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淺析金屬硅的性質(zhì)及用途
“金屬硅”（我國也稱工業(yè)硅），是上世紀六十年代中期出現(xiàn)的一個商品名稱。它的出現(xiàn)與半導(dǎo)體行業(yè)的興起有關(guān)。國際通用做法就是把商品硅分成金屬硅和半導(dǎo)體硅。金屬硅是由石英和焦炭在電熱爐內(nèi)冶煉成的產(chǎn)品，主要成分硅元素的含量在98%左右（含Si量99.99%的也包含在金屬硅內(nèi)），其余雜質(zhì)為鐵、鋁、鈣等。半導(dǎo)體硅用于制作半導(dǎo)體器件的高純度金屬硅，是以多晶、單晶形態(tài)出售，前者價廉后者價昂。因其用途不同而劃分為多種規(guī)格。據(jù)統(tǒng)計，1985年全世界共消耗金屬硅約50萬噸，其中用于鋁合金的金屬硅約占60%。用于有機硅的不足30%，用于半導(dǎo)體的約占3%，其余用于鋼鐵冶
煉以及精密陶瓷等。
硅是半金屬之一，舊稱“矽”，熔點為1420°C，密度為2.34g/cm3。質(zhì)地硬而脆，易溶于堿。金屬硅的性質(zhì)與鍺、鉛、錫相近，具有半導(dǎo)體性質(zhì)。硅在地殼中資源極為豐富，僅次于氧，占地殼總重的四分之一還多，以二氧化硅或者硅酸鹽的形式存在，比較純的硅礦物是石英或者硅石。硅有兩種同素異形體：一種為暗棕色無定形粉末，性質(zhì)活潑，在空氣中能燃燒；另一種為性質(zhì)穩(wěn)定的晶體（晶態(tài)硅）。一般硅石和石英用于玻璃和其他建材，質(zhì)量優(yōu)異的石英用于制作合金、金屬和單晶。
硅大量用于冶煉成硅鐵合金作鋼鐵工業(yè)中合金元素，在很多種金屬冶煉中作還原劑，硅還是鋁合金中的良好組元，絕大多數(shù)鑄造鋁合金都含有硅。硅是電子工業(yè)超純硅的原料，超純半導(dǎo)體單晶硅做的電子器件具有體積小、重量輕、可靠性好和壽命長等優(yōu)點，摻有特定微量雜質(zhì)的硅單晶制成的大功率晶體管、整流器以及太陽能電池，比用鍺單晶制成的好。非晶硅太陽能電池的研究進展很快，轉(zhuǎn)化率達到了8%以上。硅鉬棒電熱元件使用溫度可達1700°C，具有電阻不易老化和良好的抗氧化性能。用硅生產(chǎn)的三氯氫硅可以配制幾百種樹脂潤滑劑和防水化合物等。此外，碳化硅可作磨料，高純氧化硅制作的石英管是純度高金屬冶煉以及照明燈具的重要材料。人們稱硅為八十年代的紙張，這是因為紙張只能記錄信息，而硅不僅能記載信息還能對信息進行處理加工以獲得新的信息。1945年制造的世界上的一臺電子計算機裝有18000個電子管、70000只電阻、10000只電容，這個機器重30噸，占地170平方米，相當于10間房子的大小，而現(xiàn)在的電子計算機，由于技術(shù)的進步和材質(zhì)的改善，在一個指甲蓋大小的硅片上就可以容納上萬個晶體管，并且有輸入、輸出、運算、存儲和控制信息等一系列的功能。微孔硅鈣保溫材料是一種很好的保溫材料，它具有熱容量小、機械強度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、不燃燒、無毒無味、可切割、運輸方便等優(yōu)點，普遍用于冶金、電力、化工、船舶等各種熱力設(shè)備及管道上。經(jīng)測試，節(jié)能效益優(yōu)于石棉、水泥和水泥珍珠巖等保溫材料，特種硅鈣材料可以用作催化劑載體，在石油煉制、汽車尾氣凈化等方面有普遍的應(yīng)用。
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