Ⅰ 硅是从那里提炼出来的
纯净的硅(Si)是从自然界中的石英矿石(主要成分二氧化硅)中提取出来的,分几步反应:
1.二氧化硅和炭粉在高温条件下反应,生成粗硅:
SiO2+2C==Si(粗)+2CO
2.粗硅和氯气在高温条件下反应生成氯化硅:
Si(粗)+2Cl2==SiCl4
3.氯化硅和氢气在高温条件下反应得到纯净硅:
SiCl4+2H2==Si(纯)+4HCl
以上是硅的工业制法,在实验室中可以用以下方法制得较纯的硅:
1.将细砂粉(SiO2)和镁粉混合加热,制得粗硅:
SiO2+2Mg==2MgO+Si(粗)
2.这些粗硅中往往含有镁,氧化镁和硅化镁,这些杂质可以用盐酸除去:
Mg+2HCl==MgCl2+H2
MgO+2HCl==MgCl2+H2O
Mg2Si+4HCl==2MgCl2+SiH4
3.过滤,滤渣即为纯硅
Ⅱ 硅原料是从哪里提炼出来的
工业用硅,通常是在电炉中由碳还原二氧化硅而制得。高纯度硅则是在石英中提取。冶金级硅,它的制备主要是在电弧炉中用碳还原石英砂而成。
以硅是地球上储量第二的化学元素,作为半导体材料,人们对它研究得最多、技术最成熟,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。
硅的性质
硅具有优良的半导体电学性质。禁带宽度适中,为1.12电子伏。载流子迁移率较高,电子迁移率为1350厘米2/伏·秒,空穴迁移率为480厘米2/伏·秒。
本征电阻率在室温(300K)下高达2.3×105欧·厘米,掺杂后电阻率可控制在104~10-4 欧·厘米的宽广范围内,能满足制造各种器件的需要。硅单晶的非平衡少数载流子寿命较长,在几十微秒至1毫秒之间。
Ⅲ 高纯硅的制备方法是什么
高纯硅的制备:
1、硅按不同的纯度可以分为冶金级硅(MG)、太阳能级硅(SG)和电子级硅(EG)。一般来说,经过浮选和磁选后的硅石(主要成分是SiO2)放在电弧炉里和焦炭生成冶金级硅,
2、然后进一步提纯到更高级数的硅。目前处于世界主流的传统提纯工艺主要有两种:改良西门子法和硅烷法,它们统治了世界上绝大部分的多晶硅生产线,是多晶硅生产规模化的重要级数。
3、在此主要介绍改良西门子法,改良西门子法是以HCl(或H2,Cl2)和冶金级工业硅为原料,在高温下合成为SiHCl3,然后通过精馏工艺,提纯得到高纯SiHCl3,最后用超高纯的氢气对SiHCl3进行还原,得到高纯多晶硅棒。
高纯硅的应用领域:
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型半导体。p型半导体和n型半导体结合在一起形成p-n结,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。
3、光导纤维通信,最新的现代通信手段。用纯二氧化硅可以拉制出高透明度的玻璃纤维。激光可在玻璃纤维的通路里,发生无数次全反射而向前传输,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。
以上内容参考 网络-硅
Ⅳ 工业制硅用什么方法!
高纯硅的制取:SiO2+2CSi+2CO↑(制粗硅)Si (粗硅)+2Cl2SiCl4(分馏提纯SiCl4)SiCl4+2H2Si+4HCl
Ⅳ 工业制硅,用什么方法提纯
工业上用碳在电炉内还原二氧化硅制得粗硅。用氢气还原三氯氢硅或四氯化硅可制得高纯度硅。
1.物质的理化常数:
国标编号 81043
CAS号 10026-04-7
中文名称 四氯化硅
英文名称 Silicon tetrachloride
别 名 氯化硅;四氯化矽
分子式 SiCl4 外观与性状 无色或淡黄色发烟液体,有刺激性气味,易潮解
分子量 169.90 蒸汽压 55.99kPa(37.8℃)
熔 点 -70℃ 沸点:57.6℃ 溶解性 可混溶于苯、氯仿、石油醚等多数有机溶剂
密 度 相对密度(水=1)1.48;相对密度(空气=1)5.86 稳定性 稳定
危险标记 20(酸性腐蚀品) 主要用途 用于制取纯硅、硅酸乙酯等,也用于制取烟幕剂
2.对环境的影响:
一、健康危害
侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。
健康危害:对眼睛及上呼吸道有强烈刺激作用。高浓度可引起角膜混浊,呼吸道炎症,甚至肺水肿。皮肤接触后可引起组织坏死。
二、毒理学资料及环境行为
急性毒性:LC508000ppm,4小时(大鼠吸入)
危险特性:受热或遇水分解放热,放出有毒的腐蚀性烟气。
燃烧(分解)产物:氯化氢、氧化硅。
3.现场应急监测方法:
4.实验室监测方法:
气相色谱法,参照《分析化学手册》(第四分册,色谱分析),化学工业出版社
5.环境标准:
前苏联(1975) 车间卫生标准 5mg/m3
6.应急处理处置方法:
一、泄漏应急处理
疏散泄漏污染区人员至安全区,禁止无关人员进入污染区,建议应急处理人员戴自给式呼吸器,穿化学防护服。不要直接接触泄漏物,勿使泄漏物与可燃物质(木材、纸、油等)接触,在确保安全情况下堵漏。喷水雾减慢挥发(或扩散),但不要对泄漏物或泄漏点直接喷水。将地面洒上苏打灰,然后用大量水冲洗,经稀释的洗水放入废水系统。如果大量泄漏,最好不用水处理,在技术人员指导下清除。
二、防护措施
呼吸系统防护:可能接触其蒸气时,必须佩戴防毒面具或供气式头盔。紧急事态抢救或逃生时,建议佩带自给式呼吸器。
眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。
防护服:穿工作服(防腐材料制作)。
手防护:戴橡皮手套。
