二氧化硅
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二氧化硅的作用与功效
二氧化硅是一种常见的无机化合物,常用于工业生产和医疗领域。
以下是关于二氧化硅的作用和功效的描述:
1. 工业应用:二氧化硅广泛用于水泥、玻璃、陶瓷、橡胶、塑料、纸张等工业产品的生产中。
它可以增加材料的硬度和耐磨性,提高产品的质量和耐久性,并具有良好的绝缘性能。
2. 去湿剂:二氧化硅具有很强的吸湿能力,被广泛用作去湿剂。
它可吸收空气中的湿气,防止湿度对物品造成损害,同时还能延长物品的保存时间。
3. 食品添加剂:作为食品添加剂的二氧化硅常被用作防结剂、稳定剂、抗结剂等。
它可以降低食品中的水分含量,防止食品结块,保持食品的颜色和口感。
4. 化妆品:二氧化硅可以用于化妆品中的护肤产品和彩妆中。
它具有良好的吸油性能,能吸附皮肤上过多的油脂,保持皮肤干爽。
此外,二氧化硅还能增加化妆品的光泽度和柔滑度。
5. 药物助剂:二氧化硅被广泛用作药物助剂,可用于制备片剂、胶囊、粉剂等。
它具有良好的流动性和吸湿性,可以增加药物的稳定性和储存寿命。
尽管二氧化硅具有以上的作用和功效,但在使用过程中仍需注意适量使用,遵循相关的安全规定和使用指南。
二氧化硅的物理性质和化学性质
1、二氧化硅:酸性氧化物;原子晶体;共价键
2、二氧化硅的物理性质和化学性质:
(1)物理性质:无色透明或白色粉末,原子晶体,熔沸点都很高,坚硬难熔,不溶于水,天然的二氧化硅俗称硅石,是构成岩石的成分之一.
(2)化学性质:不活泼
①不与水反应,不能跟酸(氢氟酸除外)发生反应.SiO2+4HF═SiF4↑+2H2O (氢氟酸不能盛放在玻璃容器中).
②具有酸性氧化物的性质,能跟碱性氧化物或强碱反应.SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O (实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞的原因)
CaO+SiO2CaSiO3
Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑(制玻璃)
③具有弱氧化性
SiO2+2C Si+2CO↑
SiO2+2Mg Si+2MgO,
SiO2+3C SiC(金刚砂)+2CO↑.
(3)二氧化硅的用途:
①光导纤维的主要原料;
②石英的主要成分是SiO2,纯净的石英可用来制造石英玻璃.石英晶体中有时含有其他元素的化合物,它们以溶解状态存在于石英中,呈各种颜色.纯净的SiO2晶体叫做水晶,它是六方柱状的透明晶体,是较贵重的宝石.水晶常用来制造电子工业中的重要部件、光学仪
器,也用来制造高级工艺品和眼镜片.
③玛瑙石含有有色杂质的石英晶体,可用于制造精密仪器轴承,耐磨器皿和装饰品.。
二氧化硅化学式二氧化硅,分子式为SiO2,是一种无机物质,主要成分是硅和氧元素。
它在自然界和工业生产中都是非常常见的物质,具有广泛的应用。
在自然界中,二氧化硅可以是石英、石英砂、条纹石、莫来石等矿物的成分。
在工业生产中,它被广泛应用于玻璃、陶瓷、水泥、涂料、塑料等领域。
下面将详细介绍二氧化硅的化学式、结构、性质及应用。
1. 化学式与结构二氧化硅的化学式为SiO2,是一种简单的氧化物,由一个硅原子和两个氧原子组成。
在化学反应中,它可以参与红ox反应和酸碱反应。
二氧化硅的分子结构是四面体,硅原子处于四面体的中心,四面体的四个顶点分别连接着四个氧原子。
硅-氧化合物中,硅原子呈四价,氧原子呈二价,它们通过共价键连接起来,形成了硅氧三维网络结构。
在二氧化硅中,每个硅原子周围连接着四个氧原子,每个氧原子分别与两个硅原子形成双键。
2. 性质二氧化硅是一种白色粉末或无色透明晶体,无味无臭,具有很高的耐热性、耐腐蚀性和化学稳定性。
它的密度为2.2-2.65g/cm3,熔点为1600℃,沸点为2230℃。
在常温下,二氧化硅极难被溶解于水,但可以被HF、NaOH、KOH等强碱和氢氟酸等强酸侵蚀。
二氧化硅的物理性质和化学性质与其结构有很大关系。
