材料硅论文(硅材料技术发展现状及展望)
1. 硅材料技术发展现状及展望
硅材料是一种产量最大、应用最广的半导体材料,主要以功率器件、微波器件为应用和发展方向,一般用在各类半导体器件上的应用。
2. 硅材料发展历史
1、硅是最常见的半导体材料之一，被广泛运用于二极管、三极管、晶闸管、场效应管和各种集成电路。高纯度金属硅还是生产光纤的主要原料。
2、硅也是重要的金属陶瓷和宇宙航行材料。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，可应用于军事武器的制造。在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，提高变压器和电机的性能。
3. 硅材料的发展历程
从SiO2中提炼硅，工业上简单的流程如下：1、在高温下和碳混合加热，此时得到的Si是粗硅，其中含有杂质碳等SiO2 + 2C==高温==Si + 2CO(气体)2、粗硅转变为纯硅，和氯气混合加热。Si + 2Cl2 ==△== SiCl4然后在高温下通入氢气SiCl4 + 2H2== 高温==4HCl+Si此时得到较为纯净的硅。
4. 硅材料技术发展现状及展望论文
老师让我们写一片关于纳米的小论文，我除了知道这是一种高科技，也在新闻中听说什么用纳米材料制作，工业园区也有一些专门研发的企业，但具体是什么真是说不上来，于是只能上网查找。
纳米是长度单位，原称毫微米。如同厘米、分米和米一样，是长度的度量单位。相当于4倍原子大小，比单个细菌的长度还要小。举个例子来说，假设一根头发的直径是0.05毫米，把它径向平均剖成5万根，每根的厚度大约就是一纳米。
以纳米技术制造的电子器件，其性能大大优于传统的电子器件： . 工作速度快，纳米电子器件的工作速度是硅器件的1000倍。功耗低，纳米电子器件的功耗仅为硅器件的1/1000。信息存储量大，在一张不足巴掌大的5英寸光盘上，至少可以存储30个北京图书馆的全部藏书。体积小、重量轻，可使各类电子产品体积和重量大为减小。纳米材料“脾气怪” 纳米金属颗粒易燃易爆 几个纳米的金属铜颗，一遇到空气就会产生激烈的燃烧，发生爆炸。因此，纳米金属颗粒的粉体可用来做成烈性炸药，做成火箭的固体燃料可产生更大的推力。
纳米金属块体耐压耐拉 ，强度比一般金属高十几倍，又可拉伸几十倍。用来制造飞机、汽车、轮船，重量可减小到原来的十分之一。
纳米卫星将飞向天空 在纳米尺寸的世界中按照人们的意愿，自由地剪裁、构筑材料，这一技术被称为纳米加工技术。纳米加工技术可以使不同材质的材料集成在一起，它既具有芯片的功能，又可探测到电磁波，同时还能完成电脑的指令，可以使卫星的重量、体积大大减小，发射更容易，成本也更便宜。
纳米技术的发展带动了与纳米相关的很多新兴学科。原来纳米有这么大的作用，真是太神奇了。
5. 硅材料前景分析
硅产业是我国有色金属行业的重要组成部分，近年来一直受到国内外广泛关注。工业硅作为硅铝及硅基合金、有机硅、多晶硅的基础原材料，其下游应用已经渗透到国防军工、信息产业、新能源等相关行业中，在我国经济社会发展中具有特殊的地位，是新能源、新材料产业发展不可或缺的重要材料，展现了广阔的应用前景。
工业硅行业的上游为化工原料制造业，主要包括硅块、热电、还原剂、石油焦等，行业下游主要为电子器件、日化产品、光伏、半导体、汽车制造、房地产等。
6. 硅材料技术发展现状及展望分析
硅有两种同素异性体：无定形硅和晶体硅。无定形硅是棕色粉末。晶体硅是纯灰色、不透明而有光泽的等轴八面晶体。它有如石墨的导电性。熔点为1410℃，沸点为2355℃。
无定形硅的化学性质比晶体硅活泼得多。它在通常条件下就能和氟作用，生成四氟化硅（SiF4无色气体，有窒息性气味）；在400～600℃时，能和氧、氯、溴、硫等非金属反应；高温时，也能和氮生成氮化硅（Si3N4），和碳生成碳化硅（SiC，俗称金刚砂，熔点高，硬度大，工业上用作耐火材料和磨料），和某些金属（如锂、镁、铁、钴等）生成硅化物（其中锂、镁形成离子型硅化物，铁、钴等则形成金属型硅化物，具有类似合金的结构）。
