【化學課件】無機非金屬材料的主角-硅課件

無機非金屬材料的主角--硅本課件將帶您深入了解無機非金屬材料中的重要角色--硅。從硅的簡介到其廣泛的應用，我們將探究硅的化學性質(zhì)、物理性質(zhì)以及在科技領域的應用。硅簡介硅的定義硅是地殼中含量第二高的元素，僅次于氧。它是一種灰色的半導體，在自然界中以二氧化硅的形式存在。硅的重要性硅在現(xiàn)代科技中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，它是制造太陽能電池、集成電路、玻璃、陶瓷和硅橡膠等材料的關(guān)鍵元素。硅的發(fā)展史11824年，瑞典化學家貝采利烏斯首次分離出無定形硅。21854年，法國化學家德維爾制得了結(jié)晶硅。31940年，硅開始用于制造半導體器件。41960年，集成電路技術(shù)誕生，硅成為集成電路的核心材料。520世紀末，硅基太陽能電池技術(shù)蓬勃發(fā)展。硅的資源分布硅礦石硅在地殼中以二氧化硅（SiO2）的形式存在，主要礦物形式包括石英、水晶、瑪瑙、沙子等。硅的含量硅在地殼中的含量約為26%，是含量第二高的元素，僅次于氧。分布范圍硅廣泛分布于地球表面，幾乎所有巖石、土壤和水中都含有硅。硅的晶體結(jié)構(gòu)1晶格類型金剛石結(jié)構(gòu)2晶格特點每個硅原子與周圍四個硅原子以共價鍵相連，形成四面體結(jié)構(gòu)。3晶格穩(wěn)定性由于硅-硅鍵的強度很大，硅晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，熔點高。硅的物理性質(zhì)1.85g/cm3密度相對較高的密度1414℃熔點高熔點2355℃沸點高沸點硅的化學性質(zhì)與氧氣反應在高溫下，硅可以與氧氣反應生成二氧化硅。與水反應硅與水反應緩慢，生成硅酸。與鹵素反應硅可以與鹵素反應生成鹵化硅。與酸反應硅對大多數(shù)酸不反應，但能溶于氫氟酸。硅的重要合成1單質(zhì)硅從二氧化硅中提取硅2二氧化硅硅的氧化物3硅酸鹽硅的化合物4硅酮化合物硅的有機衍生物單質(zhì)硅的提取1碳還原法將二氧化硅與碳在高溫下反應，制得粗硅。2氫還原法用氫氣還原四氯化硅，制得高純硅。3西門子法利用氫氣還原四氯化硅，在高溫下沉積在多晶硅棒上，制得單晶硅。單質(zhì)硅的應用太陽能電池硅是制造太陽能電池的主要材料。集成電路硅是制造集成電路的主要材料。電腦芯片硅是制造電腦芯片的主要材料。二氧化硅及其應用二氧化硅的性質(zhì)二氧化硅是無色、透明、硬度較高的物質(zhì)，不溶于水。二氧化硅的應用二氧化硅廣泛應用于玻璃、陶瓷、水泥、硅膠等制造領域。硅酸鹽及其應用硅酸鹽的性質(zhì)硅酸鹽是硅與氧以及其他金屬或非金屬元素形成的化合物。硅酸鹽的應用硅酸鹽廣泛應用于玻璃、陶瓷、水泥、耐火材料等制造領域。硅酸鹽的種類常見的硅酸鹽包括石英、長石、云母、高嶺土等。硅酮化合物硅酮的定義硅酮是含有硅-氧鍵的有機硅化合物。硅酮的性質(zhì)硅酮具有耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、防水、絕緣等優(yōu)異性能。硅酮的應用硅酮廣泛應用于密封、潤滑、涂料、橡膠等領域。硅烷及其應用二硅烷的應用半導體制造二硅烷是制造半導體材料的關(guān)鍵物質(zhì)。太陽能電池二硅烷是制造太陽能電池材料的重要原料。三氯硅烷的應用多晶硅制備三氯硅烷是制造多晶硅的重要原料。硅基材料合成三氯硅烷是合成其他硅基材料的重要中間體。四氯化硅的應用高純硅制造四氯化硅是制備高純硅的主要原料。光纖制造四氯化硅是制造光纖的原料。四氯化硅在電子工業(yè)中的應用1制造高純硅是集成電路制造的關(guān)鍵步驟。2制造硅基材料為制造集成電路提供基礎材料。3提高電路性能促進集成電路的性能提升。硅制品在日常生活中的應用1電子產(chǎn)品手機、電腦、電視等電子產(chǎn)品中都含有硅芯片。2建筑材料水泥、玻璃、陶瓷等建筑材料都含有硅元素。3日用品硅膠制品、玻璃器皿等日用品也與硅息息相關(guān)。玻璃纖維及其應用建筑材料玻璃纖維增強塑料（FRP）廣泛應用于建筑領域。汽車制造玻璃纖維增強塑料（FRP）用于制造汽車部件。航空航天玻璃纖維增強塑料（FRP）應用于飛機和火箭等領域。電子設備玻璃纖維用于制造電路板等電子設備。液晶顯示技術(shù)與硅1硅基TFT作為液晶顯示器的核心元件。2高透光率保證液晶顯示器的清晰度和亮度。3低功耗提高液晶顯示器的節(jié)能效率。太陽能電池與硅1硅基太陽能電池利用硅材料的光電效應，將光能轉(zhuǎn)換為電能。2高效轉(zhuǎn)化硅基太陽能電池具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率。3應用廣泛在電力、照明、供暖等領域得到廣泛應用。半導體集成電路與硅硅材料是制造半導體集成電路的關(guān)鍵材料。高集成度硅基集成電路可以實現(xiàn)高集成度和高性能。廣泛應用應用于各種電子設備，推動科技發(fā)展。硅基陶瓷及其應用耐高溫硅基陶瓷具有良好的耐高溫性能，應用于航空航天、電力等領域。耐腐蝕硅基陶瓷具有良好的耐腐蝕性能，應用于化工、冶金等領域。高強度硅基陶瓷具有良好的機械強度，應用于工具、刀具等領域。硅基碳化物及其應用硬度高硅基碳化物具有高硬度和耐磨性，應用于刀具、軸承等領域。耐高溫硅基碳化物具有良好的耐高溫性能，應用于高溫部件制造。硅基氮化物及其應用耐高溫硅基氮化物具有良好的耐高溫性能，應用于高溫部件制造。耐腐蝕硅基氮化物具有良好的耐腐蝕性能，應用于化工設備制造。低膨脹系數(shù)硅基氮化物具有較低的膨脹系數(shù)，應用于精密儀器制造。硅基碳氮化物及其應用高強度硅基碳氮化物具有良好的機械強度，應用于工具、刀具等領域。耐高溫硅基碳氮化物具有良好的耐高溫性能，應用于高溫部件制造。耐磨損硅基碳氮化物具有良好的耐磨損性能，應用于軸承、密封件等領域。硅基材料的未來發(fā)展趨勢1高性能硅基材料開發(fā)新型硅基材料，以滿足更高