第一篇：硅材料题库范文
高端硅基SOI材料研发和产业化
第一完成单位：上海微系统与信息技术研究所
获奖奖种：国家科技进步奖
获奖时间：2006
获奖等级：1
内容简介：
绝缘体上硅(SOI)技术被国际上公认为"二十一世纪的硅集成电路技术"，在低压、低功耗电路、耐高温电路、微机械传感器、光电集成等方面具有重要应用，是微电子和光电子领域发展的前沿。同时，SOI技术具有抗辐射独特优越性，是微电子敏感核心技术，西方国家对我国严密封锁和禁运。该项目从国家的需求出发，在863，973等重大研究计划的支持下，历经二十余年的努力，从SOI研发一直到成功实现产业化。项目申请国家发明专利32项(已授权16项)，拥有SOI核心自主知识产权，并形成我国首部SOI技术企业标准。
该项目在关键技术上取得一系列重大创新：突破了离子注入、高温退火等SOI材料制备成套的关键技术，自主开发了低成本、高质量的超低剂量离子注入SOI技术;在国际上独创了将键合和注氧隔离技术相结合的注氧键合(Simbond)SOI新技术，极大提高了SOI材料的厚度均匀性;创造性的对常规SOI材料进行改性，使SOI材料抗总剂量加固水平跃上了新的台阶等。
该项目具有重大的社会和经济效益：它打破了国外的技术封锁，建成了我国唯一的SOI材料生产线，生产的SOI材料系列产品性能指标达到或优于国际SEMI标准，从根本上解决了我国SOI材料"有无"问题，为大幅度提高我国微电子器件的综合性能作出了重大贡献。同时，产品被英特尔、飞利浦等国际顶级半导体公司所采用，具有明显的国际市场竞争优势，在短时间内跻身国际高端硅基材料市场，实现了我国微电子材料的跨跃式发展。
第二篇：硅教案
教材分析：
硅是带来人类文明的重要元素之一，硅及其化合物是元素化合物知识的重要基础知识。本节内容不仅为形成化学基本观念提供感性基础，也为了解化学与生活，化学与社会发展，化学与技术进步之间的密切关系提供了丰富的素材。
本节的主要内容有硅在自然界中的存在形式、二氧化硅的性质、硅酸盐的性质、硅及化合物的用途。在教学中可采用碳和硅(同一主族相邻的两种元素)进行对比，突出它们的相似性与不同性。另外多运用日常生活中的事例进行教学，联系生产生活的实际，充分利用实物、模型、彩图、实物照片等形式，增强教学的直观行，激发学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感。 教学目标：
知识与技能
1、了解硅的重要化合物的主要性质，认识硅及其化合物的主要用途。
2、联系生产生活实际，培养学生对知识的迁移能力。
过程与方法
1、采用对比的方法，联系碳、二氧化碳大等学生已有的知识、经验来介绍硅、二氧化硅等新知识。
2、运用日常生活中事例进行教学，增强教学的直观性。
情感态度与价值观
1、认识硅及其化合物的广泛哟鸥鸟国土，体会化学的创造性与实用性，并关注化学有关的实际问题。
2、利用实物、模型及学生自己手机的有关实物或照片，激发学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感。
3、通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度。 教学重点： 二氧化硅的性质 教学难点：
硅酸盐的丰富性和多样性。 教学方法：
对比法、讨论法、讲授法 教学安排：(二课时)
第一课时：二氧化硅、硅酸
第二课时：硅酸盐、单质硅 教学过程：(第一课时)
[导入]美国的硅谷——位于美国西海岸加利福尼亚州北部旧金山南郊，圣克拉拉县和圣胡安两城之间的一条长48公里，宽16公里的长条形地带上。由于它集中了全世界90%以上的著名半导体公司(思科、英特尔、惠普、朗讯、苹果) ，而半导体的基本元件是硅片，所以该地区被称为“硅谷”。该地区客观上成为美国高新技术的摇篮，
现在硅谷已成为世界各国半导体工业聚集区的代名词。也是高新科技的象征。 [师]既然硅这么重要，那么他是如何存在，有些什么性质呢? [板书]§4-1无机非金属材料的主角——硅
