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硅原料是从哪里提炼出来的?

硅原料是从哪里提炼出来的?

石英矿石

纯净的硅(Si)是从自然界中的石英矿石(主要成分二氧化硅)中提取出来的。石英矿在我国的分布比较广泛,全国大多数省市都有。但要说石英石产地哪里最好,还要论江苏东海县、江苏新沂市、安徽凤阳县、广东河源市、新疆准东区。这些石英矿石聚集地储量丰富、原料优质,居全国前列。硅具有优良的半导体电学性质。禁带宽度适中,为1.12电子伏。载流子迁移率较高,电子迁移率为1350厘米2/伏·秒,空穴迁移率为480厘米2/伏·秒。

本征电阻率在室温(300K)下高达2.3×105欧·厘米,掺杂后电阻率可控制在104~10-4 欧·厘米的宽广范围内,能满足制造各种器件的需要。硅单晶的非平衡少数载流子寿命较长,在几十微秒至1毫秒之间。

硅是一种化学元素,化学符号是Si,旧称矽,有无定形硅和晶体硅两种同素异形体,属于元素周期表上第三周期,IVA族的类金属元素。硅在地球表面的含量仅次于氧,占有将近28%,然而它极少以单质的形式在自然界出现,而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式,广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。硅的应用十分的广泛,在于航空航天、电子电气、建筑、运输、能源、化工、纺织、食品、轻工、医疗、农业等行业都有一定的应用。

硅的工业制法

二氧化硅和炭粉在高温条件下反应,生成粗硅

SiO2+2C==Si(粗)+2CO

粗硅和氯气在高温条件下反应生成氯化硅

Si(粗)+2Cl2==SiCl4

氯化硅和氢气在高温条件下反应得到纯净硅

SiCl4+2H2==Si(纯)+4HCl

实验室中可以用以下方法制得较纯的硅

将细砂粉(SiO2)和镁粉混合加热,制得粗硅

SiO2+2Mg==2MgO+Si(粗)

这些粗硅中往往含有镁,氧化镁和硅化镁,这些杂质可以用盐酸除去

1、Mg+2HCl==MgCl2+H2

2、MgO+2HCl==MgCl2+H2O

3、Mg2Si+4HCl==2MgCl2+SiH4

硅的用途

硅的用途有很多,比如:高纯的单晶硅是重要的半导体材料,可制成二极管、三极管、晶闸管和各种集成电路;制作金属陶瓷复合材料;制作金属陶瓷复合材料;合成硅相关的有机化合物;和其他金属制成合金;以及在植物上有一定的应用。

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