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了解矽膠材料是如何霸占我們生活中的各個領域的

文章出處:华体会 人氣:-發表時間:2018-09-05

生活總是伴隨著新鮮的人與(yu) 事物產(chan) 生不斷的新鮮物質,而有機矽膠產(chan) 品則是時時刻刻都在接觸者我們(men) 生活中能夠的唯一一種物質品,不管在那個(ge) 領域以及任何地方和任何人造物品當中都有它的出現,隨著科技的發展與(yu) 研究成果,矽材料基本已經占據了我們(men) 的每個(ge) 種物質上,隻是在不經意間你可能無視了它會(hui) 在哪裏出現!

 

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  從(cong) 常見的半導體(ti) 器件到航空航天領域,從(cong) 太陽能電池到建築領域,從(cong) 人工關(guan) 節到醫療領域,矽已經滲透到我們(men) 生活中的方方麵麵,這篇文章我們(men) 就來看看矽是如何大行其道的。

 

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   矽膠製品

 

矽橡膠製品屬於(yu) 合成橡膠中的一種,它有固態與(yu) 液態矽膠高溫固化而成,通常在機械電子,生活日用,建築航天等等領域都可以看到它的身影,目前矽橡膠製品一類作為(wei) 長期接觸人體(ti) 一類產(chan) 品比較多,比如矽膠墊片,矽膠兒(er) 童玩具,生活廚具等等一類,矽橡膠屬於(yu) 環保無毒材質,所以對人體(ti) 無任何危害,目前已有很多行業(ye) 傳(chuan) 統型產(chan) 品已被矽橡膠材質所代替!

 

  建築領域

 

  由於(yu) SiO氣凝膠的納米孔超級絕熱性能,在建築節能領域有著廣泛和極具潛力的應用價(jia) 值。SiO氣凝膠是一種由納米SiO骨架組成的半透明材料,它的孔隙率高達99%,密度為(wei) 0.050.2g/cm3,凝膠尺寸小於(yu) 50nm,孔直徑小於(yu) 分子的平均自由程,熱導率常溫下為(wei) 0.030.05W/m·K。建築用SiO氣凝膠應用有氣凝膠節能窗、氣凝膠塗料、氣凝膠新型板材和屋麵太陽能集熱器。

 

  氣凝膠節能窗

 

  矽氣凝膠材料有很小的孔結構,比可見光的波長小很多。在氣凝膠中,約占體(ti) 積95%~99%的空氣存於(yu) 比空氣平均自由路徑小的細孔中。由於(yu) 氣凝膠具有足夠的抗壓強度,能平衡外界氣壓,抽真空的氣凝膠窗就可以作為(wei) 透明的分隔條使用。

 

  氣凝膠新型板材

 

  采用氣凝膠生產(chan) 新型絕熱板材是現在國內(nei) 外研究的重點之一。波士Cabet公司是一家化學材料公司,開發了一種新型氣凝膠絕熱板-Nanogel夾芯板,它是一種防潮、防黴、防菌、抗紫外線的完全可循環材料,它不易燃燒且在其生產(chan) 過程中對臭氧層無任何的破壞作用。

 

  屋麵太陽能集熱器

 

  隨著納米孔超級絕熱材料生產(chan) 技術的不斷成熟和生產(chan) 成本的不斷降低,該材料首先應用在家庭及單位的太陽能熱水器。將納米孔超級絕熱材料應用於(yu) 熱水器的儲(chu) 水箱、管道和集熱器,將比現有太陽能熱水器的集熱效率提高一倍以上,而熱損失下降到現有水平的30%以下。

 

  醫療領域

 

  自1960年以來,由於(yu) 矽橡膠的優(you) 良性能,特別是優(you) 良的生物相容性與(yu) 生物惰性,使其在醫療器械領域中得到了越來越多的應用。在已有的醫用矽橡膠應用中,短期接觸型的醫療器械包括人體(ti) 導液管、輸液管、喉管、有機矽粘結劑和潤滑劑等;長期植入型醫療產(chan) 品包括人工乳房、人工關(guan) 節、麵部植入體(ti) 等等。

 

  矽油

 

  線性聚矽氧烷在一定的分子量範圍內(nei) 為(wei) 流動的液態,其粘度隨聚矽氧烷的分子量的增大而增加,同時側(ce) 基上官能團的位阻效應或極化效應也對其有很大影響,使矽油的粘度增加。工業(ye) 上直接使用的矽油,不含有反應性基團,側(ce) 基多為(wei) 甲基、苯基、氨基、氟丙基等,多作為(wei) 潤滑劑、消泡劑,在各個(ge) 領域均有廣泛應用。

 

  矽凝膠

 

  線性聚矽氧烷的側(ce) 基上含有可反應性的基團,在催化劑和一定條件下,可與(yu) 交聯劑進行反應,交聯後形成柔軟透明的有機矽凝膠。線性聚矽氧烷上的活性基團包括Si-OH,Si-O-Me,Si-O-Et,Si-Vi等,交聯劑為(wei) 含兩(liang) 個(ge) 或兩(liang) 個(ge) 以上官能團的矽烷或矽氧烷,催化劑為(wei) Sn,Pt、胺等。