由于它的分子结构具有很高的稳定性,硅氧键可以说是全电子键,所以它的化学性质不如其他硅化合物来的活泼。
但在高温下,其化学性质会发生变化。
在二氧化硅加热至1600℃以上时,它会发生酸碱中和反应,使其性质发生变化。
同时,在氧气存在下,二氧化硅也会发生氧化还原反应,形成硅酸和二氧化硅。
3. 应用二氧化硅是工业上的重要原料,在广泛的领域中有着重要的用途和应用。
下面是它的主要应用:1) 玻璃制造:玻璃制造是二氧化硅最广泛的应用之一。
二氧化硅是玻璃的主要原料,占玻璃质量的60%-70%。
它用于制造各种玻璃,包括平板玻璃、曲面玻璃、瓶子、玻璃纤维、光纤等。
2) 陶瓷制造:二氧化硅也是陶瓷制造的重要材料,可用于制造高级陶瓷、细陶、瓷砖和陶瓷工艺品等。
二氧化硅化学性质二氧化硅,又称为硅酸二氧化物,是一种重要的无机物,它在自然界中存在的形式有各种不同的结构,这些结构可是硅的不同的同位素,也可以是硅的化合物的不同的构型,例如二氧化硅的基体、硅氧烷、硅氨酸酯和其他类似的构型。
《二氧化硅化学性质》是指二氧化硅的物理性质和化学性质。
一、二氧化硅的物理性质1、二氧化硅是一种白色的晶体,十二烷基三氧化二硅(SiO2)的结构含有共用的硅氧环,具有类似的化学性质和物理性质。
2、二氧化硅的晶体结构具有极高的硬度,一般情况下只能用磨料、砂纸或腐蚀剂进行切割。
3、二氧化硅的结晶体的抗压和弯曲强度也是非常高的,承受的最大压力和弯曲应力可达10^6Pa。
4、由于二氧化硅是一种非活性物质,它对外部环境中的有机物具有较强的不溶解性。
二、二氧化硅的化学性质1、二氧化硅具有一定的热稳定性,在常温下稳定,但在高温下可能会挥发,这被称为陶器烧裂现象。
2、二氧化硅可以与其他化学物质相互作用,反应产物可以形成一系列硅烷化合物、硅酸盐和硅化合物等,不同的二氧化硅化合物具有不同的化学性质。
3、二氧化硅可以在碱性环境中发生水解反应,水解反应可以得到硅氧烷(SiO2)和氢氧化硅(H2O),这种反应容易被反应物和热量所抑制。
4、在酸性环境中,二氧化硅可以发生电离反应,产生氢硅酸根(H3SiO3)和氧化硅(SiO2)等产物,反应比较快,但可以控制反应条件来抑制反应。
三、二氧化硅的用途1、由于二氧化硅可以产生活性气体,因此它在电子和光学领域有广泛的应用,例如用于制造电子元件和光学元件。
2、二氧化硅还可以用于制造医药中的药物,以及用于制造医疗器械,如硅胶塑料类的医用物品。
3、二氧化硅也在军事中经常被用于制造微波炉、超声波仪器以及火炮的炮弹等军事装置,因为它具有高热稳定性、防护性及耐受性能。
4、二氧化硅还可以用于制作一些耐高温的耐磨材料,如玻璃钢、耐火材料和氧化铝等,它们被广泛地用于飞机、船只和汽车等交通工具的制造。
二氧化硅的性质和用途性质:二氧化硅(SiO2)是一种无机化合物,也被称为二氧化硅或二氧化矽。
它是最常见的硅化合物之一,是一种无色、无味的固体。
二氧化硅存在多种结晶形态,其中最常见的是石英和水晶。
二氧化硅的晶鞣相关于其结晶形态,晶体形态可以是透明、乳白色或浅粉红色。
二氧化硅具有高熔点和高热稳定性,也是一种绝缘体。
二氧化硅是一种无毒、环境友好的材料,它在常温下不溶于水或大多数溶剂。
然而,如果二氧化硅与碱或氢氟酸等强酸接触,则会发生反应。
用途:1.建筑材料:二氧化硅在建筑业中具有广泛的应用。
它可以用作砂浆和混凝土的原料,以增加强度和耐久性。
此外,二氧化硅也常用于涂料、涂层和保温材料中。
2.光学应用:二氧化硅的透明性使其在光学器件中具有广泛的应用。
石英和水晶是优质的光学材料,可制作光纤、光学透镜和窗户等。
3.电子器件:由于二氧化硅具有良好的绝缘性能和稳定性,因此广泛用于电子器件的制造过程中。
它常用于制造电路板、电子元件和半导体设备。
4.化妆品和医药领域:二氧化硅被广泛应用于化妆品和医药领域。
它可以作为防晒剂、化妆品填料和药物输送系统的成分。
5.耐火材料:二氧化硅的高熔点和稳定性使其成为耐火材料的理想选择。
它可以添加到陶瓷、玻璃和耐火材料中,以提高耐火性能。
6.食品行业:二氧化硅在食品行业中被用作增稠剂、抗结剂和防潮剂。
它可以改善食品的质地和保存性能。
