【化學(xué)課件】無(wú)機(jī)非金屬材料的主角-硅課件

無(wú)機(jī)非金屬材料的主角--硅本課件將帶您深入了解無(wú)機(jī)非金屬材料中的重要角色--硅。從硅的簡(jiǎn)介到其廣泛的應(yīng)用，我們將探究硅的化學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)以及在科技領(lǐng)域的應(yīng)用。硅簡(jiǎn)介硅的定義硅是地殼中含量第二高的元素，僅次于氧。它是一種灰色的半導(dǎo)體，在自然界中以二氧化硅的形式存在。硅的重要性硅在現(xiàn)代科技中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，它是制造太陽(yáng)能電池、集成電路、玻璃、陶瓷和硅橡膠等材料的關(guān)鍵元素。硅的發(fā)展史11824年，瑞典化學(xué)家貝采利烏斯首次分離出無(wú)定形硅。21854年，法國(guó)化學(xué)家德維爾制得了結(jié)晶硅。31940年，硅開始用于制造半導(dǎo)體器件。41960年，集成電路技術(shù)誕生，硅成為集成電路的核心材料。520世紀(jì)末，硅基太陽(yáng)能電池技術(shù)蓬勃發(fā)展。硅的資源分布硅礦石硅在地殼中以二氧化硅（SiO2）的形式存在，主要礦物形式包括石英、水晶、瑪瑙、沙子等。硅的含量硅在地殼中的含量約為26%，是含量第二高的元素，僅次于氧。分布范圍硅廣泛分布于地球表面，幾乎所有巖石、土壤和水中都含有硅。硅的晶體結(jié)構(gòu)1晶格類型金剛石結(jié)構(gòu)2晶格特點(diǎn)每個(gè)硅原子與周圍四個(gè)硅原子以共價(jià)鍵相連，形成四面體結(jié)構(gòu)。3晶格穩(wěn)定性由于硅-硅鍵的強(qiáng)度很大，硅晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，熔點(diǎn)高。硅的物理性質(zhì)1.85g/cm3密度相對(duì)較高的密度1414℃熔點(diǎn)高熔點(diǎn)2355℃沸點(diǎn)高沸點(diǎn)硅的化學(xué)性質(zhì)與氧氣反應(yīng)在高溫下，硅可以與氧氣反應(yīng)生成二氧化硅。與水反應(yīng)硅與水反應(yīng)緩慢，生成硅酸。與鹵素反應(yīng)硅可以與鹵素反應(yīng)生成鹵化硅。與酸反應(yīng)硅對(duì)大多數(shù)酸不反應(yīng)，但能溶于氫氟酸。硅的重要合成1單質(zhì)硅從二氧化硅中提取硅2二氧化硅硅的氧化物3硅酸鹽硅的化合物4硅酮化合物硅的有機(jī)衍生物單質(zhì)硅的提取1碳還原法將二氧化硅與碳在高溫下反應(yīng)，制得粗硅。2氫還原法用氫氣還原四氯化硅，制得高純硅。3西門子法利用氫氣還原四氯化硅，在高溫下沉積在多晶硅棒上，制得單晶硅。單質(zhì)硅的應(yīng)用太陽(yáng)能電池硅是制造太陽(yáng)能電池的主要材料。集成電路硅是制造集成電路的主要材料。電腦芯片硅是制造電腦芯片的主要材料。二氧化硅及其應(yīng)用二氧化硅的性質(zhì)二氧化硅是無(wú)色、透明、硬度較高的物質(zhì)，不溶于水。二氧化硅的應(yīng)用二氧化硅廣泛應(yīng)用于玻璃、陶瓷、水泥、硅膠等制造領(lǐng)域。硅酸鹽及其應(yīng)用硅酸鹽的性質(zhì)硅酸鹽是硅與氧以及其他金屬或非金屬元素形成的化合物。硅酸鹽的應(yīng)用硅酸鹽廣泛應(yīng)用于玻璃、陶瓷、水泥、耐火材料等制造領(lǐng)域。硅酸鹽的種類常見(jiàn)的硅酸鹽包括石英、長(zhǎng)石、云母、高嶺土等。硅酮化合物硅酮的定義硅酮是含有硅-氧鍵的有機(jī)硅化合物。硅酮的性質(zhì)硅酮具有耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、防水、絕緣等優(yōu)異性能。硅酮的應(yīng)用硅酮廣泛應(yīng)用于密封、潤(rùn)滑、涂料、橡膠等領(lǐng)域。