硅的應(yīng)用簡介
硅的應(yīng)用硅的原子結(jié)構(gòu)決定了硅原子具有一定的導(dǎo)電性，但由于硅晶體中沒有明顯的自由電子，因此導(dǎo)電率不及金屬，且隨溫度升高而增加，因而具有半導(dǎo)體性質(zhì)。國際上通常把商品硅分成金屬硅和半導(dǎo)體硅，金屬硅主要用來制作多晶硅、單晶硅、硅鋁合金及硅鋼合金的化合物。半導(dǎo)體硅用于制作半導(dǎo)體器件?？傮w來講，硅主要用來制作高純半導(dǎo)體、耐高溫材料、光導(dǎo)纖維通信材料、有機(jī)硅化合物、合金等，被廣泛應(yīng)用于航空航天、電子電氣、建筑、運(yùn)輸、能源、化工、紡織、食品、輕工、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等行業(yè)。
高純半導(dǎo)體
硅應(yīng)用于集成電路高純的單晶硅是重要的半導(dǎo)體材料，可制成二極管、三極管、晶閘管和各種集成電路（包括人們計(jì)算機(jī)內(nèi)的芯片和CPU），還可以做成太陽能光伏電池，將輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽?012年中國已經(jīng)超越歐洲、日本成為世界太陽能電池生產(chǎn)第一大國。
耐高溫材料
硅可用來制作金屬陶瓷復(fù)合材料，這種材料繼承了金屬和陶瓷的各自優(yōu)點(diǎn)，同時還彌補(bǔ)了兩者不足，具有耐高溫、富韌性、可切割等優(yōu)點(diǎn)。第一架航天飛機(jī)“哥倫比亞號”正是靠著硅瓦拼砌的外殼才抵擋住了飛機(jī)高速穿行稠密大氣時摩擦產(chǎn)生的高溫。
光導(dǎo)纖維通信材料
純二氧化硅可拉制出高透明度的玻璃纖維，該纖維是光導(dǎo)纖維通信的重要材料，這種通信方式代替了笨重的電纜，通信容量高，不受電、磁干擾，不怕竊聽，具有高保密性。光導(dǎo)纖維通信使得人類的生活發(fā)生了革命性的巨變。
有機(jī)硅化合物
硅膠槍硅的有機(jī)化合物，將硅優(yōu)良的無機(jī)性能與有機(jī)材料性能相結(jié)合，使有機(jī)硅化合物別具一格，開辟了新的領(lǐng)域。其具備了表面張力低、粘溫系數(shù)小、壓縮性高、氣體滲透性高等基本性質(zhì)，并具有耐高低溫、電氣絕緣、耐氧化穩(wěn)定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無毒無味以及生理惰性等優(yōu)異特性，主要應(yīng)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(jī)硅數(shù)量和品種的持續(xù)增長，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，有機(jī)硅已經(jīng)成為化工新材料界獨(dú)樹一幟的重要產(chǎn)品體系，許多有機(jī)硅品種是其他化學(xué)品無法替代而又必不可少的。
有機(jī)硅材料按其形態(tài)的不同可分為：硅烷偶聯(lián)劑（有機(jī)硅化學(xué)試劑）、高溫硫化硅橡膠、液體硅橡膠、硅油（硅脂、硅乳液、硅表面活性劑）、硅樹脂、復(fù)合物等。如有機(jī)塑料可以做成性能優(yōu)良的防水布料，地鐵四壁噴涂有機(jī)硅可以解決滲水問題，古文物、雕塑等外表涂層也是有機(jī)硅化合物。硅油可做成一種很好的潤滑劑。硅橡膠可以作為絕緣材料，也可作為醫(yī)用高分子材料，受我國紡織、電子、醫(yī)療、日化等終端行業(yè)分布、需求影響，硅橡膠在有機(jī)硅下游產(chǎn)品中占據(jù)了半壁江山。

硅橡膠依靠其更好的特性已經(jīng)逐漸被制品行業(yè)接受并在部分領(lǐng)域逐漸成為大眾橡膠，且隨著近幾年終端行業(yè)的發(fā)展，作為有機(jī)硅第二大產(chǎn)品的硅油也受到越來越多的關(guān)注，在紡織、電子、造紙等領(lǐng)域，硅油已經(jīng)成為生產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)品必不可少的生力軍，預(yù)計(jì)在2015年表觀消費(fèi)量將達(dá)到36萬噸，增幅將達(dá)到44%，硅油在有機(jī)硅下游產(chǎn)品中的比例將趨向歐美等發(fā)達(dá)國家。
在我國有機(jī)硅行業(yè)下游產(chǎn)品的可持續(xù)發(fā)展過程中，硅橡膠發(fā)展?jié)摿χ饾u趨向平穩(wěn)，而硅油、硅烷偶聯(lián)劑將成為下游產(chǎn)品重點(diǎn)發(fā)展方向，且持續(xù)性較強(qiáng)。