硅除能溶于硝酸和氢氟酸的混合酸外，和其余的酸（包括王水、氢氟酸在内）均无作用。但它能溶在强碱溶液中，生成硅酸盐，并放出氢气：
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
硅主要用于钢铁工业。它能使碳在液态铁内的溶解度降低，在制造球墨铸铁时用作墨化剂；在炼钢时用作去氧剂，以还原在冶炼过程中所形成的氧化铁。硅与铁的合金称为硅钢。含硅4％的铁具有很大的导磁性，用于制造变压器；含硅达15％以上的铁有突出的耐酸性能，是极好的耐酸材料。超纯硅是一种良好的半导体材料，用途日益广泛。
单质硅由于制取方法和条件的不同，有的呈晶态，有的是无定形的。比较纯净的晶体硅是用铝热法还原氟硅酸钾K2SiF6而制得的。
3K2SiF6+4Al3Si+2K[AlF4]+2K2[AlF5]
在工业上晶体硅是用碳在电炉内还原硅石来制备的。
无定形硅是用白砂子与镁粉混合，经过煅烧而制得的。
SiO2+2Mg2MgO+Si
用这种方法制得的硅，它的化学活泼性要比前两法所制得的高得多。
前有机硅产品繁多，品种牌号多达万种，常用的就有4000余种，大致可分为原料、中间体、产品及制品三大类,用途如下：
由于有机硅具有优异的性能，因此它的应用范围非常广泛。它不仅作为航空、尖端技术、军事技术部门的特种材料使用，而且也用于国民经济各部门，其应用范围已扩大到：建筑、电子电气、纺织、汽车、机械、皮革造纸、化工轻工、金属和油漆、医药医疗等等。
硅油及其衍生物的主要应用为：脱膜剂、减震油、介电油、液压油、热传递油、扩散泵油、消泡剂、润滑剂、疏水剂、油漆添加剂、抛光剂、化妆品和日常生活用品添加剂、
7. 硅材料的发展现状
硅是元素半导体。电活性杂质磷和硼在合格半导体和多晶硅中应分别低于0.4ppb和0.1ppb。
拉制单晶时要掺入一定量的电活性杂质，以获得所要求的导电类型和电阻率。
重金属铜、金、铁等和非金属碳都是极有害的杂质，它们的存在会使PN结性能变坏。
硅中碳含量较高，低于1ppm者可认为是低碳单晶。碳含量超过3ppm时其有害作用已较显著。硅中氧含量甚高。氧的存在有益也有害。直拉硅单晶氧含量在5～40ppm范围内；区熔硅单晶氧含量可低于1ppm。
8. 硅材料的发展趋势
晶体硅材料是最主要的光伏材料，性质为带有金属光泽的灰黑色固体、熔点高（1410）、硬度大、有脆性、常温下化学性质不活泼。其市场占有率在 90%以上，而且在今后相当长的一段时期也依然是太阳能电池的主流材料。
单晶硅具有准金属的物理性质，有较弱的导电性，其电导率随温度的升高而增加，有显著的半导电性。超纯的单晶硅是本征半导体。在超纯单晶硅中掺入微量的ⅢA族元素，如硼可提高其导电的程度，而形成p型硅半导体；如掺入微量的ⅤA族元素，如磷或砷也可提高导电程度，形成n型硅半导体。
9. 硅材料发展前景
颗粒硅应用非常广范，发展前景十分看好
10. 硅材料的发展方向
无论是光伏还是半导体，原料都离不开硅。地球上存在的硅是极为常见的一种元素，广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中，不过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存在。硅在宇宙中的储量排在第八位，在地壳中它是第二丰富的元素，构成地壳总质量的26.4%，仅次于第一位的氧（49.4%），因此硅元素的取得并不难。
工业硅又称金属硅，是由硅石和碳质还原剂在矿热炉内冶炼成的产品，是制作多晶硅的原料。我国的工业硅在产能与产量方面都是全球第一，世界占比逾50%，且继续呈上升趋势。2016年我国的工业硅产能达到460万吨，产能连续扩张，然而2016年产量仅为210万吨，产能利用率低。此外，我国的工业硅生产集中程度不高，前10家工业硅企业产量只占到全国产量的34%左右。
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