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  • 有機硅行業―員工學習小知識(一)
  • 發佈時間: 2018-08-15 点击次数:4573 
  •  有机硅产业链概况

    多晶硅產業現狀

    太陽能電池市場現狀

    煤炭石油是兩大不可再生能源。上個世紀發生的兩次石油危機,一方面是對世界經濟的極大衝擊,但同時也是一次機遇,再加上保護環境,開發綠色能源、替代能源,已被人們預測爲改變我們未來10年生活的十大新科技之一。在未來10年內,風力、陽光、地熱等替代能源可望供應全世界所需能源的30%。

     由於太陽能發電具有充分的清潔性、絕對的安全性、資源的相對廣泛性和充足性、長壽性以及免維護性等其它常規能源所不具備的優點,所以光伏能源被認爲是二十一世紀最重要的新能源。

    硅及其硅的氯化物的簡介

    一、硅的簡介

    硅,1823年發現,爲世界上第二最豐富的元素――佔地殼四分之一,砂石中含有大量的SiO2,也是玻璃和水泥的主要原料,純硅則用在電子元件上,譬如啓動人造衛星一切儀器的太陽能電池,便用得上它。

    硅,由於它的一些良好性能和豐富的資源,自一九五三年作爲整流二極管元件問世以來,隨着硅純度的不斷提高,目前已發展成爲電子工業及太陽能產業中應用最廣泛的材料。

    多晶硅的最終用途主要是用於生產集成電路、分立器件和太陽能電池片的原料。

     1.硅的物理性質

    硅有晶態和無定形兩種同素異形體,晶態硅又分爲單晶硅和多晶硅,它們均具有金剛石晶格,晶體硬而脆,具有金屬光澤,能導電,但導電率不及金屬,具有半導體性質,晶態硅的熔點1416±4℃,沸點3145℃,密度2.33g/cm3莫氏硬度爲7。

    單晶硅和多晶硅的區別是,當熔融的單質硅凝固同時,硅原子以金剛石晶格排列爲單一晶核,晶面取向相同的晶粒,則形成單晶硅,如果當這些晶核成長成晶面取向不同的晶粒,則形成多晶硅,多晶硅與單晶硅的差異主要表現在物理性質方面。

    一般的半導體器件要求硅的純度六個9以上,大規模集成電路的要求更高,硅的純度必須達到九個9。

    2.硅的化學性質

    硅在常溫下不活潑,其主要的化學性質如下:

    (1)與非金屬作用

    常溫下Si只能與F2反應,在F2中瞬間燃燒,生成SiF4

    Si+2F2=SiF4

    加熱時,能與其他鹵素反應生成氯化硅,與氧氣生成SIO2.

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

    Si+O2=SiO2

    在高溫下,硅與碳、氮、硫等非金屬單質化合,分別生成碳化硅SiC,氮化硅Si3N4,和硫化硅SiS2等。

    (2)與酸作用

    硅在含氧酸中被鈍化,但與氫氟酸及其混合酸反應,生成SiF4或H2SiF6(偏硅酸)。

    Si+4HF=SiF4+2H2

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

    (3)與鹼作用

    無定形硅能與鹼猛烈反應生成可溶性硅酸鹽,並放出氫氣。

    Si+2NaOH+H2O=Na2SIO3+2H2

    (4)與金屬作用

    硅還能與鈣、鎂、銅、鐵、鉑、鉍等化合,生成相應的金屬硅化物。

    二、硅的氯化物

    硅的氯化物主要介紹SiCl4、SiHCl3等,它們和碳的鹵化物CF4和CCl4相似,都是四面體的非極性分子,共價化合物,溶沸點都比較低,揮發性也比較大,易於用蒸餾的方法提純它們。

    在常溫下,純淨的SiCl4、SiHCl3是無色透明的易揮發液體。

    1.氯硅烷的物理性質

    在常溫下,純淨的SiCl4、SiHCl3是無色透明揮發性的液體,SiHCl3比SiCl4具有更強的刺鼻氣味。

    SiCl4:沸點爲57.6℃,分子量170,液體密度1.47 g/cm3

    SiHCl3:沸點爲31.8℃,分子量135.45,液體密度1.32 g/cm3

    2.化学性质

    a.易水解、潮解,在空氣中強烈發煙

    易水解、潮解:

    SiCl4+(n+2)H2O→SiO2・nH2O+4HCl

    SiHCl3+nH2O→SiO2・nH2O+3HCl

    b.易揮發、易氣化、易製備、易還原。

    c.SiHCl3易着火,發火點28℃,燃燒時產生HCl和Cl2,着火點爲220℃。

    d.對金屬極爲穩定,甚至對金屬鈉也不起反應。

    e.其蒸汽具有弱毒性,與無水醋酸及二氮乙烯的毒性程度極爲相同。

    SiHCl3

    SiHCl3還原製備超純硅的方法,在生產中被廣泛的應用和迅速發展。因爲他容易製得,解決了原料問題,容易還原成單質硅,沉積速度快,解決了產量問題,它的沸點低,化學結構的弱極性,使得容易提純,產品質量高,利用它對金屬的穩定性,在生產中常用不鏽鋼作爲材質。但有較大的爆炸危險,因此在操作過程中應保持設備的乾燥和管道的密封性,如果發現微量漏氣,而不知道在什麼地方時,可用浸有氨水的棉球接近待查處,若有濃厚白色煙霧就可以斷定漏氣的地方。

    原理如下:

    2HCl+2NH4OH→2NH4Cl+H2O


     

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