[师]主角，我们足以看出硅的地位。我们看课本p46 图3-1，硅在地壳中的含量居第二，仅次与氧。
硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤、约占地壳总量的90%以上。 [学生活动]看图4-1 [师]大家在元素周期表中找到硅，并且写出硅和碳的原子结构示意图。 [学生活动] [师]它们最外层均为四个电子，既不容易得到也不容易失去，性质稳定。但他们却是不可以忽视的：碳--统治了有机界：碳是构成有机物的主要元素;硅—统治了无机矿物界：硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。
下面我们的学习就围绕着碳和硅的相似性进行学习。 [学生活动]回顾碳的相关知识
存在 酸性氧化物 弱酸
性质
[师]阅读课本p74-76页内容，从碳的性质总结硅、二氧化硅、硅酸的性质。 [学生活动] [思考] 比较碳、硅亲合氧的能力及硅在自然存在形式? [归纳] ①硅的亲氧性强于碳的亲氧性。
②因此硅元素在氧化气氛包围的地球上，硅主要以sio2及硅酸盐形式存在。 [板书]
1、二氧化硅 sio2 [师]从课本p74-75的内容，大家对二氧化硅进行树型分类? [学生思考、书写]
[展示]二氧化硅的结构模型
[师]二氧化硅晶体，基本结构单元是正四面体，每个si结合4个o，每个o结合2个si，形成空间网状结构。
正是这种结构，决定了其具有优良的物理和化学性质。 [思考与交流] 请根据sio2的存在和应用思考: 二氧化硅具有哪些物理性质?化学稳定性如何?你的根据是什么?sio2的这些性质是由什么决定的? [学生活动] [归纳、总结、板书] ①物理性质：熔点高、硬度大 ②用途：建筑材料、饰品、工艺品 ③化学性质：稳定性好
[过渡]下面我们一起来看看sio2的化学性质，玻璃的主要成分是二氧化硅和硅酸盐，我们通过其性质，来看sio2的性质。
[师]我们可以用玻璃瓶来装试剂：酸、碱、盐，这可以看出其化学性质稳定，不能够跟一般的酸发生反应，除hf外。
[板书]a、不与酸反应，氢氟酸除外 sio2+4hf=sif4↑+2h2o 用途：可以在玻璃上雕刻花纹等
[师]因为hf酸可以和sio2反应，所以hf的保存就不能使用玻璃瓶，而用塑料或橡胶瓶，我们可以用这个性质在玻璃上雕刻花纹，量器上雕刻刻度等。 [展示]装有naoh的试剂瓶
[思考]一般的试剂瓶都使用玻璃瓶塞，而这个试剂瓶使用的是橡胶塞，为什么? [思考、讨论] [板书]b、与碱性氧化物反应
sio2+2naoh=na2sio3+h2o [师]正是因为其能与naoh发生反应，所以其瓶塞使用的是橡胶塞。
[思考]碳酸的制取，使用的是强酸制弱酸的方法，那么硅酸是不是也可以使用同样的方法获得呢?
[学生活动]观察、思考
[总结、归纳、板书]
2、硅酸
实验过程：
现象：红色消失，生成白色凝胶
结论：硅酸钠转化为硅酸
[师]硅酸凝胶经干燥脱水后的到多空的硅酸干凝胶，称为“硅胶”。硅胶多空，吸附水的能力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品的干燥剂，也可以作催化剂的载体。 [课堂练习]
1、下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是( ) a、纯碱溶液 b、盐酸
[总结]本节课我们主要学习了二氧化硅的存在、用途、性质和硅酸的制取、用途。需要重点掌握二氧化硅的性质和硅酸的制取。
板书设计：
§4-1无机非金属材料的主角——硅
1、二氧化硅 sio2 ①物理性质：熔点高、硬度大 ②用途：建筑材料、饰品、工艺品 ③化学性质：稳定性好
a、不与酸反应，氢氟酸除外 sio2+4hf=sif4↑+2h2o 用途：可以在玻璃上雕刻花纹等 b、与碱性氧化物反应
sio2+2naoh=na2sio3+h2o
2、硅酸
