物理法提纯硅

膨胀系数低，铸造性能和抗磨性能好，用其 铸造的合金铸件具有很高的抗击冲击能力 和很好的高压致密性，可大大提高使用寿 命，常用其生产航天飞行器和汽车零部件。 硅铜合金具有良好的焊接性能，且在受 到冲击时不易产生火花，具有防爆功能， 可用于制作储罐。 钢中加入硅制成硅钢片，能大大改善钢 的导磁性，降低磁滞和涡流损失，可用其 制造变压器和电机的铁芯，提高变压器 和

四、性能优异的硅有机化合物。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，因此永远洁白、清新。 有机硅化合物，是指含有Si-O键、且至 少有一个有机基是直接与硅原子相连的化 合物，习惯上也常把那些通过氧、硫、氮 等使有机基与硅原子相连接的化合物也当 作有机硅化合物。其中，以硅氧键（-Si-0Si-）为骨架组成的聚硅氧烷，是有机硅 化


二制造高纯半导体 现代化大型集成电路几乎都是用高纯度金 属硅制成的，而且高纯度金属硅还是生产 光纤的主要原料，可以说金属硅已成为信 息时代的基础支柱产业。 （3）配制合金 硅铝合金是用量最大的硅合金。硅铝合金 是一种强复合脱氧剂，在炼钢过程中代替 纯铝可提高脱氧剂利用率，并可净化钢液， 提高钢材质量。硅铝合金密度小， 热
三、真空熔炼提纯法
真空熔炼提纯法是利用在高真空的熔 融状态下，主体物质与杂之间存在蒸汽压 差，各种杂质与主物质将重新实现气-液平 衡，从而去除高蒸汽压的杂质，达到提纯 除杂的目的。
杂质与主体物质实现气-液平衡取决于熔炼 时间，而熔炼时间有杂质熔体向界面扩散、 杂质由熔体表面蒸发、容器内杂质向熔体 反扩散三个因素决定。一半时间越长越好， 但此时主体物质的损失也将越大。
合物中为数最多，研究最深、应用最广的一 类，约占总用量的90%以上。 由于有机硅独特的结构，兼备了无机 材料与有机材料的性能，具有表面张力低、 粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等 基本性质，并具有耐高低温、电气绝缘、 耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐 腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性， 广泛应用于航空航天、电子电气、建筑、 运输、化工、纺织 、食品、轻工 、 医

四、真空蒸馏提纯法
真空蒸馏提纯法是利用主体物质和杂质 间饱和蒸气压和挥发速度的差别，在挥发 和冷凝过程中将杂质除去，达到提纯的目 的。
在真空蒸馏提纯法中，蒸发温度和冷凝 温度是对提纯效果影响最大的两个因素。
目前太阳能电池主要包括晶体硅电池和 薄膜电池两种，它们各自的特点决定了它 们在不同应用中拥有不可替代的地位。但 是，专家认为，未来10年晶体硅太阳能电 池所占份额尽管会因薄膜太阳能电池的发 展等原因而下降，但其主导地位仍不会根
本改变；而薄膜电池如果能够解决转换效率 不高、制备薄膜电池所用设备价格昂贵等 问题，会有巨大的发展空间。晶体硅太阳 能电池依然是主力 。 自从洛阳中硅高科技有限公司自主研发 的多晶硅技术成功实现产业化后，多晶硅 已成为全国的投资热点，规模迅速扩大， 促使国外多晶硅生产的单项技术和设备也 开始优惠进入中国，技术和装备水平不断 提高，多晶硅产量迅速扩大，2006年全国 多晶硅产量仅387吨，2007年达到1130吨， 2008年将超过4000吨，2010年将超过1万吨。
物理法提纯硅
SiO2
硅质材料的广阔用途

一、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。
区域熔炼提纯法的工艺原理：

区域熔炼的典型方法是将被提纯的材料制 成长度为0.5～3m（或更长些）的细棒，通 过高频感应加热,使一小段固体熔融成液态， 熔融区液相温度仅比固体材料的熔点高几 度，稍加冷却就会析出固相。熔融区沿轴 向缓慢移动（每小时几至十几厘米）。杂 质的存在一般会降低纯物质的熔点，所以 熔融区内含有杂质的部分较难凝固，而纯 度较高的部分较易凝固，因而析出固 相

三、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。
物理法提纯硅的方法
一、区域熔炼提纯法 二、偏析提纯法 三、真空熔炼提纯法 四、真空蒸馏提纯法



一、区域熔炼提纯法

指根据液体混合物在冷凝结晶过程中组分 重新分布的原理，通过多次熔融和凝固， 制备高纯度的（可达99.999％）金属、半导 体材料和有机化合物的一种提纯方法，属 于热质传递过程。 此法是由W.G.范在1952年提出的，最 初应用于高纯度锗的生产。

疗等行业，其中有机硅主要应用于密封、 粘合、润滑、涂层、表面活性、脱模、消 泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等。随 着有机硅数量和品种的持续增长，应用领 域不断拓宽，形成化工新材料界独树一帜 的重要产品体系，许多品种是其他化学品 无法替代而又必不可少的。

硅是一种IVA主族元素,属半金属性质， 所以提纯硅物理法与金属的提纯法大 体相同。
二、偏析提纯法

偏析提纯法是利用物质熔体在凝固过程中， 杂质含量最低的部分最先凝固，杂质含量 高的部分后凝固的这种偏析现象，从而达 到去除杂质提纯物质的目的。
偏析提纯法包括分步结晶法和单向 凝固法。
分步结晶法的提纯效率较高。
单向凝固法所采用的设备简单，操作也 不复杂。 但偏析提纯法的精度不够，一般适用于 粗提纯。
和电机的性能 。 随着科学技术的发展，金属硅的应用 领域必将进一步扩大。
的纯度高于液相。随着熔融区向前移动， 杂质也随着移动，最后富集于棒的一端， 予以切除。一次区域熔炼往往不能满足所 要求的纯度，通常须经多次重复操作，或 在一次操作中沿细棒的长度依次形成几个 熔融区。
区域熔炼提纯法的优点：
区域熔炼设备简单，产品纯度高，操 作可以自动化 。

区域熔炼提纯法的缺点：
生产效率较低。 如今，区域熔炼提纯法已被广泛应用于 制备铝、镓、锑、铜、铁、银等高纯金属 材料制备。

二、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。


硅的用途前景广阔Hale Waihona Puke Baidu
一、生产硅橡胶、硅树脂、硅油等有机硅 硅橡胶弹性好，耐高温，用于制作医疗用 品、耐高温垫圈等。 硅树脂用于生产绝缘漆、高温涂料等。 硅油是一种油状物，其粘度受温度的影响 很小，用于生产高级润滑剂、上光剂、流 体弹簧、介电液体等，还可加工成无色透 明的液体，作为高级防水剂喷涂在建筑物 表面。