硅的用途

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。
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磨擦产生的高温，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。
聚氧硅材料的应用1
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。
硅橡胶具有良好的绝缘改组，长期不龟裂、不老化，没有毒性，还可以作为医用高分子材料。
硅油，是一种很好的润滑剂，由于它的粘度受温度变化的影响小，流动性好，蒸气压低，在高温或寒冷的环境中都能使用。硅元素进入有机世界，将它优异的无机性质揉进有机物里，使有机硅化合物别具一格，开辟了新的领域。硅以大量的硅酸盐矿和石英矿存在于自然界中。如果说碳是组成生物界的主要元素，那么，硅就是构成地球上矿物界的主要元素。
硅在地壳中的丰度为27.7%，在所有的元素中居第二位，地壳中含量最多的元素氧和硅结合形成的二氧化硅SiO2，占地壳总质量的87%。
我们脚下的泥土、石头和沙子，我们使用的砖、瓦、水泥、玻璃和陶瓷等等，这些我们在日常生活中经常遇到的物质，都是硅的化合物。硅，真是遍布世界，俯拾即是的元素。
单晶硅和多晶硅的区别是，当熔融的单质硅凝固时,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，则形成单晶硅。如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则形成多晶硅。
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，且随温度升高而增加，具有半导体性质。晶态硅的熔点1410C,沸点2355C,密无定形硅是一种黑灰色的粉末。
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+F2 === Si+F4

加热时，能与其它卤素反应生成卤化硅，与氧反应生成SiO2:

Si+2F2 SiF4 (X=Cl,Br,I)

Si+O2 SiO2 (SiO2的微观结构)

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.

Si+C SiC
3Si+2N2 Si3N4
Si+2S SiS2

(2)与酸作用
Si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:

Si+4HF SiF4↑+2H2↑
3Si+4HNO3+18HF === 3H2SiF6+4NO↑+8H2O

(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。

聚氧硅材料的应用1
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。
硅橡胶具有良好的绝缘改组，长期不龟裂、不老化，没有毒性，还可以作为医用高分子材料。
硅油，是一种很好的润滑剂，由于它的粘度受温度变化的影响小，流动性好，蒸气压低，在高温或寒冷的环境中都能使用。硅元素进入有机世界，将它优异的无机性质揉进有机物里，使有机硅化合物别具一格，开辟了新的领域。

发布时间： 2008-10-26 10:11:34        资讯来源：互联网

  新出纳米纸强度为钢500倍，可应用到飞机和汽车制造中
　　一种特殊的碳纳米管薄层极可能成为未来广泛使用的制造材料，虽然这种薄层看起来很像普通的碳纤维纸，而且人们也将之称作“巴克纸”，但是你可千万不要望文生义，从而认为这是一种普通的纸张，因为它是由粗细只有人头发直径5万分之一的管状碳分子制成的革命性新材料。
　　特性：硬度是钢的500倍
　　谈及巴克纸特有属性，其超轻重量和超高硬度便是其中亮点。与同样体积的钢相比，它的重量只有前者的1/10，但是其硬度却是钢的500倍。同时，与传统复合材料相异的是，它还能像硅或铜那样导电，也有媲美钢和黄铜的散热性能。莱斯大学的科学家亚当姆斯说：“对于纳米技术行业的人来说，巴克纸的重要性就如同圣杯之于基督徒一样。”由于具有了诸多独有特性，因此巴克纸也被视为了制作轻巧节能产品的理想材料，诸如飞行器、汽车、更快的计算机、画面更好的电视屏幕等产品都是其用武之地。
　　困难：生产量小价格昂贵
　　人类想要利用巴克纸和其它衍生产品制造各种设备的想法已经由来已久。虽然如此，但是现在生产的巴克纸仅能达到其理论硬度的一部分，而且其生产量小也决定了其价格自然不便宜，这些都给其广泛应用设置了诸多障碍。佛罗里达州立大学的研究者表示，他们正在开发有关生产技术，并在这方面取得了重要进展，所以他们很快就可以把设想变成现实，从而使巴克纸能够在价格以及可获取性上与现有最好的复合材料相媲美。洛克希德公司目前正在资助佛罗里达州立大学研究所开展相关研究工作，该公司导弹与火控部门的首席技术师卡梅尔说；“如果这种材料能够投入量产的话，这对于航空工业而言绝对是一项革命性的、改变行业格局的技术。”
　　前景：可应用于汽车制造
　　科学家们现在非常希望将巴克纸应用到人们的日常生活中。巴克纸的发明者王奔（译名）说，在近期看来，巴克纸还可能用于制作燃料电池的电极、超级电容器和电池等。从中期看来，巴克纸可以取代笔记本电脑中的散热石墨纸。从长期看来，巴克纸可以用于飞机制造、汽车制造和其它各种产品的制造，甚至乎，它还可以用于生产装甲材料和隐身技术产品。王奔表示：“我们计划在未来12个月内开始生产相关的商品。碳纳米管不再仅仅是实验室中出现的奇迹了。它们已经走入社会当中，它们的潜力也是不可估量的。”

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                                   金属硅的用途

  金属硅（Si）是工业提纯的单质硅，主要用于生产有机硅、制取高纯度的半导体材料以及配制有特殊用途的合金等。

    （1）生产硅橡胶、硅树脂、硅油等有机硅
    硅橡胶弹性好，耐高温，用于制作医疗用品、耐高温垫圈等。

    硅树脂用于生产绝缘漆、高温涂料等。

    硅油是一种油状物，其粘度受温度的影响很小，用于生产高级润滑剂、上光剂、流体弹簧、介电液体等，还可加工成无色透明的液体，作为高级防水剂喷涂在建筑物表面。

    （2）制造高纯半导体
    现代化大型集成电路几乎都是用高纯度金属硅制成的，而且高纯度金属硅还是生产光纤的主要原料，可以说金属硅已成为信息时代的基础支柱产业。

    （3）配制合金
    硅铝合金是用量最大的硅合金。硅铝合金是一种强复合脱氧剂，在炼钢过程中代替纯铝可提高脱氧剂利用率，并可净化钢液，提高钢材质量。硅铝合金密度小，热膨胀系数低，铸造性能和抗磨性能好，用其铸造的合金铸件具有很高的抗击冲击能力和很好的高压致密性，可大大提高使用寿命，常用其生产航天飞行器和汽车零部件。

    硅铜合金具有良好的焊接性能，且在受到冲击时不易产生火花，具有防爆功能，可用于制作储罐。

    钢中加入硅制成硅钢片，能大大改善钢的导磁性，降低磁滞和涡流损失，可用其制造变压器和电机的铁芯，提高变压器和电机的性能。

    随着科学技术的发展，金属硅的应用领域还将进一步扩大。