 

  有機矽壓敏膠

 

  有機矽壓敏膠是由高分子量甲基乙烯基聚矽氧烷和矽樹脂組成,並加人一定量溶劑進行稀釋。在使用有機矽壓敏膠時,一般加入過氧化物或Pt催化劑、交聯劑硫化後使用,但在有些場合也在不硫化時使用。

 

  有機矽彈性體(ti)

 

  有機矽彈性體(ti) 是有機矽材料在醫療領域中最廣泛的應用,大致可分為(wei) 高溫混煉膠(HCE)、液體(ti) 矽橡膠(LSR)和室溫硫化矽橡膠(RTV)。其中,高溫混煉膠是由高分子量的甲基乙烯基聚矽氧烷、補強填料和加工助劑混煉而成。在未硫化前呈橡皮泥狀,加人硫化劑後,在加熱條件下進行交聯反應,形成三維網絡結構的彈性體(ti) 。

 

  電子器件領域

 

  單晶矽

 

  單晶矽是一種比較活潑的非金屬元素,是晶體(ti) 材料的重要組成部分,處於(yu) 新材料發展的前沿。單晶矽主要用於(yu) 製作半導體(ti) 元件,是製造半導體(ti) 矽器件的原料,用於(yu) 製大功率整流器、大功率晶體(ti) 管、二極管、開關(guan) 器件等。其後續產(chan) 品集成電路和半導體(ti) 分離器件已廣泛應用於(yu) 各個(ge) 領域,在軍(jun) 事電子設備中也占有重要地位。

 

  多晶矽

 

  多晶矽,是單質矽的一種形態。熔融的單質矽在過冷條件下凝固時,矽原子以金剛石晶格形態排列成許多晶核,如這些晶核長成晶麵取向不同的晶粒,則這些晶粒結合起來,就結晶成多晶矽。

 

  矽晶片

 

  矽屬於(yu) 半導體(ti) 材料,其自身的導電性並不是很好。然而,可以通過添加適當的摻雜劑來精確控製它的電阻率。製造半導體(ti) 前,必須將矽轉換為(wei) 晶圓片(wafer)。這要從(cong) 矽錠的生長開始。單晶矽是原子以三維空間模式周期形成的固體(ti) ,這種模式貫穿整個(ge) 材料。多晶矽是很多具有不同晶向的小單晶體(ti) 單獨形成的,不能用來做半導體(ti) 電路。多晶矽必須融化成單晶體(ti) ,才能加工成半導體(ti) 應用中使用的晶圓片。加工矽晶片生成一個(ge) 矽錠要花一周到一個(ge) 月的時間,這取決(jue) 於(yu) 很多因素,包括大小、質量和終端用戶要求。超過75%的單晶矽晶圓片都是通過Czochralski(CZ,也叫提拉法)方法生長的。

 

  外延片

 

  外延是半導體(ti) 工藝當中的一種。在bipolar工藝中,矽片最底層是P型襯底矽(有的加點埋層);然後在襯底上生長一層單晶矽,這層單晶矽稱為(wei) 外延層;再後來在外延層上注入基區、發射區等等。最後基本形成縱向NPN管結構:外延層在其中是集電區,外延上麵有基區和發射區。外延片就是在襯底上做好外延層的矽片。

 

  石油工業(ye) 領域

 

  納米矽材料具有比表麵積大、表麵能高、表麵原子所占比例大等特點,經表麵修飾後,在油田降壓增注、三次采油以及水處理中已開始逐步應用,顯示出巨大的潛力。

 

  納米矽材料是21世紀科研領域的熱點,其組成主要以二氧化矽為(wei) 主,具有極強的憎水親(qin) 油能力以及無毒、無味、無汙染等特性,離散顆粒尺寸一般為(wei) 10500nm。納米矽材料具有顆粒尺寸小、比表麵大、表麵能高、表麵原子所占比例大等特點,以及小尺寸效應、表麵效應、量子尺寸效應及宏觀量子隧道效應等多種納米效應,可廣泛應用於(yu) 各個(ge) 領域,具有廣闊的應用前景和巨大的商業(ye) 價(jia) 值。

 

  航空航天領域

 

  SiO氣凝膠改性後還可以用作氣體(ti) 過濾器、化學催化劑載體(ti) 、無害高效殺蟲劑等。例如,吡啶是焦化廢水中典型的難降解有機物,TiO2/SiO2氣凝膠作為(wei) 催化劑,在紫外光照射下可有效地降解吡啶。

 

  金屬矽用石油焦

 

石油焦產(chan) 品:國產(chan) 彈丸焦、美國彈丸焦、台灣高硫焦、低硫海綿焦、印度彈丸焦、沙特海綿焦等


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