Презентация на тему "Кремний"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Кремний

  Лекция

• 
  Слайд 2
  

  Содержание кремния в земной коре составляет по разным данным 27,6—29,5 % по массе. 12% земной коры – кремнезем, 75% - силикаты и алюмосиликаты. Находится в связанном состоянии. Сильный восстановитель. С кислотами взаимодействует при температуре выше 500 °С с образованием SiO2 и выделением большого количества тепла. Не растворим в кислотах, в растворах щелочей. Хрупок. Плотность (при н. у.) 2,33 г/см³ Температура плавления 1688 K Основные минералы и горные породы, образуемые диоксидом кремния — это песок (речной и кварцевый), кварц и кварциты, кремень, полевые шпаты.

• 
  Слайд 3

  В зависимости от предназначения различают:

  1. Кремний электронного качества(т. н. «электронный кремний») — наиболее качественный кремний с содержанием кремния свыше 99,999 % по весу 2. Кремний солнечного качества(т. н. «солнечный кремний») — кремний с содержанием кремния свыше 99,99 % по весу 3. Технический кремний— полученный методом карботермического восстановления из чистого кварцевого песка; содержит 98 % кремния, основная примесь — углерод. В промышленности кремний технической чистоты получают, восстанавливая расплав SiO2 коксом при температуре около 1800 °C в рудотермических печах шахтного типа.

• 
  Слайд 4

  Получение

  Поликристаллический кремний («поликремний») — наиболее чистая форма промышленно производимого кремния — полуфабрикат, получаемый очисткой технического кремния хлоридными и фторидными методами и используемый для производства моно- и мультикристаллического кремния. Стадии получения поликремния в Сименс-процессе (синтез трихлорсилана методом низкотемпературного каталитического гидрирования четыреххлористого кремния): 3SiCl4 + 2H2 +Siмет ↔ 4SiHCl3 2SiHCl3 ↔ SiH2Cl2 + SiCl4 2SiH2Cl2 ↔ SiH3Cl + SiHCl3 2SiH3Cl ↔ SiH4 + SiH2Cl2 SiH4 ↔ Si + 2H2

• 
  Слайд 5

  В зависимости от способа перекристаллизации различают:

  1. кремний монокристаллический 2. кремний монокристаллический бестигельный (только электронного качества) 3. мультикремний (только солнечного качества) 4. профилированные кремниевые кристаллы поликристаллической структуры 5. кремниевый скрап 6. umg-скрап - металлургический очищенный технический кремний 7. Pot-скрап — осколки, обрезки и другие отходы

• 
  Слайд 6

  Получение

  Кристаллический кремний — это основная форма, в которой используется кремний при производстве фотоэлектрических преобразователей и твердотельных электронных приборов. Кристаллический кремний производится путём перекристаллизации поликристаллического кремния (например, методом Чохральского).

• 
  Слайд 7

  Применение

  Технический кремний находит следующие применения: сырьё для металлургических производств: компонент сплава (бронзы, силумин); раскислитель (при выплавке чугуна); сырьё для производства более чистого поликристаллического кремния и очищенного металлургического кремния (в литературе «umg-Si»); сырьё для производства кремнийорганических материалов, силанов; Силумин — сплав алюминия с кремнием (4-22 % Si, основа — Al)

• 
  Слайд 8
  

  Сверхчистый кремний преимущественно используется для производства одиночных электронных приборов и однокристальных микросхем. Чистый кремний, отходы сверхчистого кремния, очищенный металлургический кремний в виде кристаллического кремния являются основным сырьевым материалом для солнечной энергетики. Монокристаллический кремний — помимо электроники и солнечной энергетики используется для изготовления зеркал газовых лазеров.

• 
  Слайд 9

  Thin Film Transistor

  ЖК-матрицы бывают пассивные и активные. Отличительной особенностью любой активной матрицы является наличие активных элементов – тонкопленочных транзисторов (TFT), которые управляют яркостью пикселей. Транзисторы сформированы на прозрачной пленке и выполнены либо из аморфного кремния (a-Si), либо из поликристаллического (p-Si). Поликристаллический кремний используется в матрицах с более высоким разрешением.

• 
  Слайд 10

  Полиорганосилоксаны и силикаты

  Силиконы (полиорганосилоксаны) — кислородосодержащие высокомолекулярные кремнийорганические соединения с химической формулой [R2SiO]n, где R = органическая группа (метильная, этильная или фенильная). Гели кремниевых кислот (силикагели) используют как адсорбенты и как отбеливающие материалы. Соли кремниевых кислот называют силикатами (силикаты широко распространены в природе).

• 
  Слайд 11

  Диоксид кремния

  Оксид кремния(IV), диоксид кремния, кремнезём, SiO2 — бесцветные кристаллы, tпл 1713—1728 °C, обладают высокой твёрдостью и прочностью. Синтетический диоксид кремния получают нагреванием кремния до температуры 400—500 °C в атмосфере кислорода, при этом кремний окисляется до диоксида SiO2. Диоксид кремния применяют в производстве стекла (Na2O·CaO·6SiO2), керамики, абразивов, бетонных изделий, для получения кремния, как наполнитель в производстве резин, при производстве кремнезёмистых огнеупоров, в хроматографии, в радиотехнике, ультразвуковых установках, в зажигалках. Пищевая добавка E551.

• 
  Слайд 12

  Наноструктурный диоксид кремния

  АЭРОСИЛ® — коллоидный диоксид кремния (SiO2), очень легкий микронизированный порошок с выраженными адсорбционными свойствами. SiCl4 + 2 H2O → SiO2 + 4 HCl Применение: двухкомпонентные силиконовые каучуки, силиконовые уплотнители, жидкие силиконовые каучуки,реставрационные работы, изготовление форм, стоматология, автомобильная промышленность, предметы домашнего обихода, спортивные товары, медицина, пищевая промышленность, электроприборы, кабели, изоляторы и др.

• 
  Слайд 13

  Карбид кремния

  Карборунд — бинарное неорганическое химическое соединение кремния с углеродом. Химическая формула SiC. В природе встречается в виде чрезвычайно редкого минерала — муассанита. Является твердым, тугоплавким веществом. Кристаллическая решетка аналогична решетке алмаза. Является полупроводником. Получение: Применение: Абразивные и режущие инструменты Конструкционные материалы Автомобильные запчасти Электроника Электронные приборы Элементы ядерного топлива Катализатор Производство графена