硅的用途

有机硅产品的基本结构单元是由硅－氧链节构成的，侧链则通过硅原子与其他各种有机基团相连。因此，在有
机硅产品的结构中既含有" 有机基团"，又含有"无机结构"，这种特殊的组成和分子结构使它集有机物的特性与无机
物的功能于一身。与其他高分子材料相比，有机硅产品的最突出性能是：
耐温特性

有机硅产品是以硅－氧（Si－O）键为主链结构的，C－C键的键能为82.6千卡/克分子，Si－O键的键能在有机
SiC叫碳化硅，又叫金刚砂。它具有类似金刚石的结构，硬度极大， 而且分解温度又很高，所以在工业上大量用作磨料。

氮化硅陶瓷的强度和硬度很高，抗热震性和耐化学腐蚀性好，
摩擦系数小且有自润性，是一种优越的耐磨材料。用氮化硅陶瓷制成
的机械密封圈，经过几百到几千小时的运转后，磨损较小，寿命较原
用材料提高几倍到十几倍。
上的观察窗。通过它去观察物体，不会发生变形，因为它的光学均匀 性也很好。
如果在普通的钠铝硼硅酸盐玻璃中加入少量卤化银做感
光剂，微量铜做增感剂，用玻璃常规工艺熔化，退火再经 适当处理，就能制成卤化银光色玻璃。它会因光的强度不 同而改变颜色，在强光防护、显示装置、光信息存储、交 通工具上的挡风玻璃等方面，都有重要用途。

以碳化硅陶瓷为基板的碳化硅远红外辐射板，被加热到一定温
度后，能辐射出2—15微米以上的长波红外线，它对有机物，高分子
物质以及对远红外线有强烈吸收峰的含水物质等，有很高的干燥效率。
目前，这种碳化硅远红外辐射板巳用于自行车、缝纫机、家俱；木材，
皮革，纺织，食品及粮食作物的干燥。

①有机硅的性能
基本介绍
硅中为 121千卡/克分子，所以有机硅产品的热稳定性高，高温下（或辐射照射）分子的化学键不断裂、不分解。有
机硅不但可耐高温，而且也耐低温，可在一个很宽的温度范围内使用。无论是化学性能还是物理机械性能，随温度
的变化都很小。
耐候性

有机硅产品的主链为－Si－O－，无双键存在，因此不易被紫外光和臭氧所分解。有机硅具有比其他高分子材
料更好的热稳定性以及耐辐照和耐候能力。有机硅中自然环境下的使用寿命可达几十年。
电气绝缘性能

有机硅产品都具有良好的电绝缘性能，其介电损耗、耐电压、耐电弧、耐电晕、体积电阻系数和表面电阻系数
某些钠硼硅酸盐玻璃(含氧化钠、氧化硼和氧化硅)经过热处理，原子 重新组合，就分为互不熔混的两部分。一部分主要含氧化硅，另一部 分主要含氧化钠和氧化硼。如果再用酸处理，那么二氧化硅将不受酸 的影响而留下来，而氧化钠和氧化硼则溶于酸中，剩下众多的空洞 一—微孔，于是就制成了用途广泛的微孔玻璃③。 将微孔玻璃烘干， 烧结，就得到高硅氧透明玻璃。它耐高温，热稳定性好，透紫外线能 力强，可在多方面代替石英玻璃，适宜做高温观察窗， 比如宇宙飞船
②金属陶瓷、宇宙航行的重要材料。将陶瓷和金属混合烧结，制成金属 陶瓷复合材料，它耐高温，富韧性，可以切割，既继承了金属和陶瓷的各自 的优点，又弥补了两者的先天缺陷。 可应用于军事武器的制造。第一架航天 飞机“哥伦比亚号”能抵挡住高速穿行稠密大气时摩擦产生的高温，全靠它
那三万一千块硅瓦拼砌成的外壳。
③光导纤维通信，最新的现代通信手段。用纯二氧化硅可以拉制出高透 明度的玻璃纤维。激光可在玻璃纤维的通路里，发生无数次全反射而向前传 输，代替了笨重的电缆。光纤通信容量高，一根头发丝那么细的玻璃纤维， 可以同时传输256路电话；而且它还不受电、磁的干扰，不怕窃听，具有高
度的保密性。光纤通信将会使21世纪人类的生活发生革命性巨变。
④性能优异的硅有机化合物①。例如有机硅塑料是极好的防水涂布材料。 在地下铁道四壁喷涂有机硅，可以一劳永逸地解决渗水问题。在古文物、雕 塑的外表，涂一层薄薄的有机硅塑料，可以防止青苔滋生，抵挡风吹雨淋和 风化。天安门广场上的人民英雄纪念碑，便是经过有机硅塑料处理表面的，
天然橡胶和合成橡胶的使用温度，一般都在150oC以下， 否则就会老化变质。20世纪40年代发展起来的硅橡胶②， 是以硅一氧一硅为主链的半无机高分子弹性体，兼有无机
材料和有机材料的某些特点，使用温度范围宽广。硅橡胶 具有优异的耐臭氧、耐碱、生理惰性(对人机体没有不良 影响，可做为某些脏器的修复材料，如人工关节)和电气 性能。某些特殊结构的硅橡胶，更具有优良的耐油、耐溶
因此永远洁白、清新。
Biblioteka Baidu
硅是比锗更经得起当今器件工艺发展考验的半导体材料。在1966年 已经生产40000千克半导体级硅(单晶超纯硅，杂质含量小于1／109)， 从而制造出40亿个元件。到1966年，用于这方面的硅已超过锗的用 量。由硅晶体管和其他元件组成的集成电路，集成度越来越高，规模 越来越大，而元件则愈做愈小。一个直径为75毫米的硅片，可集成几 万至几十万甚至几百万个元件，形成了微电子学，从而出现了微型计 算机、微处理机等。

在铝衬底上，生长—层10—25微米厚的多晶硅薄膜，就是一种
便宜而轻巧的太阳能电池材料，适于在太空和地面上使用。

硅是同位素电池中换能器的主要材料。换能器是将同位素热源
发出的热能转变为电能的装置。硅-锗合金做的换能器，其工作温度
可达1000oC，机械性能和抗氧化性能很好，高温下不易蒸发和中毒，
无论在真空还是空气中都能工作。
硅的用途
①高纯的单晶硅是重要的半导体材料。在单晶硅中掺入微量的第IIIA族元 素，形成p型硅半导体；掺入微量的第VA族元素，形成n型和p型半导体结合 在一起，就可做成太阳能电池，将辐射能转变为电能。在开发能源方面是一 种很有前途的材料。另外广泛应用的二极管、三极管、晶闸管和各种集成电
路（包括我们计算机内的芯片和CPU)都是用硅做的原材料。
剂、耐辐射等特性，因此硅橡胶已广泛用于航空、宇宙航 行技术、电气及电子工业部门。 用110—2甲基乙烯基硅 橡胶做生胶原料，乙炔炭黑做填料可制成导电橡胶，是电 子表中连接集成电路与液晶屏的理想导电材料。
在搪瓷器皿制造业中，加进硅溶胶以后，可降低膨胀系数，以改进对 四氟乙烯的粘合性，在玻璃及玻璃陶瓷中亦有同样效果。若在玻璃中 掺入25—30％的硅溶胶，可制得优质的硅硼酸玻璃。