H2
MgO+2HCl==MgCl2+H2O
Mg2Si+4HCl==2MgCl2+SiH4
3.過濾,濾渣即為純硅
Ⅱ 硅原料是從哪裡提煉出來的
工業用硅,通常是在電爐中由碳還原二氧化硅而製得。高純度硅則是在石英中提取。冶金級硅,它的制備主要是在電弧爐中用碳還原石英砂而成。
以硅是地球上儲量第二的化學元素,作為半導體材料,人們對它研究得最多、技術最成熟,而且晶硅性能穩定、無毒,因此成為太陽電池研究開發、生產和應用中的主體材料。
硅的性質
硅具有優良的半導體電學性質。禁帶寬度適中,為1.12電子伏。載流子遷移率較高,電子遷移率為1350厘米2/伏·秒,空穴遷移率為480厘米2/伏·秒。
本徵電阻率在室溫(300K)下高達2.3×105歐·厘米,摻雜後電阻率可控制在104~10-4 歐·厘米的寬廣范圍內,能滿足製造各種器件的需要。硅單晶的非平衡少數載流子壽命較長,在幾十微秒至1毫秒之間。
Ⅲ 高純硅的制備方法是什麼
高純硅的制備:
1、硅按不同的純度可以分為冶金級硅(MG)、太陽能級硅(SG)和電子級硅(EG)。一般來說,經過浮選和磁選後的硅石(主要成分是SiO2)放在電弧爐里和焦炭生成冶金級硅,
2、然後進一步提純到更高級數的硅。目前處於世界主流的傳統提純工藝主要有兩種:改良西門子法和硅烷法,它們統治了世界上絕大部分的多晶硅生產線,是多晶硅生產規模化的重要級數。
3、在此主要介紹改良西門子法,改良西門子法是以HCl(或H2,Cl2)和冶金級工業硅為原料,在高溫下合成為SiHCl3,然後通過精餾工藝,提純得到高純SiHCl3,最後用超高純的氫氣對SiHCl3進行還原,得到高純多晶硅棒。
高純硅的應用領域:
1、高純的單晶硅是重要的半導體材料。在單晶硅中摻入微量的第IIIA族元素,形成p型硅半導體;摻入微量的第VA族元素,形成n型半導體。p型半導體和n型半導體結合在一起形成p-n結,就可做成太陽能電池,將輻射能轉變為電能,在開發能源方面是一種很有前途的材料。
2、金屬陶瓷、宇宙航行的重要材料。將陶瓷和金屬混合燒結,製成金屬陶瓷復合材料,它耐高溫,富韌性,可以切割,既繼承了金屬和陶瓷的各自的優點,又彌補了兩者的先天缺陷。可應用於軍事武器的製造。
3、光導纖維通信,最新的現代通信手段。用純二氧化硅可以拉制出高透明度的玻璃纖維。激光可在玻璃纖維的通路里,發生無數次全反射而向前傳輸,代替了笨重的電纜。光纖通信容量高,一根頭發絲那麼細的玻璃纖維,可以同時傳輸256路電話。
以上內容參考 網路-硅
Ⅳ 工業制硅用什麼方法!
