制备方法
主要用作制多晶硅、单晶硅、硅铝合金及硅钢合金的化合物。
合成制备方法
1.三氯氢硅法:将干燥的硅粉加入合成炉中,与通入的干燥氯化氢气体在280~330℃有氯化亚铜催化剂存在下进行氯化反应,反应气体经旋风分离除去杂质,再用氯化钙冷冻盐水将气态三氯氢硅冷凝成液体,经粗馏塔蒸馏和冷凝,除去高沸物和低沸物,再经精馏塔蒸馏和冷凝,得到精制三氯氢硅液体。纯度达到7个“9”以上、杂质含量小于1×10-7,硼要求在0.5×10-9以下。提纯后的三氯氢硅送入不锈钢制的还原炉内,用超纯氢气作还原剂,在1050~1100℃还原成硅,并以硅芯棒为载体,沉积而得多晶硅成品。其反应式如下:
图XIV-6 硅的制取装置
2.用SiO2含量大约为95%的硅石和灰分少的焦炭混合,加热到1900℃左右进行还原。此方法制得的硅纯度为97%~98%,被称作金属硅。再将金属硅融化后进行重结晶,用酸除去杂质,得到纯度为99.7%~99.8%的金属硅。如要将它做成半导体用硅,还要将其转化成易于提纯的液体或气体形式,再经蒸馏、分解过程得到多晶硅。如需得到高纯度的硅,则需要进行进一步的提纯处理。
3.用SiO2含量大约为95%的硅石和灰分少的焦炭混合,用1000~3000kVA开式电弧炉,加热到1900℃左右进行还原。
用途简介
用途
1.高纯的单晶硅是重要的半导体材料。金属陶瓷、宇宙航行的重要材料。光导纤维通信,最新的现代通信手段。性能优异的硅有机化合物。硅是一种半导体材料,可用于制作半导体器件和集成电路。还可以合金的形式使用(如硅铁合金),用于汽车和机械配件。也与陶瓷材料一起用于金属陶瓷中。还可用于制造玻璃、混凝土、砖、耐火材料、硅氧烷、硅烷。制造硅烷和硅酮。制造硅有机化合物、合金、耐火材料等。
2.主要用于半导体、合金、有机硅高分子材料。高纯的单晶硅是重要的半导体材料。用作二极管、三极管、晶闸管和各种集成电路材料。在开发能源方面也是一种很有前途的材料,可以制造太阳能电池等。将陶瓷和金属混合烧结,制成金属陶瓷复合材料,耐高温,富韧性,可以切割,集合了金属和陶瓷的优点,是金属陶瓷、宇宙航行的重要材料。用纯二氧化硅制得的高透明度的玻璃纤维,光纤通信容量高,且不受电、磁干扰,并具有高度的保密性,可用于光导纤维通信。硅有机化合物可作为塑料、涂料等,得到了广泛应用。
3.用于制造合金、有机硅化合物和四氯化硅等,是一种极重要的半导体材料。[14]