人类一直创造性地制造、应用硅及其化合物,硅及其化合物对人类文明的贡献有多少?详.

Question

人类一直创造性地制造、应用硅及其化合物,硅及其化合物对人类文明的贡献有多少?详.

Answer 1

硅及其化合物
硅在自然界里含量很大,约占地壳总质量的四分之一,在所有元素中居第二位,仅次于氧.晶体硅,其结构与金刚石结构相似,也是原子晶体.因此,晶体硅有较高熔点、沸点和硬度.硅是良好的半导体材料,高纯度硅在电子工业上得到广泛的应用.
半导体元件
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,由硅晶体管和其他元件可组成集成电路,集成度越来越高,规模越来越大,而元件则愈做愈小.如一个直径为75毫米的硅片,可集成几万至几十万甚至几百万个元件,因而出现了微型计算机、微处理机等.
天然橡胶和合成橡胶的使用温度,——般都在150℃以下,否则就会老化变质.20世纪40年代发展起来的硅橡胶,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,使用温度范围广.硅橡胶还具有优异的耐臭氧、生理惰性和电气性能.某些特殊结构的硅橡胶,更具有优良的耐油、耐溶剂、耐辐射等特性,因此,硅橡胶广泛用于航空、字宙航行技术、电气及电子工业部门.
另外,硅是同位素电池中换能器的主要材料；硅是一种便宜而轻巧的太阳能电池材料.还是制航天飞机用的耐热而极轻的硅瓦的材料.
水晶是什么东西?
沙子里有不少无色透明的小颗粒,它那光溜溜的表面象一面面小镜子,强烈地反射着阳光.那小颗粒,叫做石英,其化学成分是二氧化硅(Si02).纯石英为无色透明的晶体,呈六方柱状晶体,通常被人们称为“水晶”.纯净的水晶,是洁净无色的,闪闪发亮.如果夹杂有杂质,就带有颜色,如紫水晶、玛瑙和碧玉都是含有杂质的有色晶体.
现在,人们不仰仗大自然,学会了用石英制造“人造水晶”：从沙子里选出洁净的、无色的石英,加热到将近2000℃,熔化而成透明如水的“人造水晶”.
石英在1600℃熔化成粘稠液体,内部变为无规则形态,再遇冷时,因为粘度大而不易再结晶,成为石英玻璃.它有很多特殊的性质,如能让可见光和紫外光通过,可用它制造紫外灯和光学仪器；它的膨胀系数小,能经受温度的剧变,而且有很好的抗酸性(除氢氟酸外),因此,常用来制造高级化学器皿.如常听说的“水晶眼镜”吧,那镜片便是用“人造水晶”做的.很多仪器的镜头,也都是用“人造水晶”做的.
水晶,有天然的水晶,有“人造水晶”,也还有“假水晶”哩.在图章店里,你会碰到那冒名顶替的假水晶——塑料“聚甲基丙烯酸甲酯”,它也很坚硬、透明,看上去挺象水晶.