实验过程：
现象：红色消失，生成白色凝胶
结论：硅酸钠转化为硅酸 教学反思：
教学过程: (第二课时) [复习引入] 上节课我们学习了二氧化硅的性质和用途和硅酸的制取用途。
对照它们之间的转化关系，写出相应的方程式。 [学生活动]书写相关的化学方程式。
[创设情境]在农田的施肥中，如何才能使 ，k+更大程度的吸收呢?联系胶体的性质进行思考。
[学生活动]阅读p77 ，科学视野。
[师]硅酸盐岩石长期在水和大气中二氧化碳侵蚀下，风化为黏土，并且形成土壤胶体。土壤胶体带负电，与 ，k+等营养离子相结合，使土壤具有保肥作用。
土壤、岩石中都含有大量硅酸盐，硅酸盐在自然界中分布极广，其结构复杂，大多数不溶于水，化学性质稳定。 [展示]na2sio3溶液
[师]sio2与naoh反应生成的na2sio3就一种最简单的硅酸盐，其能够溶于水，水溶液俗称为水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂的主要原料。
[实验4-2]取两个滤纸片，分别浸在水和水玻璃中，取出，放在酒精灯外焰上。 [学生活动]观察、填表。
放入蒸馏水放入na2sio3饱和溶液 现象 结论
[师]浸泡在na2sio3饱和溶液的滤纸不能燃烧，所以其可以作木材的防火剂。 [师]看图4-8 应用广泛的硅酸盐产品
[学生活动]阅读课本p78-79内容，填写下表 [板书] 原料生产设备主要成分 水泥 玻璃 陶瓷
[师]以上我们介绍的是传统的无机非金属材料，现在非金属材料发展迅速，出现了许多具有特殊功能的材料。
[学生活动]阅读课本p79，单质硅，完成下列问题。
[板书] (1)硅单质的存在形式：有__________和 ________两种。 (2)物理性质：________________________________________。 (3)化学性质：常温下___________。
(4)硅的用途：高纯硅是良好的_______材料,于制造集成电路、太阳能电池等。 [师]指导学生完成，并介绍相关内容 [课堂练习]
1、熔融烧碱应选用的器皿是( ) a.石英坩埚 b.普通玻璃坩埚
2、生产水泥、普通玻璃都要用到的主要原料是( ) a.黏土 b.石灰石
3、下列所列各物质的用途中，不正确的是
a.石英砂：制玻璃、制单晶硅 b.硅胶：干燥剂、吸附剂、催化剂载体
[总结]这节课我们主要学习了硅酸盐和单质硅的相关知识。需要重点掌握传统的无机非金属材料水泥、玻璃、陶瓷的原料，生产过程和主要成分，以及硅做半导体的特性的用途。 板书设计：
3、硅酸盐
原料生产设备主要成分 水泥 玻璃 陶瓷
4、硅单质
(1)硅单质的存在形式：有__________和 ________两种。 (2)物理性质：________________________________________。 (3)化学性质：常温下___________。
(4)硅的用途：高纯硅是良好的_______材料,于制造集成电路、太阳能电池等。
第三篇：高硼硅玻璃
高硼硅玻璃 高硼硅玻璃
高硼硅玻璃(又名硬质玻璃)，因线热膨胀系数为(3.3士0.1)×10-6/K，也有人称之为“硼硅玻璃3.3”。它是一种低膨胀率、耐高温、高强度、高硬度、高透光率和高化学稳定性的特殊玻璃材料，因其优异的性能，被广泛应用于太阳能、化工、医药包装、电光源、工艺饰品等行业。它的良好性能已得到世界各界的广泛认可，特别是太阳能领域应用更为广泛，德、美等发达国家已进行了较为广泛的推广。 产生历史
1893年，奥托·肖特 (Otto Schott) 发明了抗化学侵蚀的硼硅酸盐玻璃。 制造过程
硼硅酸盐玻璃制造，加入硼传统玻璃制造的釉料的水玻璃砂，苏打水和地面石灰。由于硼硅玻璃在比普通硅酸盐玻璃较高的温度融化，还需要一些新的技术，使工业生产。从焊接贸易借款，结合新的天然气燃烧氧气的需要。 广泛的应用
