硅类性质

一【【【【【【

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】硅 silicon

】 28.0855

2.33 1410 2355

相

【性状】 有无定形和晶体两种同素异形体，灰色或黑色。 【 【

溶

用

解

情

途

况

】 】

不溶于水、硝酸和盐酸，溶于氢氟酸和碱液。

用于制合金、有机硅化合物和四氯化硅等，是一种极重要的半导体材料。 【制备或来源】 无定形硅可用镁还原二氧化硅而得。晶体硅可用碳在电炉中还原二氧化硅而制得。超纯度的硅为就个9至十个9，可在高温下用氢使四氯化硅或三氯化硅还原或加热使碘化硅分解而得。单晶【

原子序数氧元

化素

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硅是其14，解能

经原

区子（Ei及│

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）其

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炼法拉制得他

28.0855。化合价+4）：8.3： 8.15主

要 │ CL │ │0.5

│ │ │ │ │ │ │ │ 波

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eVeV数R?S │1.0 │2.8 │3.2 │3.7

熔

。 】 。 ） ） ： │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ 长 度 带 ） 限 度 型

能（

主要吸收线┌────┬───┬──┬──┬───┬───┬───┐ │λ(nm) │ f │ W │ F ├────┼───┼──┼──┼───┼───┼───┤ │251.6 │250.7 │251.4 │252.8 │252.4 │221.7 │251.9 │221.1 │288.2

│0.26 │

│0.2 │ │0.54 │ │ │ │ │ │ │

0.2│N-A 0.7│N-A

│

│

0.2│N-A │10 │ 0.2│N-A │ │ 0.2│N-A │ │ │ │ │

0.2│N-A

0.2│N-A 0.2│N-A 0.2│N-A

│N-A

│

│ │ │50 │

│4.7

│ │8 │ │

│220.8 │ │ └────┴───┴──┴──┴───┴───┴───┘ λfW S*CLR?SF

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单

N-A（元素的：同

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化亚征浓度素主要火

元元素的吸收测的相

二 硅烷SiCl4 1.别名?英文名 四氯化硅、氯化硅；Silicon tetrachloride、Tetrachlorosilane． 2.用途 有机合成、制造烟幕、战场上用刺激性毒气、单晶硅原料、光导纤维、外延、蚀刻、化学气相淀积。 3.制法 (1)将硅、硅铁合金或硅砂与焦炭混合，在加热时与氯气反应。

气相

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体

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接

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反性

-7059应

。 质 169.89

℃ ℃

(3)硅在加热条件下(300～400℃)与氯化氢反应，对反应生成的一系列氯硅烷进行精馏。

1524kg/m3 1480kg/m3 7.58kg/m3 233.6

5.90 ℃

临临气比热蒸

3728.76kPa 530kg/m3 514.9kJ/kg 79505J/kg?C

8.0kPa 13.3kpa

(20℃)： 2503kPa 折射率(20℃)： 10412 四氯化硅在常温常压下为具有窒息性刺激臭的无色透明有毒液体。能放出有毒蒸气。热稳定。空气中不燃烧，大于400℃时能与空气中的氧反应生成SiO2。在潮湿空气中水解时生成蒸气的固态粒子(XSiO2?YH2O)，可发烟。遇水激烈反应生成硅酸和盐酸。同许多金属氧化物反应生成氯化物，与氨作用生成四氨基硅并产生烟雾。与格利雅试剂反应生成有机氯硅烷。与醇类反应生成硅酸酯。具有腐蚀性，能腐蚀铝和黄铜。能与苯、三氯甲烷混溶，能溶于氯仿

、

大

醚 鼠

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有5.

入

机

溶毒

剂小

。 性 时

LC50:8000ppm?4

最高容许浓度： 5ppm 在四氯化硅的烟雾中含有其水解产物盐酸。所以四氯化硅的毒作用主要表现在其强烈的刺激性和腐蚀性。它会刺激并腐蚀皮肤、眼睛及呼吸道粘膜，可引起流泪、咳嗽、结膜炎、上呼吸道炎症，气管、支气管及肺的炎症。能腐蚀破坏细胞(参见HCl和CCl4)。 6.安全防护 液体可用玻璃瓶盛装，但必须外加箱皮保护，轻装轻卸严防碰损。雨天不宜运输。容器要存放在阴凉干燥通风良好之处，要防潮，远离火种与热源，要与食品添加剂、碱类物品隔开。

泄漏时，在地面洒上苏打石灰后用大量水冲洗，洗水经稀释后排入废水系统。也可直接用水或苛性钾等碱性溶液冲洗。灭火时可用干砂、干石粉，不可用水。 可以使用碳钢、低合金钢、不锈钢、镍、镍钢、铜镍合金，不能用铝、铝合金和黄铜。可以使用聚四氟乙烯、聚乙烯、聚三氟氯化乙烯聚合体、玻璃，不能用尼龙。 三 三氯氢硅 12

、

三、

氯

氢

硅分

又

称子

三

氯式硅

烷

、为

硅

氯仿 SiHCl3

用于有机硅烷和烷基、芳基以及有机官能团氯硅烷的合成，是有机硅烷偶联剂中最基本的单体，也是生产半导体硅、单晶硅的原料，随着有机硅烷偶联剂工业的发展而出现供不应求，生