一直以來，我國有機(jī)硅最大的下游產(chǎn)品是硅橡膠，硅橡膠最大的終端應(yīng)用領(lǐng)域是建筑行業(yè)，這種結(jié)構(gòu)在短期內(nèi)仍將持續(xù)，近兩年我國房地產(chǎn)行業(yè)發(fā)展迅速，建筑幕墻以及涂料行業(yè)對有機(jī)硅產(chǎn)品的需求逐年遞增。2014年兩會結(jié)束，新型城鎮(zhèn)化的影響開始體現(xiàn)，《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃(2014-2020年)》，由新華社授權(quán)發(fā)布。規(guī)劃提出發(fā)展目標(biāo)，即“常住人口城鎮(zhèn)化率達(dá)到60%左右，戶籍人口城鎮(zhèn)化率達(dá)到45%左右。”
近幾年，越來越多的有機(jī)硅企業(yè)開始重視產(chǎn)品的高附加值、新產(chǎn)品的研發(fā)，在各種高端領(lǐng)域，如醫(yī)藥、精細(xì)電子等，有機(jī)硅產(chǎn)品開始受到應(yīng)用，對進(jìn)口有機(jī)硅產(chǎn)品的依賴度開始減弱，并且隨著技術(shù)的不斷完善，后期有機(jī)硅產(chǎn)品在高端行業(yè)中的比例將會越來越大。
硅類合金
硅與其他金屬可以制成合金，以此來提升其金屬性能。硅制成的合金主要包括：硅鋁合金、硅銅合金、硅鐵合金、硅錳合金等。
硅鋁合金中硅元素的存在能夠改善合金的流動性，降低熱裂傾向，減少疏松，提高氣密性。這類合金具有較好的耐腐蝕性能和中等的機(jī)加工性能，具有中等強(qiáng)度和硬度，使塑性較低，用于制造低中強(qiáng)度的形狀復(fù)雜的鑄件，如蓋板、電機(jī)殼、托架等，也用作釬焊焊料。
硅銅合金用于細(xì)化晶粒，提高導(dǎo)電性。
硅鐵合金硅鐵合金是硅和鐵組成的鐵合金。硅鐵是以焦炭、鋼屑、石英（或硅石）為原料，用電爐冶煉制成的鐵硅合金。由于硅和氧很容易化合成二氧化硅，所以硅鐵常用于煉鋼時作脫氧劑，同時由于SiO2生成時放出大量的熱，在脫氧的同時，對提高鋼水溫度也是有利的。在鑄鐵工業(yè)中用作孕育劑和球化劑。在鑄鐵中加入一定量的硅鐵能阻止鐵中形成碳化物、促進(jìn)石墨的析出和球化，因而在球墨鑄鐵生產(chǎn)中，硅鐵是一種重要的孕育劑（幫助析出石墨）和球化劑。同時，硅鐵還可作為合金元素加入劑，廣泛應(yīng)用于低合金結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、軸承鋼、耐熱鋼及電工硅鋼之中，硅鐵在鐵合金生產(chǎn)及化學(xué)工業(yè)中，常用作還原劑。75#硅鐵在皮江法煉鎂中常用于金屬鎂的高溫冶煉過程中，將CaO.MgO中的鎂置換出來，每生產(chǎn)一噸金屬鎂就要消耗1.2噸左右的硅鐵，對金屬鎂生產(chǎn)起著很大的作用。另外，磨細(xì)或霧化處理過的硅鐵粉，在選礦工業(yè)中可作為懸浮相。在焊條制造業(yè)中可作為焊條的涂料。高硅硅鐵在化學(xué)工業(yè)中可用于制造硅酮等產(chǎn)品。在以上這些用途中，煉鋼工業(yè)、鑄造工業(yè)和鐵合金工業(yè)是硅鐵的最大用戶。它們共消耗約90%以上的硅鐵。在各種不同牌號的硅鐵中，目前應(yīng)用最廣的是75%硅鐵。在煉鋼工業(yè)中，每生產(chǎn)1t鋼大約消耗3-5kg75%硅鐵。
硅錳合金硅錳合金是由錳、硅、鐵及少量碳和其它元素組成的合金，是一種用途較廣、產(chǎn)量較大的鐵合金。錳硅合金是煉鋼常用的復(fù)合脫氧劑，又是生產(chǎn)中低碳錳鐵和電硅熱法生產(chǎn)金屬錳的還原劑。錳和硅是碳鋼中所用的主要合金元素。錳是煉鋼過程中最主要的脫氧劑之一，幾乎所有的鋼種都需要用錳來脫氧。因?yàn)橛缅i來脫氧時所生成的氧產(chǎn)物熔點(diǎn)較低，易于上浮；錳還能增大硅和鋁等強(qiáng)脫氧劑的脫氧效果。所有的工業(yè)鋼都需加入少量的錳作為脫硫劑，使鋼能進(jìn)行熱軋、鍛造及其它工藝而不致斷裂，錳還是各鋼種中最重要的合金元素，在合金鋼中也會添加15%以上的錳以增加鋼的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。硅是生鐵和碳鋼中僅次于錳的最重要的合金元素。在鋼生產(chǎn)中，硅主要用作熔融金屬的脫氧劑，或作為合金添加劑使鋼增加強(qiáng)度和改善其性能。硅還是一種有效的石磨化介質(zhì)，它能使鑄鐵中的碳變成游離的石磨碳。加入標(biāo)準(zhǔn)灰口鑄鐵和球墨鑄鐵中的硅可達(dá)4%。而大量的錳和硅都是以鐵合金的形式添加到鋼液中的：錳鐵、硅錳和硅鐵。
其他用途
硅在提高植物對非生物和生物逆境抗性中的作用很大，是植物抵御逆境、調(diào)節(jié)植物與其他生物之間相互關(guān)系所必需的化學(xué)元素。如硅可以提高植物莖稈的硬度，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(yīng)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(guān)的茉莉酸途徑，茉莉酸信號反過來促進(jìn)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。