国内最最著名的玻璃杯生产厂家富光公司都采用高硼硅玻璃管材为玻璃杯的原料。 硼硅酸盐玻璃的耐火性能和物理强度使其在实验室的理想选择，它是用来制造如烧杯和试管高耐久性玻璃的实验室设备，使用。此外，硼硅玻璃弯曲最小暴露允许硼硅耐热容器的体积提供一段时间的精确测量。
在20世纪中叶硼硅玻璃管材管冷却剂被用来(通常蒸馏水)通过高功率真空管为基础的电子设备，如商业广播发射机。
玻璃炊具是另一种常见的用法，一个硼硅玻璃馅饼板几乎是美国标准盘子。硼硅酸盐玻璃量杯，具有画上标记，说明毕业的测量，也广泛在美国厨房使用。
水族馆加热器有时出于硼硅玻璃。由于它的高耐热性，它可以容忍水与镍铬合金加热元件的温度差异很大。
许多高品质的手电筒使用镜头的硼硅酸盐玻璃。这使得通过镜头相比，比塑料和低质量的玻璃的透光率较高的比例。
专业打火机和烟斗都是用硼硅玻璃。高耐热性允许管容忍使用较长时间，而这些管道也更加耐用。
大多数premanufactured玻璃吉他幻灯片也使硼硅玻璃。
新的拉丝技术使玻璃球等当代艺术的应用。现代玻璃艺术运动，促使由硼硅酸盐玻璃在诺斯斯塔颜色调色板上世纪80年代和90年代的快速发展主要是，提供了广阔的硼硅玻璃供应商的经济增长。硼硅是常用的拉丝玻璃吹制的形式和艺术家创造了从珠宝，厨具产品涵盖范围，以雕塑以及艺术70955 。
1 硼硅酸盐玻璃有时用于高品质的饮料玻璃器皿。硼硅酸盐玻璃借给随着微波炉和洗碗机兼容性厨具和玻璃器皿增加耐用性。
大多数天文望远镜反射镜组件的玻璃制成，因为它与低硼硅玻璃热膨胀系数。这使得非常精确的光学表面可能随温度的变化非常小，和匹配的玻璃镜组件， “追踪”在温度变化，并保留光学系统的特点。
最常见的光学玻璃镜片制造工具使用的肖特浅滩- 7(或从其他制造商当量) ，一个非常精细了硼硅玻璃冠。它也被指定为517642玻璃后的1.517折射率和阿贝数64.2 。其他较昂贵的硼硅酸盐玻璃，如肖特B270或等值，可用于制造“冠玻璃“眼镜镜片。普通低硼硅玻璃的成本，这样用来制造厨具，甚至反射式望远镜反射镜，不能用于因条纹和包裹体共同应对本玻璃型低年级高品质的镜头。
硼硅酸盐也是一种选择真空管太阳能热利用技术的材料，由于其强度高，耐热性。 硼硅酸盐玻璃也发现了微机械器件的微机电系统著名，发展应用在半导体行业的保税蚀刻硅硼硅酸盐玻璃的蚀刻晶圆堆叠的一部分。
航天飞机上的绝热瓦上涂有硼硅酸盐玻璃。照明设备制造商使用其折射硼硅玻璃。 其主要性能指标均达到国际ISO标准，与美国康宁公司的7740料，德国肖特公司的50料属同种料性。与普遍玻璃相比，无毒副作用，其机械性能，热稳定性能，抗水、抗碱、抗酸等性质大大提高，可广泛用于化工、航天、军事、家庭、医院等各个领域，可制成灯具、餐具、标盘、望远镜片，洗衣机观察孔，微波炉盘，太阳能热水器等多种产品，具有良好的推广价值和社会效益，该种玻璃在我国出现是基础材料工业的又一次新革命。 物理与化学特性
硼硅酸盐玻璃具有非常低的热膨胀系数，约是普通玻璃的三分之一。这将减少因温度梯度应力造成的影响，从而具有更强的抗断裂性能。由于其形状偏差非常小，这使它成为望远镜，反射镜中必不可少的材料。它还可用于处理高放射性核废料。
硼硅酸盐玻璃开始软化约821 ℃( 1510 ℉)，在此温度下， 7740型粘度高硼硅为107.6砝码。
硼硅酸盐玻璃低于普通玻璃致密。
虽然越来越多的抗性比其他类型的玻璃热冲击，硼硅玻璃仍然可以因受温度变化迅速或不均匀而破碎。当破碎时，硼硅玻璃裂纹往往比较大块，而不是粉碎(它将单元，而不是分裂)。
光学，硼硅酸盐玻璃有低色散(约65阿贝数冠眼镜)和相对较低的折射率(整个可见光范围1.51-1.54 ) 。
G3.3高硼硅玻璃的线膨胀系数是3.3士0.1×10-6/K，是以氧化钠(Na2O)、氧化硼(B2O2)、二氧化硅(SIO2)为基本成份的一种玻璃。该玻璃成分中硼硅含量较高，分别为硼：12.5~13.5%，硅：78~80%，故称此类玻璃为高硼硅玻璃。属于硼硅酸盐玻璃中的PYREX玻璃。耐酸耐碱耐水，抗腐蚀性能优越，拥有良好的热稳定性、化学稳定性和电学性能，故具有抗化学侵蚀性、抗热冲击性、机械性能好、承受高温等特性。
