工业制取单质硅的方法

Question

如题所述

Answer 1

1. 工业生产硅的过程中，主要是在电弧炉中通过还原剂如石油焦和木炭来还原高纯度的硅石（二氧化硅含量大于99%）。
2. 当使用直流电弧炉时，可以完全使用石油焦作为还原剂，取代木炭。
3. 石油焦具有较低的灰分（0.3%～0.8%），结合高质量硅石（二氧化硅大于99%），可以生产出用于制造硅钢片的高质量硅。
4. 对于高纯度的半导体硅，通常在1,200℃的高温下，通过氢气还原高纯度的三氯氢硅来制备。
5. 超纯的单晶硅可以通过直拉法或区域熔炼法等先进工艺来制备。
6. 在实验室环境中，可以通过将镁粉在高温下还原二氧化硅，然后用稀酸和氢氟酸处理，从而获得单质硅。
硅的应用领域包括：
1. 高纯度的单晶硅是重要的半导体材料，可用于制造p型和n型半导体。
2. 金属陶瓷复合材料，这种材料结合了金属和陶瓷的优点，适用于宇宙航行等高温环境。
3. 光导纤维通信，利用高透明度的二氧化硅玻璃纤维，实现高效的激光传输。