7.润滑剂:二氧化硅可以用作润滑剂的一部分,用于减少摩擦和磨损。
它可以添加到润滑脂和油中,以提高润滑效果。
8.环境保护:二氧化硅也可以用于环境保护领域。
它可以作为吸附剂,用于去除水中的污染物和废水处理。
总结:二氧化硅是一种多功能的材料,具有广泛的应用领域。
它在建筑、光学、电子、化妆品、医药、耐火材料、食品、润滑剂和环境保护等方面发挥着重要作用。
二氧化硅的特性,如高熔点、稳定性和绝缘性,使其成为许多行业中不可或缺的材料。
随着科学技术的不断发展,二氧化硅的应用领域将不断扩大,其重要性将得到进一步的认识与发展。
二氧化硅是一种无机化合物,化学式为SiO2。
它是一种白色固体,是一种纯净的无色透明物质。
二氧化硅是地球上最常见的矿物之一,在自然界中广泛存在,如石英、玻璃、冰、珊瑚和玉米。
二氧化硅是一种结构稳定的物质,具有优异的耐火性、绝缘性和耐腐蚀性。
二氧化硅的生产方法主要有两种:氧化法和热解法。
氧化法是将硅金属或硅矿物石墨烧结后进行氧化,得到二氧化硅。
热解法是将硅矿物加热分解,得到二氧化硅。
二氧化硅在工业中广泛应用,如制造玻璃、陶瓷、涂料、橡胶和高纯硅。
在医学和农业中,二氧化硅也有重要应用。
在医学上,二氧化硅可用于生产人工牙齿和植入物,并可用于制造消毒剂和消毒液。
在农业上,二氧化硅可用于生产农药和肥料。
然而,二氧化硅也有潜在的危害。
高浓度的二氧化硅烟雾对人体健康有害,可导致呼吸道症状和皮肤症状。
在生产过程中,二氧化硅二氧化硅也有潜在的危害。
高浓度的二氧化硅烟雾对人体健康有害,可导致呼吸道症状和皮肤症状。
在生产过程中,二氧化硅也产生有毒气体,如二氧化碳和硫化氢,对工人健康有影响。
此外,二氧化硅还可能对环境造成危害,如污染土壤和水体。
为了保护人类健康和环境,国家和地区对二氧化硅的生产、使用和排放均有严格的法规和标准。
例如,美国的毒性物质控制法(TSCA)和欧盟的化学品法规(REACH)均对二氧化硅的使用进行了管控。
二氧化硅是一种重要的化学物质,在工业、医学和农业中有广泛应用。
但同时,也需要注意二氧化硅的潜在危害,并采取适当的措施保护人类健康和环境。
(本文部分内容搜集自网络,仅供参考)。
二氧化硅的作用与功效二氧化硅(Silicon Dioxide,SiO2),是一种重要的无机化合物,常见于自然界中的石英、沙子、玻璃等物质中。
作为一种广泛应用的材料,二氧化硅具有多种作用与功效。
本文将介绍二氧化硅的各类应用领域,并阐述其与环境、生物和工业等方面的关系。
一、二氧化硅的物理与化学性质1. 物理性质二氧化硅是一种颜色透明或浅灰色的固体,具有高熔点、高热导率和高电绝缘性等特点。
它具有良好的化学稳定性,在常温下不溶于任何溶剂。
2. 化学性质二氧化硅具有酸性和碱性两面性。
当与氟化氢、浓碱、王水等强酸碱反应时,会生成水的胶体溶胶。
与其他无机酸、弱酸以及浓碱溶液接触时,二氧化硅表现出缓慢溶解、转化的特点。
二、二氧化硅在环境中的作用与功效1. 大气污染控制二氧化硅是大自然中最常见的化合物之一,它在大气中存在于尘埃粒子中,对清除大气中的颗粒物、有害气体(如硫化物)具有显著的作用。
通过吸附、吸收和化学反应,二氧化硅可以使大气中的污染物得到有效减少,从而改善空气质量。
2. 水处理二氧化硅在水处理领域有广泛应用。
它可以作为沉淀剂和过滤剂,可以去除水中的悬浮物、细菌、病毒等有害物质,提高水质。
此外,二氧化硅还可以被用于调整水的酸碱度和硬度,提高水的透明度和卫生安全性。
3. 土壤改良二氧化硅可以起到改良土壤结构、提高土壤保水能力的作用。
它可以增加土壤的比表面积,提高土壤的透水性,并具有保湿、保温、减少泥土结壤等作用。
二氧化硅还可以提供植物所需的硅元素,促进植物生长,提高抗病虫害的能力。
4. 环境修复与保护二氧化硅在环境修复和保护方面有广泛应用。
它可以用于吸附和分解重金属离子、有机物、农药等环境污染物,净化土壤和水体。
此外,二氧化硅可以作为一种稳定剂,修复环境污染,如固化污染土壤、处理废水等。
三、二氧化硅在生物体中的作用与功效1. 对人体健康的影响二氧化硅对人体有一定的生物活性和生物相容性。