G3.3高硼硅玻璃具体物理化学性能如下： 含硅量 80 %以上 应变温度 520 ℃ 退火温度 560 ℃
2 软化温度 折射率
透光率( 2毫米) 弹性模量 抗张强度
玻璃应力光学常数
加工温度( 104dpas ) 线膨胀系数( 20-300 ℃) 密度(20 ℃) 比热 导热率
耐水性能(国际标准化组织719) 耐酸性能(国际标准化组织195 ) 耐碱性能(国际标准化组织695) 制造工艺
820 ℃ 1.47 92 %
76KNmm2
3.8 * 10-6平方毫米/否 1220 ℃
3.3 * 10-6 K1
0.9jg1K的- 1 1级 1级 2级
高硼硅玻璃，是利用玻璃在高温状态下导电的特性，通过在玻璃内部加热来实现玻璃熔化，经先进生产工艺加工而成。 渗锡量对浮法高硼硅玻璃工艺的影响
浮法高硼硅玻璃下表面渗锡量和渗锡价态及渗锡深度对浮法玻璃的质量和玻璃深加工有较大的影响，玻璃渗锡量严重玻璃的深加工处理。
对比高硼硅玻璃和钠钙硅玻璃，假如锡槽前端温度提高300℃左右，则锡蒸气压就提高了142倍。这样，在浮法生产高硼硅玻璃时，玻璃液就好像处于锡的蒸气浴中，同时由于生产高硼硅玻璃的温度提高了好几百度，锡离子的活性大大增强，锡离子渗透到玻璃极表面的能力大大增强，渗锡量增加的可能性大大增加，渗锡对玻璃表面性质改变的影响更大，这是采用浮法玻璃工艺需要解决的问题之一。 生活中的高硼硅玻璃制品
高硼硅玻璃高硼硅玻璃具有非常低的热膨胀系数 耐高温,耐200度的温差剧变。高硼硅玻璃用于卤素灯的反光耐热灯杯和必须采用耐热玻璃的电器设备，如微波炉专用玻璃转盘、微波炉灯罩、舞台灯光反射杯、滚筒洗衣机观察窗、耐热茶壶茶杯，太阳能集热管等。
高硼硅玻璃管
硼硅玻璃是利用玻璃在高温状态下导电的特性，通过在玻璃内部加热来实现玻璃熔化，经先进生产工艺加工而成。玻璃管中SiO2(氧化硅)>78%，B2O3(氧化硼)>10%，硅和硼的含量很高。 目录
3 原料
包括主要原料和辅助原料。前者指引入玻璃的形成网络结构的氧化物、中间体氧化物和网络外氧化物等原料;后者可以加速玻璃熔制，或使其获得某种必要的性质。 主要原料
根据引入氧化物的性质，分为酸性氧化物原料、碱金属氧化物原料和碱土金属氧化物原料。 硼硅玻璃管
①酸性氧化物原料:有SiO
2、B2O
3、Al2O3等的原料。SiO2是硅酸盐玻璃中玻璃结构的骨架。它赋予玻璃高强度、良好的化学稳定性、耐热性和低膨胀性，但会使玻璃的熔融温度增高，粘度增大。SiO2的引用原料是硅砂或砂岩、石英岩。玻璃中加B2O3，可降低玻璃的热膨胀性,提高折射率、耐热急变性和耐化学侵蚀性,在温度较高时能降低玻璃粘度，温度较低时提高玻璃粘度。B2O3的引用原料是硼砂或硼酸。玻璃中加 Al2O3能减小玻璃析晶倾向和增强化学稳定性，提高强度，增大玻璃粘度。其引用原料通常是伴含K2O或Na2O和SiO2的长石,也可以用工业氧化铝等。 沧州市天畅工艺玻璃制品厂专业生产各种型号高硼硅玻璃管
②碱金属氧化物原料:有Na2O、K2O的原料。玻璃中加Na2O和K2O成分可降低熔融温度，减小粘度,但会使玻璃的化学稳定性变差。其引用原料是纯碱(Na2CO3)和钾碱(K2CO3)。
③碱土金属氧化物原料：有CaO、MgO、BaO、ZnO、PbO的原料。玻璃中加 CaO和MgO能减弱钠硅玻璃析晶倾向，增强化学稳定性，高温时能降低玻璃粘度，促进玻璃熔化和澄清,但温度降低时粘度增加很快,成型操作困难。其引用原料是石灰石(CaCO3)和菱苦土(MgCO3)，或用同时含CaO和MgO的白云石。玻璃中常加BaO和ZnO以调节玻璃的化学稳定性和折射率等性质，其引用原料常为工业ZnO和BaCO
3、BaSO4或 Ba(NO3)2。玻璃中加PbO可显著提高折射率和色散，使玻璃吸收短波长射线，同时，比重增大，熔融温度降低,与金属浸润性好。PbO的引用原料是红丹和黄丹或工业硝酸铅。