硅烷及其應(yīng)用二硅烷的應(yīng)用半導(dǎo)體制造二硅烷是制造半導(dǎo)體材料的關(guān)鍵物質(zhì)。太陽(yáng)能電池二硅烷是制造太陽(yáng)能電池材料的重要原料。三氯硅烷的應(yīng)用多晶硅制備三氯硅烷是制造多晶硅的重要原料。硅基材料合成三氯硅烷是合成其他硅基材料的重要中間體。四氯化硅的應(yīng)用高純硅制造四氯化硅是制備高純硅的主要原料。光纖制造四氯化硅是制造光纖的原料。四氯化硅在電子工業(yè)中的應(yīng)用1制造高純硅是集成電路制造的關(guān)鍵步驟。2制造硅基材料為制造集成電路提供基礎(chǔ)材料。3提高電路性能促進(jìn)集成電路的性能提升。硅制品在日常生活中的應(yīng)用1電子產(chǎn)品手機(jī)、電腦、電視等電子產(chǎn)品中都含有硅芯片。2建筑材料水泥、玻璃、陶瓷等建筑材料都含有硅元素。3日用品硅膠制品、玻璃器皿等日用品也與硅息息相關(guān)。玻璃纖維及其應(yīng)用建筑材料玻璃纖維增強(qiáng)塑料（FRP）廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域。汽車制造玻璃纖維增強(qiáng)塑料（FRP）用于制造汽車部件。航空航天玻璃纖維增強(qiáng)塑料（FRP）應(yīng)用于飛機(jī)和火箭等領(lǐng)域。電子設(shè)備玻璃纖維用于制造電路板等電子設(shè)備。液晶顯示技術(shù)與硅1硅基TFT作為液晶顯示器的核心元件。2高透光率保證液晶顯示器的清晰度和亮度。3低功耗提高液晶顯示器的節(jié)能效率。太陽(yáng)能電池與硅1硅基太陽(yáng)能電池利用硅材料的光電效應(yīng)，將光能轉(zhuǎn)換為電能。2高效轉(zhuǎn)化硅基太陽(yáng)能電池具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率。3應(yīng)用廣泛在電力、照明、供暖等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。半導(dǎo)體集成電路與硅硅材料是制造半導(dǎo)體集成電路的關(guān)鍵材料。高集成度硅基集成電路可以實(shí)現(xiàn)高集成度和高性能。廣泛應(yīng)用應(yīng)用于各種電子設(shè)備，推動(dòng)科技發(fā)展。硅基陶瓷及其應(yīng)用耐高溫硅基陶瓷具有良好的耐高溫性能，應(yīng)用于航空航天、電力等領(lǐng)域。耐腐蝕硅基陶瓷具有良好的耐腐蝕性能，應(yīng)用于化工、冶金等領(lǐng)域。高強(qiáng)度硅基陶瓷具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，應(yīng)用于工具、刀具等領(lǐng)域。硅基碳化物及其應(yīng)用硬度高硅基碳化物具有高硬度和耐磨性，應(yīng)用于刀具、軸承等領(lǐng)域。耐高溫硅基碳化物具有良好的耐高溫性能，應(yīng)用于高溫部件制造。硅基氮化物及其應(yīng)用耐高溫硅基氮化物具有良好的耐高溫性能，應(yīng)用于高溫部件制造。耐腐蝕硅基氮化物具有良好的耐腐蝕性能，應(yīng)用于化工設(shè)備制造。低膨脹系數(shù)硅基氮化物具有較低的膨脹系數(shù)，應(yīng)用于精密儀器制造。硅基碳氮化物及其應(yīng)用高強(qiáng)度硅基碳氮化物具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，應(yīng)用于工具、刀具等領(lǐng)域。耐高溫硅基碳氮化物具有良好的耐高溫性能，應(yīng)用于高溫部件制造。耐磨損硅基碳氮化物具有良好的耐磨損性能，應(yīng)用于軸承、密封件等領(lǐng)域。硅基材料的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)1高性能硅基材料開發(fā)新型硅基材料，以滿足更高