高純硅的製取:SiO2+2CSi+2CO↑(制粗硅)Si (粗硅)+2Cl2SiCl4(分餾提純SiCl4)SiCl4+2H2Si+4HCl
Ⅳ 工業制硅,用什麼方法提純
工業上用碳在電爐內還原二氧化硅製得粗硅。用氫氣還原三氯氫硅或四氯化硅可製得高純度硅。
1.物質的理化常數:
國標編號 81043
CAS號 10026-04-7
中文名稱 四氯化硅
英文名稱 Silicon tetrachloride
別 名 氯化硅;四氯化矽
分子式 SiCl4 外觀與性狀 無色或淡黃色發煙液體,有刺激性氣味,易潮解
分子量 169.90 蒸汽壓 55.99kPa(37.8℃)
熔 點 -70℃ 沸點:57.6℃ 溶解性 可混溶於苯、氯仿、石油醚等多數有機溶劑
密 度 相對密度(水=1)1.48;相對密度(空氣=1)5.86 穩定性 穩定
危險標記 20(酸性腐蝕品) 主要用途 用於製取純硅、硅酸乙酯等,也用於製取煙幕劑
2.對環境的影響:
一、健康危害
侵入途徑:吸入、食入、經皮吸收。
健康危害:對眼睛及上呼吸道有強烈刺激作用。高濃度可引起角膜混濁,呼吸道炎症,甚至肺水腫。皮膚接觸後可引起組織壞死。
二、毒理學資料及環境行為
急性毒性:LC508000ppm,4小時(大鼠吸入)
危險特性:受熱或遇水分解放熱,放出有毒的腐蝕性煙氣。
燃燒(分解)產物:氯化氫、氧化硅。
3.現場應急監測方法:
4.實驗室監測方法:
氣相色譜法,參照《分析化學手冊》(第四分冊,色譜分析),化學工業出版社
5.環境標准:
前蘇聯(1975) 車間衛生標准 5mg/m3
6.應急處理處置方法:
一、泄漏應急處理
疏散泄漏污染區人員至安全區,禁止無關人員進入污染區,建議應急處理人員戴自給式呼吸器,穿化學防護服。不要直接接觸泄漏物,勿使泄漏物與可燃物質(木材、紙、油等)接觸,在確保安全情況下堵漏。噴水霧減慢揮發(或擴散),但不要對泄漏物或泄漏點直接噴水。將地面灑上蘇打灰,然後用大量水沖洗,經稀釋的洗水放入廢水系統。如果大量泄漏,最好不用水處理,在技術人員指導下清除。
二、防護措施
呼吸系統防護:可能接觸其蒸氣時,必須佩戴防毒面具或供氣式頭盔。緊急事態搶救或逃生時,建議佩帶自給式呼吸器。
眼睛防護:戴化學安全防護眼鏡。
防護服:穿工作服(防腐材料製作)。
手防護:戴橡皮手套。
其它:工作後,淋浴更衣。單獨存放被毒物污染的衣服,洗後再用。保持良好的衛生習慣。
三、急救措施
皮膚接觸:立即脫去污染的衣著,用流動清水沖洗15分鍾。若有灼傷,就醫治療。
眼睛接觸:立即提起眼瞼,用流動清水沖洗10分鍾或用2%碳酸氫鈉溶液沖洗。
吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。注意保暖,保持呼吸道通暢。必要時進行人工呼吸。就醫。
食入:患者清醒時立即漱口,給飲牛奶或蛋清。立即就醫。
滅火方法:乾粉、砂土。禁止用水。
Ⅵ 硅的主要制備方法
實驗室里可用鎂粉在赤熱下還原粉狀二氧化硅,用稀酸洗去生成的氧化鎂和鎂粉,再用氫氟酸洗去未作用的二氧化硅,即得單質硅。這種方法製得的都是不夠純凈的無定形硅,為棕黑色粉末。工業上生產硅是在電弧爐中還原硅石(SiO2含量大於99%)。使用的還原劑為石油焦和木炭等。使用直流電弧爐時,能全部用石油焦代替木炭。石油焦的灰分低(0.3%~0.8%),採用質量高的硅石(SiO2大於99%),可直接煉出製造硅鋼片用的高質量硅。高純的半導體硅可在1,200℃的熱硅棒上用氫氣還原高純的三氯氫硅SiHCl3或SiCl4製得。超純的單晶硅可通過直拉法或區域熔煉法等制備。 用鎂還原二氧化硅可得無定形硅。用碳在電爐中還原二氧化硅可得晶體硅。電子工業中用的高純硅則是用氫氣還原三氯氫硅或四氯化硅而製得。
Ⅶ 工業上製取粗硅的化學方程式是什麼吖
SiO₂+2C=Si+2CO↑(反應條件是高溫)
工業上生產硅是在電弧爐中還原硅石。使用的還原劑為石油焦和木炭等。使用直流電弧爐時,能全部用石油焦代替木炭。石油焦的灰分低,採用質量高的硅石,可直接煉出製造硅鋼片用的高質量硅。
