硅在现实生活中有哪些用处啊? 矩阵在现实生活中有哪些应用?

作者&投稿:陀勤 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
元素来源:

用镁还原二氧化硅可得无定形硅。用碳在电炉中还原二氧化硅可得晶体硅。电子工业中用的高纯硅则是用氢气还原三氯氢硅或四氯化硅而制得。

元素用途:

用于制造高硅铸铁、硅钢等合金,有机硅化合物和四氯化硅等,是一种重要的半导体材料,掺有微量杂质得硅单晶可用来制造大功率的晶体管,整流器和太阳能电池等。

介绍

由无定型和晶体两种同素异形体。具有明显的金属光泽,呈灰色,密度2.32-2.34克/厘米3,熔点1410℃,沸点2355℃,具有金刚石的晶体结构,电离能8.151电子伏特。加热下能同单质的卤素、氮、碳等非金属作用,也能同某些金属如Mg、Ca、Fe、Pt等作用。生成硅化物。不溶于一般无机酸中,可溶于碱溶液中,并有氢气放出,形成相应的碱金属硅酸盐溶液,于赤热温度下,与水蒸气能发生作用。硅在自然界分布很广,在地壳中的原子百分含量为16.7%。是组成岩石矿物的一个基本元素,以石英砂和硅酸盐出现。

工业上制备高纯单晶硅的化学反应原理

一般来说,工业制取高纯单晶硅主要采用以下方法:
①首先由石英砂和焦炭在电弧炉中制取纯度较低的粗硅
SiO2+2C==(3273K)Si+2CO↑
②然后将粗硅转化为有挥发性并易提纯的四氯化硅或三氯氢硅
Si+2Cl2==(723~773K)SiCl4
Si+3HCl==(523~573K)SiHCl3+H2↑
③再用精馏法提纯SiCl4或SiHCl3,在电炉中用氢气还原,得到纯度较高的硅
SiCl4+2H2==(加热)Si+4HCl
④最后我们用区域熔融法进一步提纯并制成高纯单晶硅

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。另外广泛应用的二极管、三极管、晶闸管和各种集成电路(包括我们计算机内的芯片和CPU)都是用硅做的原材料。[1]
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摩擦产生的高温,全靠它那三万一千块硅瓦拼砌成的外壳。[1]
③光导纤维通信,最新的现代通信手段。用纯二氧化硅可以拉制出高透明度的玻璃纤维。激光可在玻璃纤维的通路里,发生无数次全反射而向前传输,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;而且它还不受电、磁的干扰,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。[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。
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。[1]
⑤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;用途
(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。

长石、云母、黏土、橄榄石、角闪石等等都是硅酸盐类;水晶、玛瑙、碧石、蛋白石、石英、砂子以及燧石等等都是硅石。但是,硅与氧、碳不同,在自然界中没有单质状态存在。这就注定它的发现比碳和氧晚。

硅广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。硅在宇宙中的储量排在第八位。在地壳中,仅次于第一位的氧,用于制造高硅铸铁、硅钢等合金,有机硅化合物和四氯化硅等,是一种重要的半导体材料,掺有微量杂质得硅单晶可用来制造大功率的晶体管,整流器和太阳能电池等。

硅在日常生活中有什么应用?~

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。另外广泛应用的二极管、三极管、晶闸管和各种集成电路(包括我们计算机内的芯片和CPU)都是用硅做的原材料。
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摩擦产生的高温,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。

大数据在现实生活中有哪些应用?
答:1、物联网。物联网是互联网基础上的延伸和扩展的网络,实现在任何时间、任何地点,人、机、物的互联互通。2、智慧城市。智慧城市就是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息,从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。3、增强现...

除了日常计数之外,数学在现实生活中还有哪些应用?
答:1、数学还可以节省时间:制作各类统计表,是为了更好的统计资料,使人一看一目了然;使用百分数,是为了更好的计算出商品打折后的价钱及××率;这些计算表面积而使用进一法,是为了使用最少的材料做出合格的商品。2、计算机相关工作者,数学是工作中必不可少的。C语言写程序,就需要运用排序算法(如...

圆形在现实生活中有什么用处吗?
答:圆形在生活中有以下作用:制成车轮、杯子、风扇、方向盘、放大镜等。1、车轮 车轮是介于轮胎和和车轴之间所承受负荷的旋转组件,通常由两个主要部件轮辋和轮辐组成。轮辋是在车轮上安装和支承轮胎的部件,轮辐是在车轮上介于车轴和轮辋之间的支承部件。车轮除上述部件外,有时还包含轮毂。2、杯子 杯子从...

我想知道电脑在现实生活中有哪些具体的应用?
答:1、娱乐 对国内大多数人来说,买PDA,娱乐性是第一位。所以用来看电影、听音乐、看漫画都行,用来打打游戏倒是可以,装个GBA模拟器,下载些GBA的游戏来玩玩,倒也不错。另外,找些小的、考智力的游戏来玩玩,如推箱子之类的游戏,可以消磨时间。2、学习 对学生和很多想进一步学习的人,PDA的用处还...

数学在现实生活中的有什么应用?
答:传统建筑学是最早应用数学理论的,而其中最为经典的就是“黄金分割”。例如古希腊的巴特农神庙,其高和宽的比保持在0.618,后世的建筑师发现按照这样的比例来设计建筑物,建筑物也会更加的美观漂亮。对于现代的建筑领域来说,应用数学是完美的设定工具,可以在最大程度避免人们产生不必要的误差。古今中外...

在我们的实际生活中有哪些小数的应用呢?
答:小数在现实生活中有许多应用,以下是其中一些常见的例子:1.货币计算:小数用于表示货币金额,例如价格、汇率和利息等。我们在日常生活中购物、兑换货币或计算投资回报时都会用到小数。2.度量衡:小数用于表示长度、重量和容量等物理量。例如,我们使用小数来测量物体的长度、体重或液体的体积。3.统计数据:...

物理在现实有什么实际用处
答:物理在现实有什么实际用处 物理在生活中的应用 物理已渗透入生活中,无处不在,不管是力学, 光学,还是热学等都在生活的小细节中得以体现。 随着社会的进步与发展,人们生活水平的提高,汽车已经成为非常普通的代步工具,它不但给生活带来了便利,并且是物理学在生活中应用的典型例子,因为已离不开它带给便利了。 1. 力学...

信息技术在现实生活中的应用有哪些?
答:信息技术的应用包括计算机硬件和软件,网络和通讯技术,应用软件开发工具等。计算机和互联网普及以来,人们日益普遍地使用计算机来生产、处理、交换和传播各种形式的信息(如书籍、商业文件、报刊、唱片、电影、电视节目、语音、图形、影像等)。在企业、学校和其它组织中,信息技术体系结构是一个为达成战略目标...

有哪些上学时学到的知识应用在实际生活中的例子?
答:数学中的集团在我们生活中是最常见到的,无论我们想干什么,只要用到现金就会用到数学中的计算,这个在我们生活中是每个人都离不开的。我们经常会发现有的人抬一些重的东西,他们还不起来的时候,就会用一根棍,去撬起这个东西,然后能让别人顺利的把它搬走,这些是利用了物理中的杠杆原理一种科学...

现实生活中文字还有哪些用处
答:文字的基本功能:1、交流与沟通;2、传播文化;3、针砭时弊,抵恶扬善;3、抒发个人的情感;4、其他.文字,是一把双刃剑,就看你如何运用、如何挥洒.