在医学上,二氧化硅可用于治疗一些疾病,如砂眼、针眼等眼科病症,还具有一定的抗炎、止血、消毒等作用。
二氧化硅的性质与用途二氧化硅,化学式SiO2,是一种无机化合物,又称为二氧化硅、二氧化矽、二氧化矽石或硅土。
它是地壳上含量最丰富的化合物之一,在自然界中广泛存在于岩石、砂土、河流、海滩等地方。
二氧化硅具有许多重要的性质和用途:1.物理性质:稳定性:二氧化硅在一般温度下是稳定的,并且具有很高的耐热性和化学稳定性。
它不溶于水和大部分溶剂,也不受酸、碱的侵蚀。
硬度:二氧化硅的硬度较高,在莫氏硬度中可以排在前几位,因此常被用作制作各种坚硬的物品,如玻璃、陶瓷等。
2.结构和形态:结晶性:二氧化硅具有多种结晶形态,最常见的是石英晶体,它具有六方晶系的结构。
石英晶体具有良好的透光性和光学性能,被广泛应用于光学仪器、太阳能电池等领域。
非晶性:除了结晶形态,二氧化硅还存在非晶态,如二氧化硅胶体。
这种非晶态的二氧化硅具有较大的比表面积和孔隙结构,因此具有较好的吸附性能,被广泛应用于催化剂、吸附剂、分离膜等领域。
3.应用领域:玻璃制造:二氧化硅是用于制造玻璃的重要原料之一、由于二氧化硅具有高熔点、高硬度和化学稳定性,因此可以制成各种类型的玻璃,如平板玻璃、光纤、光学器件等。
陶瓷工业:由于二氧化硅具有高熔点和化学稳定性,因此也被广泛用于陶瓷工业。
它可以用作陶瓷材料的增强剂、成型剂和稳定剂,用于制造各种陶瓷制品,如瓷器、陶器、瓷砖等。
阻燃材料:由于二氧化硅本身是一种无机材料,具有高熔点和耐高温性,因此可以作为一种有效的阻燃剂。
它在塑料、橡胶等材料中的应用可以提高材料的阻燃性能,减少火灾事故的发生。
电子领域:二氧化硅具有良好的电绝缘性能和光学性能,因此在电子领域有广泛的应用。
例如,它可以用于制造集成电路、光纤通信等器件,也可以用于制造电容器、电阻器等元件。
化妆品和食品工业:二氧化硅具有良好的吸油性能和吸湿性能,因此常被用于化妆品和食品工业中的吸油剂和流动剂。
它可以增加化妆品和食品的质地和稳定性。
总结起来,二氧化硅作为一种常见的化合物,在工业和生活中有许多重要的应用。
二氧化硅说明宁波北仑雅旭化工有限公司优质生产商,化学式SiO2分子量:60.08中文名称:二氧化硅中文别名:硅氧,硅土,硅石,硅酐,石英砂英文别名:Silicon dioxide SiO ₂ ,Silicon(IV)oxide ,Silicic anhydride ,Quartz sand CAS号:7631-86-9又称硅石。
在自然界分布很广,如石英、石英砂等。
白色或无色颗粒,含铁量较高的是淡黄色。
密度2.2 ~2.66.熔点1670℃(鳞石英);1710℃(方石英)。
沸点2230℃,相对介电常数为3.9。
不溶于水微溶于酸,呈颗粒状态时能和熔融碱类起作用。
用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、硅铁、型砂、单质硅等。
平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品(玻璃罐、玻璃瓶、玻璃管等)、光学玻璃、玻璃纤维、玻璃仪器、导电玻璃、玻璃布及防射线特种玻璃等的主要原料。
陶瓷及耐火材料瓷器的胚料和釉料,窑炉用高硅砖、普通硅砖以及碳化硅等的原料。
冶金硅金属、硅铁合金和硅铝合金等的原料或添加剂、熔剂。
建筑混凝土、胶凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能检验材料(即水泥标准砂)等。
化工硅化合物和水玻璃等的原料,硫酸塔的填充物,无定形二氧化硅可作为吸附剂来使用。
机械铸造型砂的主要原料,研磨材料(喷砂、硬研磨纸、砂纸、砂布等)。
.电子高纯度金属硅、通讯用光纤等。
橡胶、塑料在橡胶中添加二氧化硅,可提高橡胶的耐磨度。
可降低轮胎滚动阻力的同时可改善轮胎的耐磨性和抗湿滑性。
使用二氧化硅的胶料拉伸强度、撕裂强度、耐磨性等均有提高。
涂料填料(可提高涂料的耐候性)、可用来生产消光剂,亦可以作为涂料增稠剂。
食品、药品在食品工业中主要用于防止粉状食品聚集结块,以保持自由流动的一类食品添加剂或用于吸附液态的香料、油脂、维生素等,使之成为粉末状,如粉末油脂、固体香料和固体酒之类制品。