此外，碎玻璃也是一种主要原料，常称为熟料，能够在较低的温度下熔融，有助于玻璃配合料的溶化。 辅助原料
一般包括澄清剂、着色剂、脱色剂、乳浊剂、助熔剂等。
①澄清剂：在玻璃熔制时分解排放气体，加速玻璃熔体排出气泡。有白砒、氧化锑、硝酸盐、锑酸钠、芒硝等。
②着色剂：使玻璃具有各种不同颜色，通常是过渡金属Co、Ni、Mn、Cr、Cu、Fe的化合物,CdS、CdSe及Se、Au、Ag的化合物等。
③脱色剂：脱色分化学脱色和物理脱色。化学脱色是加入氧化剂，将带色化合物氧化成无色或浅色。物理脱色是根据互补色原理，加入着色剂以抵消FeO、Fe2O
3、Cr2O
3、TiO2等杂质呈现的颜色。如氧化铁使玻璃呈青绿色，通常加入硝酸盐、氧化铈将铁氧化成高价后，着色力减弱。还可加入Se、Co、Ni、Mn的化合物产生红紫色，与Fe化合物的青绿色互补成无色，但降低了光透过率。
4 ④乳浊剂：使玻璃冷却时析出密布晶体，对光线产生散射而不透明。常用水晶石、氟硅酸钠等氟化物和磷酸钙等磷酸盐。 生产过程
主要包括配合料制备、熔制、成型、退火和后加工等步骤。 配合料制备
首先对原料进行预加工，包括对块状原料的粉碎、潮湿原料的预干燥和含铁原料的除铁处理等。粉碎的颗粒度以0.25～0.5mm为宜,过粗的颗粒不易充分熔化,在玻璃中会形成残留料粉结石或富硅节瘤;过细的颗粒容易飞扬或集聚成团。将具有一定颗粒度的原料按配方精确称量，再用转鼓式、桨叶式或盘式混合机进行混合。 熔制
将玻璃配合料进行高温熔化、澄清，形成均匀的无气泡、无结石的玻璃液。玻璃配合料的熔制温度随成分不同而异，通常为1300～1600℃。配合料在高温下发生一系列物理化学反应，逐步熔融完全。随温度的升高,粘度显著减小,其中夹杂的大量空气和原料分解产生的气体从熔融液中上升并逸出，使熔体变得清澄。在高温排除气泡的同时,玻璃液的化学组成也趋向均匀,必要时，加机械外力搅动。澄清和均化完成后，降温使玻璃液均匀一致地达到适合成型要求的粘度。
熔制在玻璃熔窑中进行。大批量生产时在池窑中连续熔制。配合料在窑的一端加入，供成型的玻璃液在另一端排出。小量生产时在坩埚窑中间歇熔制。 成型
将玻璃液加工成固定几何形状的制品。玻璃降温时由液态、可塑态至固态，将玻璃的供取料、赋形和定型的制作阶段连接起来。人工挑料时，玻璃液粘度通常为102.2Pa·s;机械自动供料时为102～103Pa·s,相当于玻璃液澄清时粘度的10～100倍。玻璃液滴入模的适宜粘度通常为103.5Pa·s,脱模时粘度应为106Pa·s, 在这个可塑范围内对玻璃料进行剪切、粘结、吹扩、压延等成型操作。若制作时间较长，须调节玻璃成分使粘度转变趋缓和析晶倾向小，以免在成型过程硬化太快和发生析晶。常用的玻璃成型方法有吹制法、压制法、拉引法、浇注法、压延法等。
玻璃管吹制法：用以制造空心玻璃制品，如水杯、器皿、瓶、罐、灯泡等。人工吹制时使用长约1.5m中空铁吹管，一端蘸取玻璃液(挑料)，一端为吹嘴。挑料后在滚料板(碗)上滚匀、吹气，形成玻璃料泡，在模中吹成制品;也可无模自由吹制，最后从吹管上敲落。大型制品成型时，需反复挑料滚匀，以集取足够料量。机械吹制时，玻璃液由玻璃熔窑出口流出，经供料机形成设定重量和形状的料滴，剪入初型模中吹成或压成初型，再转入成型模中吹成制品。吹成初型再吹成制品的称吹-吹法，适宜制成小口器皿和瓶罐。压成初型再吹成制品的称压-吹法，适宜制成大口器皿和薄壁瓶罐。
高硼硅玻璃管系数、分类、用途
1.理化性能
5 膨胀系数 :(32.5±0.5)×10-7/℃ 密度g/cm : 32.23±0.02 耐水性能 : 一级
耐酸性能 : 一级
耐碱性能 : 二级 软化点 : 820℃
析品温度 : 695℃-1180℃ 2.高硼硅玻璃主要技术参数
熔化温度(℃): 1680 成型温度(℃): 1260 软化温度(℃): 830 退火炉温度(℃): 560 硬度 七级
3.高硼硅玻璃产品系列
1、棒材：可用于加工高档装饰灯具用品，深受海内外青睐