3产、

三

量氯

氢

硅越的

理

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特

越性

及

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原

。 理

三氯氢硅是采用硅粉与氯化氢气体在流化床反应器中生成。它是无色液体，易挥发，易潮解，在空气中发生反应产生白烟，遇水分解，溶于苯、醚等有机溶剂。属一级遇湿易燃物品，易燃易爆，遇水反应产生氯化氢气体；它与氧化剂发生强烈反应，遇明火、高热时发生燃4比相沸饱闪自爆爆溶具

、

重对

点和点

蒸：燃炸解 5

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下：氯上溶气气

体：压－温

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4853开炸如35．

℃．杯℃％

剂分下733Kpa）

。 ： ； ； ； ； ； ； ； ； ； 。 析

急氢硅毒火灾性险性

三氯氢硅生产的原料都是不燃物质，但是其生产过程中的产物大都是易燃易爆物质，如氢气、三氯氢硅、氯气等。 1、电解食盐水的火灾危险性 （1）电解时有强大的电流通过，如果电气的绝缘不良极易产生电火花，电解车间经常有氢气泄漏，遇到电火花或其它明火会发生燃烧或爆炸。 （2）如氢气与氯气相混，达到爆炸极限范围，遇光也会发生爆炸。 2、三氯氢硅合成的火灾危险性 SiHCl3的合成是在280℃～300℃的温度下进行的，已经超过了SiHCl3的自燃温度175℃，在合成过程中如果SiHCl3发生泄漏，或者空气进入反应器，极易引起燃烧、爆炸或中毒事故。并且SiHCl3有毒、遇水燃烧，给火灾扑救带来一定的困难。 3、三氯氢硅贮罐的火灾危险性 SiHCl3的贮罐如果发生泄漏，其危险性远远大于工艺管道泄漏的危险性，因为其贮量大，一旦发生泄漏，如果不及时堵漏，影响会不断扩大。贮罐区因为冷却用水的需要，经常有水存在，泄漏的SiHCl3遇水发生反应，产生有毒的HCl，向四周扩散，给抢险救援工作带来困难。 6、防火防爆对策 在三氯氢硅生产的各个工序中，为防止火灾、中毒，要严格执行各项消防安全制度，严

格控制工艺指标，严格操作规程。加强对设备管道的维护保养，严防跑、冒、滴、漏。具体预防措施如下： 1、火源管理。在生产中进行检修时使用的工具应该是不产生火花的工具，严禁用铁器敲打设备或管道，工作人员应穿棉制品工作服。生产和贮罐区禁止明火，生产中动火要严格执行有关安全管理制度。 2、防止跑、冒、滴、漏。生产过程中产生的大都是易燃易爆有毒物质，生产设备、工艺管道和贮罐如果发生泄漏极易酿成火灾、爆炸和中毒事故。因此，日常工作中要做好安全检查，不留死角，设备要定期检修，发现问题及时采取补救措施，修复存在跑、冒、滴、漏的部位。 3、配置应急工具和消防设施。应该配备一定数量的防毒面具、自给式空气呼吸器、手套、堵漏工具。应急队的人员要经常进行演练，熟练掌握各种情况下的堵漏方法和处置措施。贮罐区常备干砂的量最好不少于一个贮罐的容积，厂内仓库存放一定的水泥作应急之用。配备

一

定 4

数量的手提式二氧、生产工艺中的

化碳和干粉灭火器防火防泄漏措施

。 。

（1）三氯氢硅的合成、除尘和精馏工段。HCl气体缓冲罐与合成炉之间应设止回阀，防止合成炉的SiHCl3回到缓冲罐。应控制HCl气体的流量，控制合成炉内的温度。对设备管道要经常进行维护保养，防止三氯氢硅泄漏。在生产中要保持整个系统的密闭，用99．99％的氮气进行保护。 （2）三氯氢硅的储存。三氯氢硅的沸点较低，需在低温下储存，三氯氢硅的贮罐设置低温保护装置和降温措施。由于三氯氢硅有潜在的燃烧爆炸危险，所以它的贮罐应与生产装置要有一定的防火间距，并且要设防火堤，降温水的排放管道经过防火堤处要设闸阀。贮罐应设静电接地装置和避雷装置。贮罐内的气相要与氮气系统相连进行保护，贮罐的气相与外部连通的平衡管（放空管）应与尾气回收系统相连，不能直接排空，并应设止回阀和阻火器。贮罐区应设一个备用罐，紧急情况下应将泄漏的贮罐内的物料转移至备用罐，防止大量泄漏。 7、泄漏处理和火灾扑救 生产和储存中如果发生三氯氢硅泄漏，应根据泄漏量的大小划出一定的警戒范围，禁止无关人员和车辆进入警戒区，切断警戒区内的所有火源，迅速撤离泄漏污染区内的人员至安全地带。如果是贮罐发生泄漏，又不能及时排除泄漏，就应该将发生泄漏的贮罐内的三氯氢硅用氮气压入备用罐内。如果是生产中的设备和管道发生泄漏，应立即停止生产，并迅速关闭有关阀门切断物料输送。泄漏地带有水源时，应用干砂土围成隔离带，将泄漏的三氯氢硅与水隔离开来。抢险人员进入危险区域时应佩戴自给式呼吸器或防毒面具。应先查明泄漏部位的泄漏状况。由于贮存三氯氢硅的容器为常压容器，应针对不同的泄漏部位采取不同的堵漏措施，切断泄漏源，用砂土、水泥吸收残留液。 三氯氢硅泄漏后发生燃烧时，应采用干砂、二氧化碳、干粉、水泥灭火，禁止直接用水和泡沫扑救。