(例:奶粉)在药品生产中可作为助流剂、催化剂载体等。
1、药用二氧化硅:主要用作润滑剂、抗粘剂、助流剂.2、食品、饮料用二氧化硅:流动助剂、抗结块性能。
二氧化硅的比热容一、引言:二氧化硅是一种常见的无机化合物,由硅和氧两种元素组成,其化学式为SiO2。
在自然界中,二氧化硅广泛存在于石英、石英砂和河床砾石等矿石中。
二氧化硅具有许多特殊的物理和化学性质,它的比热容更是其中一项重要的性质。
二、二氧化硅的基本概述: 1. 二氧化硅的化学性质二氧化硅是一种无色、无味、无毒的物质,它在常温常压下为固体结构,能够耐热、耐酸、耐碱。
它可以与多种物质发生反应,如与碱性氢氧化物反应产生硅酸盐,与氟化氢反应产生四氟硅酸等。
2.二氧化硅的物理性质二氧化硅具有高熔点、高沸点的特点,其熔点为1670℃,沸点为2230℃。
它是一种非导电体,同时也是一种透明材料,它的折射率为1.45。
此外,二氧化硅还具有高硬度、高强度和高耐磨性等特性。
三、二氧化硅的比热容的概念:比热容是指物质在单位质量下吸收或释放单位热量时所发生的温度变化。
它是描述物质热性质的重要参数之一。
四、二氧化硅的比热容的影响因素: 1. 温度温度是影响二氧化硅比热容的重要因素之一。
通常情况下,二氧化硅的比热容是随着温度的升高而增加的。
2.结晶形态二氧化硅存在多种结晶形态,如α-石英、β-石英等。
不同的结晶形态会对二氧化硅的比热容产生影响。
3.含杂质二氧化硅中的杂质也会对其比热容产生影响。
一些杂质可以降低二氧化硅的比热容,使得其热传导性能增强。
五、二氧化硅的比热容的测定方法:测定二氧化硅的比热容需要借助一些实验方法。
目前常用的方法有差示扫描量热法、等温比热容法和反冲式绝热量热法等。
1.差示扫描量热法差示扫描量热法是目前比较常用的测定物质比热容的方法之一。
它通过测量样品和参比物在温度上的差异来计算比热容。
2.等温比热容法等温比热容法是基于恒定温度下测量样品热量来确定比热容的方法。
3.反冲式绝热量热法反冲式绝热量热法是测定固体物质比热容的一种常用方法,它通过测量样品和参比物的温度变化来计算比热容。
六、二氧化硅的比热容的应用: 1. 建筑材料领域二氧化硅具有良好的隔热性能,因此可广泛应用于建筑材料的制造中,如保温材料、隔热材料等。
二氧化硅所属分类:冶金术语化学化学品各种化学名称工业有机化合物机械生物化学生物化学术语电子电子工程电子技术电子术语药品药物中文名称列表通信添加摘要二氧化硅是用作制造水玻璃、耐火材料、光学玻璃、光导纤维、石英玻璃仪器的原料,也可用于制超声波元件、吸附剂等。
当二氧化硅结晶完美时就是水晶;二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙;二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石;二氧化硅晶粒小于几微米时,就组成玉髓、燧石、次生石英岩。
空气中若存在一定浓度的二氧化硅粉粒时,会经人类呼吸进入肺部,引发呼吸器官相关的疾病,例如尘肺症。
目录[隐藏]• 1 性质介绍• 2 结构构造二氧化硅粉末• 3 矿物介绍• 4 测定介绍• 5 应用领域• 6 用途介绍•7 危害介绍•8 相关词条•9 相关链接二氧化硅-性质介绍·物理性质二氧化硅又称硅石,化学式SiO2。
自然界中存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种。
结晶二氧化硅因晶体结构不同,分为石英、鳞石英和方石英三种。
纯石英为无色晶体,大而透明棱柱状的石英叫水晶。
若含有微量杂质的水晶带有不同颜色,有紫水晶、茶晶、墨晶等。
普通的砂是细小的石英晶体,有黄砂(较多的铁杂质)和白砂(杂质少、较纯净)。
二氧化硅晶体沙状二氧化硅中,硅原子的4个价电子与4个氧原子形成4个共价键,硅原子位于正四面体的中心,4个氧原子位于正四面体的4个顶角上,整个晶体是一个巨型分子,SiO2是表示组成的最简式不表示单个二氧化硅分子,仅是表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比。