高純的半導體硅可在1,200℃的熱硅棒上用氫氣還原高純的三氯氫硅SiHCl3或SiCl4製得。超純的單晶硅可通過直拉法或區域熔煉法等制備。
(7)工業硅是利用什麼方法生產出來的擴展閱讀:
用鎂還原二氧化硅可得無定形硅。用碳在電爐中還原二氧化硅可得晶體硅。電子工業中用的高純硅則是用氫氣還原三氯氫硅或四氯化硅而製得。
實驗室製取:
實驗室里可用鎂粉在赤熱下還原粉狀二氧化硅,用稀酸洗去生成的氧化鎂和鎂粉,再用氫氟酸洗去未作用的二氧化硅,即得單質硅。這種方法製得的都是不夠純凈的無定形硅,為棕黑色粉末。
應用領域:
1、由於有機硅獨特的結構,兼備了無機材料與有機材料的性能,具有表面張力低、粘溫系數小、壓縮性高、氣體滲透性高等基本性質,並具有耐高低溫、電氣絕緣、耐氧化穩定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無毒無味以及生理惰性等優異特性。
廣泛應用於航空航天、電子電氣、建築、運輸、化工、紡織、食品、輕工、醫療等行業,其中有機硅主要應用於密封、粘合、潤滑、塗層、表面活性、脫模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等。
隨著有機硅數量和品種的持續增長,應用領域不斷拓寬,形成化工新材料界獨樹一幟的重要產品體系,許多品種是其他化學品無法替代而又必不可少的。
2、硅可以提高植物莖稈的硬度,增加害蟲取食和消化的難度。盡管硅元素在植物生長發育中不是必需元素,但它也是植物抵禦逆境、調節植物與其他生物之間相互關系所必需的化學元素。
硅在提高植物對非生物和生物逆境抗性中的作用很大,如硅可以提高植物對乾旱、鹽脅迫、紫外輻射以及病蟲害等的抗性。硅可以提高水稻對稻縱卷葉螟的抗性,施用硅後水稻對害蟲取食的防禦反應迅速提高,硅對植物防禦起到警備作用。
水稻在受到蟲害襲擊時,硅可以警備水稻迅速激活與抗逆性相關的茉莉酸途徑,茉莉酸信號反過來促進硅的吸收,硅與茉莉酸信號途徑相互作用影響著水稻對害蟲的抗性。
Ⅷ 工業製取單質硅的方法
工業上生產硅是在電弧爐中還原硅石(二氧化硅含量大於99%)。使用的還原劑為石油焦和木炭等。使用直流電弧爐時,能全部用石油焦代替木炭。石油焦的灰分低(0.3%~0.8%),採用質量高的硅石(二氧化硅大於99%),可直接煉出製造硅鋼片用的高質量硅。
高純的半導體硅可在1,200℃的熱硅棒上用氫氣還原高純的三氯氫硅製得。超純的單晶硅可通過直拉法或區域熔煉法等制備。實驗室里可用鎂粉在赤熱下還原粉狀二氧化硅,用稀酸洗去生成的氧化鎂和鎂粉,再用氫氟酸洗去未作用的二氧化硅,即得單質硅。
硅的應用領域:
1、高純的單晶硅是重要的半導體材料。在單晶硅中摻入微量的第IIIA族元素,形成p型硅半導體;摻入微量的第VA族元素,形成n型半導體。
2、金屬陶瓷、宇宙航行的重要材料。將陶瓷和金屬混合燒結,製成金屬陶瓷復合材料,它耐高溫,富韌性,可以切割,既繼承了金屬和陶瓷的各自的優點,又彌補了兩者的先天缺陷。
3、光導纖維通信,最新的現代通信手段。用純二氧化硅可以拉制出高透明度的玻璃纖維。激光可在玻璃纖維的通路里,發生無數次全反射而向前傳輸,代替了笨重的電纜。
Ⅸ 工業硅的冶煉工藝和技術
石英(沙子)與碳在電弧爐中冶煉提純到98%並生成工業硅,其化學反應SiO2+2C=Si+2CO
為了滿足半導體級高純度的需要,必須進一步提純。把工業硅粉碎並用無水氯化氫(HCl)與之反應在一個流化床反應器中,生成三氯氫硅(SiHCl3)。
其化學反應Si+3HCl=SiHCl3+H2
在此基礎上還需要進一步提純,經過一系列化學分離提純工藝除去一些電活性雜質,碳和過渡元素雜質,才能使SiHCl3 的純度達到半導體級的標准要求。
多晶硅採用高溫還原工藝,以高純的SiHCl3在H2氣氛中還原沉積而生成。其化學反應SiHCl3+H2=Si+3HCl。經過如此提純工藝技術,可生產出半導體級高純硅SiHCl3、SiH2Cl2及光纖級高純硅SiCl4。