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了解硅膠材料是如何霸占我們生活中的各個領域的

文章出處:廣東帝博科技有限公司 人氣:-發表時間:2018-09-05

生活總是伴隨著新鮮的人與事物產生不斷的新鮮物質,而有機硅膠產品則是時時刻刻都在接觸者我們生活中能夠的唯一一種物質品,不管在那個領域以及任何地方和任何人造物品當中都有它的出現,隨著科技的發展與研究成果,硅材料基本已經占據了我們的每個種物質上,只是在不經意間你可能無視了它會在哪里出現!

 

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  從常見的半導體器件到航空航天領域,從太陽能電池到建筑領域,從人工關節到醫療領域,硅已經滲透到我們生活中的方方面面,這篇文章我們就來看看硅是如何大行其道的。

 

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   硅膠制品

 

硅橡膠制品屬于合成橡膠中的一種,它有固態與液態硅膠高溫固化而成,通常在機械電子,生活日用,建筑航天等等領域都可以看到它的身影,目前硅橡膠制品一類作為長期接觸人體一類產品比較多,比如硅膠墊片,硅膠兒童玩具,生活廚具等等一類,硅橡膠屬于環保無毒材質,所以對人體無任何危害,目前已有很多行業傳統型產品已被硅橡膠材質所代替!

 

  建筑領域

 

  由于SiO氣凝膠的納米孔超級絕熱性能,在建筑節能領域有著廣泛和極具潛力的應用價值。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0.050.2g/cm3,凝膠尺寸小于50nm,孔直徑小于分子的平均自由程,熱導率常溫下為0.030.05W/m·K。建筑用SiO氣凝膠應用有氣凝膠節能窗、氣凝膠涂料、氣凝膠新型板材和屋面太陽能集熱器。

 

  氣凝膠節能窗

 

  硅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,約占體積95%~99%的空氣存于比空氣平均自由路徑小的細孔中。由于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透明的分隔條使用。

 

  氣凝膠新型板材

 

  采用氣凝膠生產新型絕熱板材是現在國內外研究的重點之一。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、防霉、防菌、抗紫外線的完全可循環材料,它不易燃燒且在其生產過程中對臭氧層無任何的破壞作用。

 

  屋面太陽能集熱器

 

  隨著納米孔超級絕熱材料生產技術的不斷成熟和生產成本的不斷降低,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于熱水器的儲水箱、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,由于硅橡膠的優良性能,特別是優良的生物相容性與生物惰性,使其在醫療器械領域中得到了越來越多的應用。在已有的醫用硅橡膠應用中,短期接觸型的醫療器械包括人體導液管、輸液管、喉管、有機硅粘結劑和潤滑劑等;長期植入型醫療產品包括人工乳房、人工關節、面部植入體等等。

 

  硅油

 

  線性聚硅氧烷在一定的分子量范圍內為流動的液態,其粘度隨聚硅氧烷的分子量的增大而增加,同時側基上官能團的位阻效應或極化效應也對其有很大影響,使硅油的粘度增加。工業上直接使用的硅油,不含有反應性基團,側基多為甲基、苯基、氨基、氟丙基等,多作為潤滑劑、消泡劑,在各個領域均有廣泛應用。

 

  硅凝膠

 

  線性聚硅氧烷的側基上含有可反應性的基團,在催化劑和一定條件下,可與交聯劑進行反應,交聯后形成柔軟透明的有機硅凝膠。線性聚硅氧烷上的活性基團包括Si-OH,Si-O-Me,Si-O-Et,Si-Vi等,交聯劑為含兩個或兩個以上官能團的硅烷或硅氧烷,催化劑為Sn,Pt、胺等。

 

  有機硅壓敏膠

 

  有機硅壓敏膠是由高分子量甲基乙烯基聚硅氧烷和硅樹脂組成,并加人一定量溶劑進行稀釋。在使用有機硅壓敏膠時,一般加入過氧化物或Pt催化劑、交聯劑硫化后使用,但在有些場合也在不硫化時使用。

 

  有機硅彈性體

 

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

 

  電子器件領域

 

  單晶硅

 

  單晶硅是一種比較活潑的非金屬元素,是晶體材料的重要組成部分,處于新材料發展的前沿。單晶硅主要用于制作半導體元件,是制造半導體硅器件的原料,用于制大功率整流器、大功率晶體管、二極管、開關器件等。其后續產品集成電路和半導體分離器件已廣泛應用于各個領域,在軍事電子設備中也占有重要地位。

 

  多晶硅

 

  多晶硅,是單質硅的一種形態。熔融的單質硅在過冷條件下凝固時,硅原子以金剛石晶格形態排列成許多晶核,如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒,則這些晶粒結合起來,就結晶成多晶硅。

 

  硅晶片

 

  硅屬于半導體材料,其自身的導電性并不是很好。然而,可以通過添加適當的摻雜劑來精確控制它的電阻率。制造半導體前,必須將硅轉換為晶圓片(wafer)。這要從硅錠的生長開始。單晶硅是原子以三維空間模式周期形成的固體,這種模式貫穿整個材料。多晶硅是很多具有不同晶向的小單晶體單獨形成的,不能用來做半導體電路。多晶硅必須融化成單晶體,才能加工成半導體應用中使用的晶圓片。加工硅晶片生成一個硅錠要花一周到一個月的時間,這取決于很多因素,包括大小、質量和終端用戶要求。超過75%的單晶硅晶圓片都是通過Czochralski(CZ,也叫提拉法)方法生長的。

 

  外延片

 

  外延是半導體工藝當中的一種。在bipolar工藝中,硅片最底層是P型襯底硅(有的加點埋層);然后在襯底上生長一層單晶硅,這層單晶硅稱為外延層;再后來在外延層上注入基區、發射區等等。最后基本形成縱向NPN管結構:外延層在其中是集電區,外延上面有基區和發射區。外延片就是在襯底上做好外延層的硅片。

 

  石油工業領域

 

  納米硅材料具有比表面積大、表面能高、表面原子所占比例大等特點,經表面修飾后,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。

 

  納米硅材料是21世紀科研領域的熱點,其組成主要以二氧化硅為主,具有極強的憎水親油能力以及無毒、無味、無污染等特性,離散顆粒尺寸一般為10500nm。納米硅材料具有顆粒尺寸小、比表面大、表面能高、表面原子所占比例大等特點,以及小尺寸效應、表面效應、量子尺寸效應及宏觀量子隧道效應等多種納米效應,可廣泛應用于各個領域,具有廣闊的應用前景和巨大的商業價值。

 

  航空航天領域

 

  SiO氣凝膠改性后還可以用作氣體過濾器、化學催化劑載體、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氣凝膠作為催化劑,在紫外光照射下可有效地降解吡啶。

 

  金屬硅用石油焦

 

石油焦產品:國產彈丸焦、美國彈丸焦、臺灣高硫焦、低硫海綿焦、印度彈丸焦、沙特海綿焦等


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