硅(Silicon),是一種化學元素,化學符號是Si,舊稱矽。原子序數14,相對原子質量28.0855,有無定形硅和晶體硅兩種同素異形體,屬于元素周期表上第三周期,IVA族的類金屬元素。
硅也是極為常見的一種元素,然而它極少以單質的形式在自然界出現,而是以復雜的硅酸鹽或二氧化硅的形式,廣泛存在于巖石、砂礫、塵土之中。硅在宇宙中的儲量排在第八位。在地殼中,它是第二豐富的元素,構成地殼總質量的26.4%,僅次于第一位的氧(49.4%)。
應用領域:
1、高純的單晶硅是重要的半導體材料。在單晶硅中摻入微量的第IIIA族元素,形成p型硅半導體;摻入微量的第VA族元素,形成n型半導體。p型半導體和n型半導體結合在一起形成p-n結,就可做成太陽能電池,將輻射能轉變為電能。在開發能源方面是一種很有前途的材料。另外廣泛應用的二極管、三極管、晶閘管、場效應管和各種集成電路(包括人們計算機內的芯片和CPU)都是用硅做的原材料。
2、金屬陶瓷、宇宙航行的重要材料。將陶瓷和金屬混合燒結,制成金屬陶瓷復合材料,它耐高溫,富韌性,可以切割,既繼承了金屬和陶瓷的各自的優點,又彌補了兩者的先天缺陷??蓱糜谲娛挛淦鞯闹圃?。第一架航天飛機“哥倫比亞號”能抵擋住高速穿行稠密大氣時摩擦產生的高溫,全靠它那三萬一千塊硅瓦拼砌成的外殼。
3、光導纖維通信,最新的現代通信手段。用純二氧化硅可以拉制出高透明度的玻璃纖維。激光可在玻璃纖維的通路里,發生無數次全反射而向前傳輸,代替了笨重的電纜。光纖通信容量高,一根頭發絲那么細的玻璃纖維,可以同時傳輸256路電話;而且它還不受電、磁的干擾,不怕竊聽,具有高度的保密性。光纖通信將會使21世紀人類的生活發生革命性巨變。
4、性能優異的硅有機化合物。例如有機硅塑料是極好的防水涂布材料。在地下鐵道四壁噴涂有機硅,可以一勞永逸地解決滲水問題。在古文物、雕塑的外表,涂一層薄薄的有機硅塑料,可以防止青苔滋生,抵擋風吹雨淋和風化。天安門廣場上的人民英雄紀念碑,便是經過有機硅塑料處理表面的,因此永遠潔白、清新。
5、由于有機硅獨特的結構,兼備了無機材料與有機材料的性能,具有表面張力低、粘溫系數小、壓縮性高、氣體滲透性高等基本性質,并具有耐高低溫、電氣絕緣、耐氧化穩定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無毒無味以及生理惰性等優異特性,廣泛應用于航空航天、電子電氣、建筑、運輸、化工、紡織、食品、輕工、醫療等行業,其中有機硅主要應用于密封、粘合、潤滑、涂層、表面活性、脫模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等。隨著有機硅數量和品種的持續增長,應用領域不斷拓寬,形成化工新材料界獨樹一幟的重要產品體系,許多品種是其他化學品無法替代而又必不可少的。
6、硅可以提高植物莖稈的硬度,增加害蟲取食和消化的難度。盡管硅元素在植物生長發育中不是必需元素,但它也是植物抵御逆境、調節植物與其他生物之間相互關系所必需的化學元素。
硅在提高植物對非生物和生物逆境抗性中的作用很大,如硅可以提高植物對干旱、鹽脅迫、紫外輻射以及病蟲害等的抗性。硅可以提高水稻對稻縱卷葉螟的抗性,施用硅后水稻對害蟲取食的防御反應迅速提高,硅對植物防御起到警備作用。
水稻在受到蟲害襲擊時,硅可以警備水稻迅速激活與抗逆性相關的茉莉酸途徑,茉莉酸信號反過來促進硅的吸收,硅與茉莉酸信號途徑相互作用影響著水稻對害蟲的抗性。
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