SiO2中Si—O键的键能很高,熔点、沸点较高(熔点1723℃,沸点2230℃)。
自然界存在的硅藻土是无定形二氧化硅,是低等水生植物硅藻的遗体,为白色固体或粉末状,多孔、质轻、松软的固体,吸附性强·化学性质二氧化硅是酸性氧化物、硅酸的酸酐。
化学性质很稳定。
不溶于水也不跟水反应,不跟一般的酸起作用。
能与氟化氢气体或氢氟酸反应生成四氟化硅气体。
二氧化硅反应摘要:1.引言2.二氧化硅的性质和应用3.二氧化硅的制备方法4.二氧化硅的反应原理5.二氧化硅的重要反应6.我国二氧化硅产业的发展7.结论正文:1.引言二氧化硅(SiO2)是一种常见的无机化合物,具有很高的化学稳定性和热稳定性,被广泛应用于各个领域。
本文将详细介绍二氧化硅的性质、制备方法以及重要反应,并探讨我国二氧化硅产业的发展情况。
2.二氧化硅的性质和应用二氧化硅是一种无色、无味、无毒的物质,其化学式为SiO2。
它具有良好的光学、电学、热学性能,以及高强度、高硬度、高耐磨性等优点。
二氧化硅广泛应用于陶瓷、玻璃、电子、建筑、化工等行业。
3.二氧化硅的制备方法二氧化硅可以通过以下几种方法制备:硅酸盐法、石英砂提纯法、硅气相沉积法、硅烷法等。
这些方法各有优缺点,应根据实际需求选择合适的制备方法。
4.二氧化硅的反应原理二氧化硅在化学反应中表现出较强的惰性,但在高温、高压或特定条件下,它仍会发生一些重要反应。
例如,二氧化硅可以与碳在高温下反应生成硅和一氧化碳;在氯气的作用下,二氧化硅可以发生氯化反应等。
5.二氧化硅的重要反应除了上述反应外,二氧化硅还可以与其他物质发生反应,如与氢氟酸反应生成四氟化硅和水,与碱金属氧化物反应生成硅酸盐等。
这些反应在陶瓷、玻璃、化工等行业具有重要的应用价值。
6.我国二氧化硅产业的发展近年来,随着我国经济的快速发展,二氧化硅产业取得了显著成果。
我国已成为全球最大的二氧化硅生产和消费国。
在政策扶持和市场需求的推动下,我国二氧化硅产业将继续保持稳定增长。
7.结论二氧化硅作为一种重要的无机化合物,具有广泛的应用前景。
化学等级二氧化硅
二氧化硅,化学式为SiO2,是一种重要的化合物,在自然界中
广泛存在。
它是石英、翡翠、玻璃等许多矿物的主要成分。
此外,它还被广泛应用于材料科学、电子工业、建筑领域等领域。
化学等级是根据化学纯度和物理性质来区分的。
在化学等级中,二氧化硅按纯度分为多种等级,如EP级、USP级、CP级等,各自具
有不同的纯度要求和物理性质。
EP级的二氧化硅通常要求纯度高达98.0%以上,且不含其他杂质,物理性质稳定。
它被广泛应用于药品和医疗器械的制造中,用作药物的填充剂和助剂。
USP级的二氧化硅要求更高,纯度要求达到99.5%以上,并且不
含重金属和其他杂质。
它被广泛应用于制造药品、化妆品和食品中,用作稳定剂和防结剂。
CP级的二氧化硅是一种工业级别的产品,纯度要求相对较低,
一般为98.0%~99.0%之间。
它主要用于建筑材料、电子工业、橡胶工业等领域。
在不同领域中,不同等级的二氧化硅都有着广泛的应用。
在材料科学领域,高纯度的二氧化硅被用作制备纳米材料和光学材料的原料;在建筑领域,工业级别的二氧化硅被用作混凝土和水泥的添加剂,改善材料的性能。
总之,化学等级二氧化硅在各个领域中都有其独特的应用价值,其化学纯度和物理性质的不同,决定了它们在不同领域中的应用。
生产过程大致可分为五个步骤:a、提纯过程b、拉棒过程c、切片过程d、制电池过程e、封装过程。
P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结。
当光线照射太阳能电池表面时,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了越迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。
这个过程的实质是:光子能量转换成电能的过程。
