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什么是硅烷?

能源 科技改变生活 2022-08-13 18:59 0 94464

什么是硅烷?

硅烷是一种高挥发性,遇空气会自燃、爆炸的无色气体。硅烷是SinH2n+2的一类硅的氢化物。已知的有甲硅烷SiH4、乙硅烷Si2H6、丙硅烷Si3H8、正丁硅烷Si4H10、正戊硅烷Si5H12、正己硅烷Si6H14、正庚硅烷Si7H16、正辛硅烷Si8H18、正壬硅烷Si9H20和正癸硅烷Si10H22十种氢化硅。一般生产多晶硅用的是SiH4,称为四氢化硅,也称为甲硅烷,为了叙述方便,一般都简称为硅烷。 

硅烷在常温常压下为具有恶臭的无色气体。在室温下,硅烷是一种易燃的气体,不仅在卤素气体中会发生爆炸性燃烧,而且在空气中,无须外加火源,硅烷就可以自燃。即使用其他气体稀释,如果浓度不够低,仍能自燃。硅烷在氩气中含2%、氮气中含2.5%、氢气中含1%时,它仍能着火。硅烷浓度在小于1%时不燃,大于3%时自燃,1%~3%时可能燃烧。 

硅烷的结构与甲烷类似,只是用硅取代了甲烷中的碳。在温度超过420℃的环境下,硅烷会分解成硅和氢,因此硅烷可以被用来提纯硅。硅烷热分解法不仅能制取高纯度的多晶硅,而且还可以应用于半导体器件生产中的硅外延生长技术等方面,在太阳能光伏电池的生产中也要用到它。 

硅烷使用要稀释,即用高纯氮或氢稀释到3%以下装入钢瓶。提纯可采用减压精馏、吸附和热分解等方法完成。 

硅烷的性质如下。 

相对分子质量:32.118 

熔点(101.325kPa):-185.0℃ 

沸点(101.325kPa):-111.5℃ 

液体密度(-185℃):711kg/m3

气体密度(0℃,100kPa):1.42kg/m3

相对密度(气体,空气=1,20℃,101.325kPa):1.114 

比容(21.1℃,101.325kPa):0.7518m3/kg 

气液容积比(15℃,100kPa):412L/L 

临界温度:-3.4℃ 

临界压力:4843kPa 

熔化热(-186.40℃,<0.1kPa):24.62kJ/kg 

气化热(-111.40℃,101.325kPa):342.89kJ/kg 

等压比热容(气体,25℃,101.325kPa):1333.96J/(kg·K) 

蒸气压(-163℃):1.33kPa 

   (-60℃):1040kPa 

   (-10℃):4150kPa 

黏度(101.325kPa,0℃):0.0108mPa·s 

表面张力(-111.4℃,101325kPa):15.11mN/m 

热导率(101.325kPa,0℃):0.01918W/(m·K) 

爆炸界限:0.8%~98% 

硅烷是一种强还原剂,与重金属卤化物剧烈反应,与氯、溴发生爆炸性反应,与四氯化碳剧烈反应。因此对硅烷不能使用氟利昂灭火剂。硅烷不溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿和四氯化硅。不与润滑油、脂肪反应。对几乎所有的金属无腐蚀性。有时,玻璃中的碱成分也能分解硅烷。溶解在二硫化碳中的硅烷遇到空气也可发生爆炸。


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