硅在現(xiàn)實生活中有哪些用處??？

【專家解說】：元素來源： 用鎂還原二氧化硅可得無定形硅。用碳在電爐中還原二氧化硅可得晶體硅。電子工業(yè)中用的高純硅則是用氫氣還原三氯氫硅或四氯化硅而制得。 元素用途： 用于制造高硅鑄鐵、硅鋼等合金，有機硅化合物和四氯化硅等，是一種重要的半導體材料，摻有微量雜質(zhì)得硅單晶可用來制造大功率的晶體管，整流器和太陽能電池等。 介紹 由無定型和晶體兩種同素異形體。具有明顯的金屬光澤，呈灰色，密度2.32-2.34克/厘米3，熔點1410℃，沸點2355℃，具有金剛石的晶體結(jié)構(gòu)，電離能8.151電子伏特。加熱下能同單質(zhì)的鹵素、氮、碳等非金屬作用，也能同某些金屬如Mg、Ca、Fe、Pt等作用。生成硅化物。不溶于一般無機酸中，可溶于堿溶液中，并有氫氣放出，形成相應的堿金屬硅酸鹽溶液，于赤熱溫度下，與水蒸氣能發(fā)生作用。硅在自然界分布很廣，在地殼中的原子百分含量為16.7%。是組成巖石礦物的一個基本元素，以石英砂和硅酸鹽出現(xiàn)。 工業(yè)上制備高純單晶硅的化學反應原理 一般來說，工業(yè)制取高純單晶硅主要采用以下方法： ①首先由石英砂和焦炭在電弧爐中制取純度較低的粗硅 SiO2+2C==(3273K)Si+2CO↑ ②然后將粗硅轉(zhuǎn)化為有揮發(fā)性并易提純的四氯化硅或三氯氫硅 Si+2Cl2==（723~773K）SiCl4 Si+3HCl==(523~573K)SiHCl3+H2↑ ③再用精餾法提純SiCl4或SiHCl3，在電爐中用氫氣還原，得到純度較高的硅 SiCl4+2H2==(加熱)Si+4HCl ④最后我們用區(qū)域熔融法進一步提純并制成高純單晶硅 硅的用途 ①高純的單晶硅是重要的半導體材料。在單晶硅中摻入微量的第IIIA族元素，形成p型硅半導體；摻入微量的第VA族元素，形成n型和p型半導體結(jié)合在一起，就可做成太陽能電池，將輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋Ｔ陂_發(fā)能源方面是一種很有前途的材料。另外廣泛應用的二極管、三極管、晶閘管和各種集成電路（包括我們計算機內(nèi)的芯片和CPU)都是用硅做的原材料。[1] ②金屬陶瓷、宇宙航行的重要材料。將陶瓷和金屬混合燒結(jié)，制成金屬陶瓷復合材料，它耐高溫，富韌性，可以切割，既繼承了金屬和陶瓷的各自的優(yōu)點，又彌補了兩者的先天缺陷。 可應用于軍事武器的制造。第一架航天飛機“哥倫比亞號”能抵擋住高速穿行稠密大氣時摩擦產(chǎn)生的高溫，全靠它那三萬一千塊硅瓦拼砌成的外殼。[1] ③光導纖維通信，最新的現(xiàn)代通信手段。用純二氧化硅可以拉制出高透明度的玻璃纖維。激光可在玻璃纖維的通路里，發(fā)生無數(shù)次全反射而向前傳輸，代替了笨重的電纜。光纖通信容量高，一根頭發(fā)絲那么細的玻璃纖維，可以同時傳輸256路電話；而且它還不受電、磁的干擾，不怕竊聽，具有高度的保密性。光纖通信將會使21世紀人類的生活發(fā)生革命性巨變。[1] ④性能優(yōu)異的硅有機化合物。例如有機硅塑料是極好的防水涂布材料。在地下鐵道四壁噴涂有機硅，可以一勞永逸地解決滲水問題。在古文物、雕塑的外表，涂一層薄薄的有機硅塑料，可以防止青苔滋生，抵擋風吹雨淋和風化。天安門廣場上的人民英雄紀念碑，便是經(jīng)過有機硅塑料處理表面的，因此永遠潔白、清新。 有機硅化合物，是指含有Si-O鍵、且至少有一個有機基是直接與硅原子相連的化合物，習慣上也常把那些通過氧、硫、氮等使有機基與硅原子相連接的化合物也當作有機硅化合物。其中，以硅氧鍵（-Si-0-Si-）為骨架組成的聚硅氧烷，是有機硅化合物中為數(shù)最多，研究最深、應用最廣的一類，約占總用量的90%以上。[1] ⑤有機硅材料具有獨特的結(jié)構(gòu)： （1） Si原子上充足的甲基將高能量的聚硅氧烷主鏈屏蔽起來； （2） C-H無極性，使分子間相互作用力十分微弱；用途 （3） Si-O鍵長較長，Si-O-Si鍵鍵角大。 （4） Si-O鍵是具有50％離子鍵特征的共價鍵（共價鍵具有方向性，離子鍵無方向性）。 由于有機硅獨特的結(jié)構(gòu)，兼?zhèn)淞藷o機材料與有機材料的性能，具有表面張力低、粘溫系數(shù)小、壓縮性高、氣體滲透性高等基本性質(zhì)，并具有耐高低溫、電氣絕緣、耐氧化穩(wěn)定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無毒無味以及生理惰性等優(yōu)異特性，廣泛應用于航空航天、電子電氣、建筑、運輸、化工、紡織、食品、輕工、醫(yī)療等行業(yè)，其中有機硅主要應用于密封、粘合、潤滑、涂層、表面活性、脫模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等。隨著有機硅數(shù)量和品種的持續(xù)增長，應用領(lǐng)域不斷拓寬，形成化工新材料界獨樹一幟的重要產(chǎn)品體系，許多品種是其他化學品無法替代而又必不可少的。 有機硅材料按其形態(tài)的不同，可分為：硅烷偶聯(lián)劑（有機硅化學試劑）、硅油（硅脂、硅乳液、硅表面活性劑）、高溫硫化硅橡膠、液體硅橡膠、硅樹脂、復合物等。 長石、云母、黏土、橄欖石、角閃石等等都是硅酸鹽類；水晶、瑪瑙、碧石、蛋白石、石英、砂子以及燧石等等都是硅石。但是，硅與氧、碳不同，在自然界中沒有單質(zhì)狀態(tài)存在。這就注定它的發(fā)現(xiàn)比碳和氧晚。