一种单晶硅太阳能电池的制造方法,包含:将氢离子或稀有气体离子中的至少一种注入单晶硅基板的工序;以该离子注入面作为贴合面,经由透明导电性粘结剂,粘结该单晶硅基板与该透明绝缘性基板的工序;固化该透明导电性粘结剂成为透明导电性膜,并贴合该单晶硅基板与该透明绝缘性基板的工序;对该离子注入层施予冲击,机械性剥离该单晶硅基板,来形成单晶硅层的工序;以及在该单晶硅层形成pn结的工序。
由此提供一种单晶硅太阳能电池,于硅太阳能电池中,为了有效活用其原料(硅)而将光变换层制成薄膜,且变换特性优异,并且因光照射产生的劣化少,所以可使用作为住宅等的采光窗材料的透视型太阳能电池。
一、硅片检测
硅片是太阳能电池片的载体,硅片质量的好坏直接决定了太阳能电池片转换效率的高低,因此需要对来料硅片进行检测。
该工序主要用来对硅片的一些技术参数进行在线测量,这些参数主要包括硅片表面不平整度、少子寿命、电阻率、P/N 型和微裂纹等。
该组设备分自动上下料、硅片传输、系统整合部分和四个检测模块。
其中,光伏硅片检测仪对硅片表面不平整度进行检测,同时检测硅片的尺寸和对角线等外观参数;微裂纹检测模块用来检测硅片的内部微裂纹;另外还有两个检测模组,其中一个在线测试[url=]模组[/url]主要测试硅片体电阻率和硅片类型,另一个模块用于检测硅片的少子寿命。
在进行少子寿命和电阻率检测之前,需要先对硅片的对角线、微裂纹进行检测,并自动剔除破损硅片。
硅片检测设备能够自动装片和卸片,并且能够将不合格品放到固定位置,从而提高检测精度和效率。
二、表面制绒
单晶硅绒面的制备是利用硅的各向异性腐蚀,在每平方厘米硅表面形成几百万个四面方锥体也即金字塔结构。
由于入射光在表面的多次反射和折射,增加了光的吸收,提高了电池的短路电流和转换效率。
硅的各向异性腐蚀液通常用热的碱性溶液,可用的碱有氢氧化钠,氢氧化钾、氢氧化锂和乙二胺等。
大多使用廉价的浓度约为1%的氢氧化钠稀溶液来制备绒面硅,腐蚀温度为70-85℃。
为了获得均匀的绒面,还应在溶液中酌量添加醇类如乙醇和异丙醇等作为络合剂,以加快硅的腐蚀。
制备绒面前,硅片须先进行初步表面腐蚀,用碱性或酸性腐蚀液蚀去约20~25μm,在腐蚀绒面后,进行一般的化学清洗。
经过表面准备的硅片都不宜在水中久存,以防沾污,应尽快扩散制结。
三、扩散制结
太阳能电池需要一个大面积的PN结以实现光能到电能的转换,而扩散炉即为制造太阳能电池PN结的专用设备。
管式扩散炉主要由石英舟的上下载部分、废气室、炉体部分和气柜部分等四大部分组成。
扩散一般用三氯氧磷液态源作为扩散源。
把P型硅片放在管式扩散炉的石英容器内,在850---900摄氏度高温下使用氮气将三氯氧磷带入石英容器,通过三氯氧磷和硅片进行反应,得到磷原子。
经过一定时间,磷原子从四周进入硅片的表面层,并且通过硅原子之间的空隙向硅片内部渗透扩散,形成了N型半导体和P型半导体的交界面,也就是PN结。
这种方法制出的PN结均匀性好,方块电阻的不均匀性小于百分之十,少子寿命可大于10ms。
制造PN结是太阳电池生产最基本也是最关键的工序。
因为正是PN 结的形成,才使电子和空穴在流动后不再回到原处,这样就形成了电流,用导线将电流引出,就是直流电。
四、去磷硅玻璃
该工艺用于太阳能电池片生产制造过程中,通过化学腐蚀法也即把硅片放在氢氟酸溶液中浸泡,使其产生化学反应生成可溶性的络和物六氟硅酸,以去除扩散制结后在硅片表面形成的一层磷硅玻璃。
在扩散过程中,POCL3与O2反应生成P2O5淀积在硅片表面。
P2O5与Si反应又生成SiO2和磷原子,这样就在硅片表面形成一层含有磷元素的SiO2,称之为磷硅玻璃。
去磷硅玻璃的设备一般由本体、清洗槽、伺服驱动系统、机械臂、电气控制系统和自动配酸系统等部分组成,主要动力源有氢氟酸、氮气、压缩空气、纯水,热排风和废水。
氢氟酸能够溶解二氧化硅是因为氢氟酸与二氧化硅反应生成易挥发的四氟化硅气体。
若氢氟酸过量,反应生成的四氟化硅会进一步与氢氟酸反应生成可溶性的络和物六氟硅酸。
五、等离子刻蚀
由于在扩散过程中,即使采用背靠背扩散,硅片的所有表面包括边缘都将不可避免地扩散上磷。
PN结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到PN结的背面,而造成短路。