2、管材：可用于化学仪器用管、化工管道、工艺品用管
3、太阳能真空管用毛坯管 公司介绍
嘉兴市富林光能科技有限公司位于长三角经济圈的浙江嘉嘉兴市富林光能科技有限公司 兴，交通便利，环境优美。 本公司自2008年5月建立以来，经过这几年的发展，已拥有行业内领先的全电玻璃熔炉4套，拥有员工近200名，初步建立了一套属于自己的，完整、科学的质量管理体系。本公司产品以3.3高硼硅玻璃为主，专业生产高硼硅玻璃管、玻璃棒、太阳能毛坯管、工艺品用玻璃管等产品，在行业内有很高的美誉度。 嘉兴市富林光能科技有限公司的诚信、实力和产品质量获得各界的认可，自成立以来的短短几年间，已获得嘉兴市AA级信用企业等荣誉，富林光能本着“质量第一，诚信至上”的公司宗旨，竭诚欢迎国内外朋友光临惠顾。
第四篇：高一化学硅教案22
高一化学硅教案22 本资料为woRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址
第一节
无机非金属材料的主角—硅
第2课时
教学目标
、了解硅酸盐工业及一些产品。
2、了解一些重要的新型无机非金属材料。
3、激发学生学习化学的兴趣，使学生对化学与生产、生活实际的联系有进一步的认识。
重点难点：
硅酸盐的丰富性和复杂性。
新型无机非金属材料的特性。
教学过程
[复习过渡]：回忆Si和Sio2的部分化学性质，默写化学方程式：
二氧化硅和氢氧化钠溶液反应。
介绍硅酸盐的概念及硅酸钠的性质和用途。
解释硅酸盐的丰富性和复杂性。
[科学视野]：介绍新型无机非金属材料的特性。
无机非金属材料：
硅酸盐材料：水泥、玻璃、陶瓷等
新型无机非金属材料：高温结构陶瓷、光导纤维等
传统无机非金属材料的优缺点：
抗腐蚀、耐高温，质脆、经不起冲击。
新型无机非金属材料的特性：
强度高，耐高温;
具有电学特性：绝缘体、半导体、导体等;
具有光学特性：发光、透光(可见光、红外光、射线);
具有生物功能。
[思考交流]：用氧化物的形式表示硅酸盐的组成。
硅酸：Sio2•H2o、Sio2•2H2o
硅酸钾：k2Sio3——k2o•Sio2 高岭石：Al2(Si2o5)(oH)4——Al2o3•2Sio2•2H2o
[例题讨论]：教材P69习题2。
[演示文稿]：新型无机非金属材料的幻灯片
补充习题：
、下列材料的特性及用途的说法中不正确的是(
)
A、光导纤维传导光的能力很强，是非常好的通讯材料
B、氧化铝陶瓷具有两性，不可以用于制耐高温设备
c、氮化硅陶瓷耐高温且不易传热，可用来制造轴承
D、人造刚玉硬度高，可用来制造刚玉球磨机
2、熔融苛性钠应选用的器皿是(
)
A、陶瓷坩埚
B、石英坩埚
c、普通玻璃坩埚
D、铁坩埚
3、把下列式子改写成氧化物的形式：
A、正长石kAlSi3o8___________________。
B、石棉camg3Si4o12____________________。
c、蛇纹石H4mg3Si2o9_________________。
4、氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃时反应获得。
⑴根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是________(填序号)。
A、制汽轮机叶片
B、制有色玻璃
c、制永久性模具
D、制造柴油机
⑵氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式________________________________________。
⑶现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为_________________________________________-。
参考答案：
1、B
2、D
第五篇：晶体硅电池漏电研究
【干货】晶体硅电池漏电都有哪些原因?
