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  • 有机硅行业—员工学习小知识(一)
  • 发布时间: 2018-08-15 点击次数:445 
  •  有机硅产业链概况

    多晶硅产业现状

    太阳能电池市场现状

    煤炭石油是两大不可再生能源。上个世纪发生的两次石油危机,一方面是对世界经济的极大冲击,但同时也是一次机遇,再加上保护环境,开发绿色能源、替代能源,已被人们预测为改变我们未来10年生活的十大新科技之一。在未来10年内,风力、阳光、地热等替代能源可望供应全世界所需能源的30%。

     由于太阳能发电具有充分的清洁性、绝对的安全性、资源的相对广泛性和充足性、长寿性以及免维护性等其它常规能源所不具备的优点,所以光伏能源被认为是二十一世纪最重要的新能源。

    硅及其硅的氯化物的简介

    一、硅的简介

    硅,1823年发现,为世界上第二最丰富的元素——占地壳四分之一,砂石中含有大量的SiO2,也是玻璃和水泥的主要原料,纯硅则用在电子元件上,譬如启动人造卫星一切仪器的太阳能电池,便用得上它。

    硅,由于它的一些良好性能和丰富的资源,自一九五三年作为整流二极管元件问世以来,随着硅纯度的不断提高,目前已发展成为电子工业及太阳能产业中应用最广泛的材料。

    多晶硅的最终用途主要是用于生产集成电路、分立器件和太阳能电池片的原料。

     1.硅的物理性质

    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,具有半导体性质,晶态硅的熔点1416±4℃,沸点3145℃,密度2.33g/cm3莫氏硬度为7。

    单晶硅和多晶硅的区别是,当熔融的单质硅凝固同时,硅原子以金刚石晶格排列为单一晶核,晶面取向相同的晶粒,则形成单晶硅,如果当这些晶核成长成晶面取向不同的晶粒,则形成多晶硅,多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。

    一般的半导体器件要求硅的纯度六个9以上,大规模集成电路的要求更高,硅的纯度必须达到九个9。

    2.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+2F2=SiF4

    加热时,能与其他卤素反应生成氯化硅,与氧气生成SIO2.

    Si+2X2=SiX4(X=Cl,Br,I)

    Si+O2=SiO2

    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。

    (2)与酸作用

    硅在含氧酸中被钝化,但与氢氟酸及其混合酸反应,生成SiF4或H2SiF6(偏硅酸)。

    Si+4HF=SiF4+2H2

    Si+4HNO3+6HF=H2SiF6+4NO2+4H2O

    (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。

    二、硅的氯化物

    硅的氯化物主要介绍SiCl4、SiHCl3等,它们和碳的卤化物CF4和CCl4相似,都是四面体的非极性分子,共价化合物,溶沸点都比较低,挥发性也比较大,易于用蒸馏的方法提纯它们。

    在常温下,纯净的SiCl4、SiHCl3是无色透明的易挥发液体。

    1.氯硅烷的物理性质

    在常温下,纯净的SiCl4、SiHCl3是无色透明挥发性的液体,SiHCl3比SiCl4具有更强的刺鼻气味。

    SiCl4:沸点为57.6℃,分子量170,液体密度1.47 g/cm3

    SiHCl3:沸点为31.8℃,分子量135.45,液体密度1.32 g/cm3

    2.化学性质

    a.易水解、潮解,在空气中强烈发烟

    易水解、潮解:

    SiCl4+(n+2)H2O→SiO2·nH2O+4HCl

    SiHCl3+nH2O→SiO2·nH2O+3HCl

    b.易挥发、易气化、易制备、易还原。

    c.SiHCl3易着火,发火点28℃,燃烧时产生HCl和Cl2,着火点为220℃。

    d.对金属极为稳定,甚至对金属钠也不起反应。

    e.其蒸汽具有弱毒性,与无水醋酸及二氮乙烯的毒性程度极为相同。

    SiHCl3

    SiHCl3还原制备超纯硅的方法,在生产中被广泛的应用和迅速发展。因为他容易制得,解决了原料问题,容易还原成单质硅,沉积速度快,解决了产量问题,它的沸点低,化学结构的弱极性,使得容易提纯,产品质量高,利用它对金属的稳定性,在生产中常用不锈钢作为材质。但有较大的爆炸危险,因此在操作过程中应保持设备的干燥和管道的密封性,如果发现微量漏气,而不知道在什么地方时,可用浸有氨水的棉球接近待查处,若有浓厚白色烟雾就可以断定漏气的地方。

    原理如下:

    2HCl+2NH4OH→2NH4Cl+H2O


     

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