因此,必须对太阳能电池周边的掺杂硅进行刻蚀,以去除电池边缘的PN结。
通常采用等离子刻蚀技术完成这一工艺。
等离子刻蚀是在低压状态下,反应气体CF4的母体分子在射频功率的激发下,产生电离并形成等离子体。
等离子体是由带电的电子和离子组成,反应腔体中的气体在电子的撞击下,除了转变成离子外,还能吸收能量并形成大量的活性基团。
活性反应基团由于扩散或者在电场作用下到达SiO2表面,在那里与被刻蚀材料表面发生化学反应,并形成挥发性的反应生成物脱离被刻蚀物质表面,被真空系统抽出腔体。
六、镀减反射膜
抛光硅表面的反射率为35%,为了减少表面反射,提高电池的转换效率,需要沉积一层氮化硅减反射膜。
现在工业生产中常采用PECVD设备制备减反射膜。
PECVD即等离子增强型化学气相沉积。
它的技术原理是利用低温等离子体作能量源,样品置于低气压下辉光放电的阴极上,利用辉光放电使样品升温到预定的温度,然后通入适量的反应气体SiH4和NH3,气体经一系列化学反应和等离子体反应,在样品表面形成固态薄膜即氮化硅薄膜。
一般情况下,使用这种等离子增强型化学气相沉积的方法沉积的薄膜厚度在70nm左右。
这样厚度的薄膜具有光学的功能性。
利用薄膜干涉原理,可以使光的反射大为减少,电池的短路电流和输出就有很大增加,效率也有相当的提高。
七、丝网印刷
太阳电池经过制绒、扩散及PECVD等工序后,已经制成PN结,可以在光照下产生电流,为了将产生的电流导出,需要在电池表面上制作正、负两个电极。
制造电极的方法很多,而丝网印刷是目前制作太阳电池电极最普遍的一种生产工艺。
丝网印刷是采用压印的方式将预定的图形印刷在基板上,该设备由电池背面银铝浆印刷、电池背面铝浆印刷和电池正面银浆印刷三部分组成。
其工作原理为:利用丝网图形部分网孔透过浆料,用刮刀在丝网的浆料部位施加一定压力,同时朝丝网另一端移动。
油墨在移动中被刮刀从图形部分的网孔中挤压到基片上。
由于浆料的粘性作用使印迹固着在一定范围内,印刷中刮板始终与丝网印版和基片呈线性接触,接触线随刮刀移动而移动,从而完成印刷行程
八、快速烧结
经过丝网印刷后的硅片,不能直接使用,需经烧结炉快速烧结,将有机树脂粘合剂燃烧掉,剩下几乎纯粹的、由于玻璃质作用而密合在硅片上的银电极。
当银电极和晶体硅在温度达到共晶温度时,晶体硅原子以一定的比例融入到熔融的银电极材料中去,从而形成上下电极的欧姆接触,提高电池片的开路电压和填充因子两个关键参数,使其具有电阻特性,以提高电池片的转换效率。
烧结炉分为预烧结、烧结、降温冷却三个阶段。
预烧结阶段目的是使浆料中的高分子粘合剂分解、燃烧掉,此阶段温度慢慢上升;烧结阶段中烧结体内完成各种物理化学反应,形成电阻膜结构,使其真正具有电阻特性,该阶段温度达到峰值;降温冷却阶段,玻璃冷却硬化并凝固,使电阻膜结构固定地粘附于基片上
单晶硅太阳能电池是当前开发得最快的一种太阳能电池,它的构造和生产工艺已定型,产品已广泛用于空间和地面。
这种太阳能电池以高纯的单晶硅棒为原料。
为了降低生产成本,现在地面应
用的太阳能电池等采用太阳能级的单晶硅棒,材料性能指标有所放宽。
有的也可使用半导体器件
加工的头尾料和废次单晶硅材料,经过复拉制成太阳能电池专用的单晶硅棒。
将单晶硅棒切成片,一般片厚约0.3毫米。
硅片经过抛磨、清洗等工序,制成待加工的原料硅片。
加工太阳能电池片,首先要在硅片上掺杂和扩散,一般掺杂物为微量的硼、磷、锑等。
扩
散是在石英管制成的高温扩散炉中进行。
这样就硅片上形成P>N结。
然后采用丝网印刷法,精
配好的银浆印在硅片上做成栅线,经过烧结,同时制成背电极,并在有栅线的面涂覆减反射源,
以防大量的光子被光滑的硅片表面反射掉。
因此,单晶硅太阳能电池的单体片就制成了。
单体片
经过抽查检验,即可按所需要的规格组装成太阳能电池组件(太阳能电池板),用串联和并联的
方法构成一定的输出电压和电流。
最后用框架和材料进行封装。
用户根据系统设计,可将太阳能
电池组件组成各种大小不同的太阳能电池方阵,亦称太阳能电池阵列。
目前单晶硅太阳能电池的
光电转换效率为15%左右,实验室成果也有20%以上的。