其它:工作后,淋浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服,洗后再用。保持良好的卫生习惯。
三、急救措施
皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用流动清水冲洗15分钟。若有灼伤,就医治疗。
眼睛接触:立即提起眼睑,用流动清水冲洗10分钟或用2%碳酸氢钠溶液冲洗。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。注意保暖,保持呼吸道通畅。必要时进行人工呼吸。就医。
食入:患者清醒时立即漱口,给饮牛奶或蛋清。立即就医。
灭火方法:干粉、砂土。禁止用水。
Ⅵ 硅的主要制备方法
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。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%),采用质量高的硅石(SiO2大于99%),可直接炼出制造硅钢片用的高质量硅。高纯的半导体硅可在1,200℃的热硅棒上用氢气还原高纯的三氯氢硅SiHCl3或SiCl4制得。超纯的单晶硅可通过直拉法或区域熔炼法等制备。 用镁还原二氧化硅可得无定形硅。用碳在电炉中还原二氧化硅可得晶体硅。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。
Ⅶ 工业上制取粗硅的化学方程式是什么吖
SiO₂+2C=Si+2CO↑(反应条件是高温)
工业上生产硅是在电弧炉中还原硅石。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,采用质量高的硅石,可直接炼出制造硅钢片用的高质量硅。
高纯的半导体硅可在1,200℃的热硅棒上用氢气还原高纯的三氯氢硅SiHCl3或SiCl4制得。超纯的单晶硅可通过直拉法或区域熔炼法等制备。
(7)工业硅是利用什么方法生产出来的扩展阅读:
用镁还原二氧化硅可得无定形硅。用碳在电炉中还原二氧化硅可得晶体硅。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。
实验室制取:
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。
应用领域:
1、由于有机硅独特的结构,兼备了无机材料与有机材料的性能,具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质,并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性。
广泛应用于航空航天、电子电气、建筑、运输、化工、纺织、食品、轻工、医疗等行业,其中有机硅主要应用于密封、粘合、润滑、涂层、表面活性、脱模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等。
随着有机硅数量和品种的持续增长,应用领域不断拓宽,形成化工新材料界独树一帜的重要产品体系,许多品种是其他化学品无法替代而又必不可少的。
2、硅可以提高植物茎秆的硬度,增加害虫取食和消化的难度。尽管硅元素在植物生长发育中不是必需元素,但它也是植物抵御逆境、调节植物与其他生物之间相互关系所必需的化学元素。
硅在提高植物对非生物和生物逆境抗性中的作用很大,如硅可以提高植物对干旱、盐胁迫、紫外辐射以及病虫害等的抗性。硅可以提高水稻对稻纵卷叶螟的抗性,施用硅后水稻对害虫取食的防御反应迅速提高,硅对植物防御起到警备作用。
水稻在受到虫害袭击时,硅可以警备水稻迅速激活与抗逆性相关的茉莉酸途径,茉莉酸信号反过来促进硅的吸收,硅与茉莉酸信号途径相互作用影响着水稻对害虫的抗性。
Ⅷ 工业制取单质硅的方法
工业上生产硅是在电弧炉中还原硅石(二氧化硅含量大于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%),采用质量高的硅石(二氧化硅大于99%),可直接炼出制造硅钢片用的高质量硅。
高纯的半导体硅可在1,200℃的热硅棒上用氢气还原高纯的三氯氢硅制得。超纯的单晶硅可通过直拉法或区域熔炼法等制备。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。
硅的应用领域:
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型半导体。
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。
3、光导纤维通信,最新的现代通信手段。用纯二氧化硅可以拉制出高透明度的玻璃纤维。激光可在玻璃纤维的通路里,发生无数次全反射而向前传输,代替了笨重的电缆。
Ⅸ 工业硅的冶炼工艺和技术
石英(沙子)与碳在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成工业硅,其化学反应SiO2+2C=Si+2CO
为了满足半导体级高纯度的需要,必须进一步提纯。把工业硅粉碎并用无水氯化氢(HCl)与之反应在一个流化床反应器中,生成三氯氢硅(SiHCl3)。
其化学反应Si+3HCl=SiHCl3+H2
在此基础上还需要进一步提纯,经过一系列化学分离提纯工艺除去一些电活性杂质,碳和过渡元素杂质,才能使SiHCl3 的纯度达到半导体级的标准要求。
多晶硅采用高温还原工艺,以高纯的SiHCl3在H2气氛中还原沉积而生成。其化学反应SiHCl3+H2=Si+3HCl。经过如此提纯工艺技术,可生产出半导体级高纯硅SiHCl3、SiH2Cl2及光纤级高纯硅SiCl4。