作业帮硅及其化合物对人类文明的贡献如题```
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/10 23:22:52
硅及其化合物对人类文明的贡献如题```
硅及其化合物对人类文明的贡献
如题```
硅及其化合物对人类文明的贡献如题```
单晶硅
硅的单晶体.具有基本完整的点阵结构的晶体.不同的方向具有不同的性质,是一种良好的半导材料.纯度要求达到99.9999％,甚至达到99.9999999％以上.用于制造半导体器件、太阳能电池等.用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成.
熔融的单质硅在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,则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅.
单晶硅具有准金属的物理性质,有较弱的导电性,其电导率随温度的升高而增加,有显著的半导电性.超纯的单晶硅是本征半导体.在超纯单晶硅中掺入微量的ⅢA 族元素,如硼可提高其导电的程度,而形成p型硅半导体；如掺入微量的ⅤA族元素,如磷或砷也可提高导电程度,形成n型硅半导体.
单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅,然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅.单晶硅主要用于制作半导体元件.
硅
结晶型的硅是暗黑蓝色的,很脆,是典型的半导体.化学性质非常稳定.在常温下,除氟化氢以外,很难与其他物质发生反应.
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.
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.
有机硅化合物,是指含有Si-O键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物,习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物.其中,以硅氧键（-Si-0-Si-）为骨架组成的聚硅氧烷,是有机硅化合物中为数最多,研究最深、应用最广的一类,约占总用量的 90%以上.
有机硅材料具有独特的结构：
（1） Si原子上充足的甲基将高能量的聚硅氧烷主链屏蔽起来；
（2） C-H无极性,使分子间相互作用力十分微弱；
（3） Si-O键长较长,Si-O-Si键键角大.
（4） Si-O键是具有50％离子键特征的共价键（共价键具有方向性,离子键无方向性）.
由于有机硅独特的结构,兼备了无机材料与有机材料的性能,具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质,并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性,广泛应用于航空航天、电子电气、建筑、运输、化工、纺织、食品、轻工、医疗等行业,其中有机硅主要应用于密封、粘合、润滑、涂层、表面活性、脱模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等.随着有机硅数量和品种的持续增长,应用领域不断拓宽,形成化工新材料界独树一帜的重要产品体系,许多品种是其他化学品无法替代而又必不可少的.
有机硅材料按其形态的不同,可分为：硅烷偶联剂（有机硅化学试剂）、硅油（硅脂、硅乳液、硅表面活性剂）、高温硫化硅橡胶、液体硅橡胶、硅树脂、复合物等.