2016-01-26
摘要本文描述了晶体硅太阳能电池片局部漏电现象，分析了晶体硅硅片及电池生产过程中可能产生的漏电原因及预防措施。电池生产过程中刻蚀不完全或未刻蚀、点状烧穿和印刷擦片或漏浆等情况会产生漏电，严重影响电池片的品质，另外发现Si3N4颗粒、多晶硅晶界等也有可能造成电池片漏电。
关键词：漏电流;点状烧穿;印刷擦片;刻蚀不完全
太阳能发电由于其具有环保、高效、节能以及取之不尽、用之不竭等特点，已成为新能源中最受瞩目的能源。太阳能电池是一个巨大的半导体二极管，以半导体材料为基础进行能量转换。目前，光伏行业中晶体硅太阳能电池还是占主导位置。晶体硅太阳电池主要分为两种，一种是将圆柱形的单晶硅棒切割成单晶硅片;一种是通过铸锭方式生成多晶硅片。单晶硅棒和多晶铸锭的质量很大程度上可以影响晶体硅电池片的质量。随着晶体硅电池利用的日益广泛，晶体硅太阳电池局部漏电问题逐渐受到人们的关注与重视。因此晶体硅电池漏电原因的分析与讨论成为晶体硅电池研究的热点之一。
在晶体硅太阳电池生产过程中，部分晶体硅太阳电池难免会因为各种原因导致局部漏电，甚至短路。晶体硅片在制作生产过程中导致局部漏电主要原因为1)通过PN结的漏电流;2)沿电池边缘的表面漏电流; 3)金属化处理后沿着微观裂纹或晶界形成的微观通道的漏电流[1]。本文主要探究了晶体硅电池漏电的原因，并进行具体分析。
一、晶体硅太阳电池工作原理
如图1所示，当处于开路的情况下，当光生电流和正向电流相等的时候，则由于电子和空穴分别流入N区和P区，使N区的费米能级比P区的费米能级高，在这两个费米能级之间，P-N结两端将建立起稳定的电势差Voc(P区为正,N区为负)。如果将外电路短路，则外电路中就有与入射光能量成正比的光电流流过，这个电流称作短路电流，只要光生电流不停止，就会有源源不断的电流通过电路，P-N结起到了一个电源的作用。这就是太阳能电池的工作原理[2]。 来源：Solarbe 作者：李吉，靳迎松，严金梅，王惠，麻增智，赵江雷
图2是利用P/N结光生伏特效应做成的理想光电池的等效电路图。
图中把光照下的p-n结看作一个理想二极管和恒流源并联，恒流源的电流即为光生电流IL，由于前面和背面的电极和接触，以及材料本身具有一定的电阻率，基区和顶层都不可避免的要引入附加电阻。流经负载的电流，经过它们时，必然引起损耗。在等效电路中，可将它们的总效果用一个串联电阻RS来表示。由于电池边沿的漏电和制作金属化电极时，在电池的微裂纹、划痕等处形成的金属桥漏电等，使一部分本应通过负载的电流短路，这种作用的大小可用一并联电阻RSH来等效。本文主要研究的就是在实际太阳电池生产中的漏电原因[3]。
二、 晶体硅太阳电池漏电分析
从晶体硅太阳电池生产工艺流程看，以下几个因素与电池片漏电有关：1)刻蚀不完全或未刻蚀; 2)点状烧穿;3)印刷擦片或漏浆。对上述三方面进行实验研究，在研究过程中发现除了以上三种漏电原因外，还有Si3N4颗粒、多晶晶界等也会造成电池片漏电[4,5]。
1刻蚀不完全或未刻蚀造成的漏电
扩散工艺中在硅片的上表面和周边都扩散上了N型结，如果不去除周边的N型结会导致电池片正负极被周边的N型结联接起来，使电池正负极接通，起不到电池的作用了，我们用等离子刻蚀去除太阳能电池的周边结，其腐蚀反应方程为：
CF4 ------C+4F* (1) Si+4F------SiF4* ↑ (2)
等离子体刻蚀是采用高频辉光放电反应，使反应气体激活成活性粒子，如原子或游离基，这些活性粒子扩散到需刻蚀的部位，在那里与被刻蚀材料进行反应，形成挥发性生成物而被去除。
如果硅片未刻蚀或刻蚀不完全没有及时发现，并且下传印刷，将产生局部漏电的电池片，我们可以通过IR红外热成像仪，判断局部漏电硅片是否刻蚀原因产生的。
IR红外热成像仪的工作原理是在连接电池片的正负极时，使电池片上会形成一个电流回路，当有区域漏电时，该区域的电流就会特别大，产生的热量就会比较多，红外成像仪可以根据硅片表面产生的不同热量转换为电信号，进而在显示器上形成热图像，可以对发热的异常区域进行准确的识别。
刻蚀不完全或未刻蚀的硅片在IR下表现为电池片边缘发红，如图3所示。刻蚀不完全或未刻蚀的电池片在进行四周打磨后漏电流会减少到2A以下，如表1所示。
以上几点可以判断为刻蚀不完全或未刻蚀造成的。刻蚀不完全主要是由于硅片边结由于设备原因或人为原因未去除干净，导致漏电过大的异常现象主要有以下原因：1)刻蚀功率过小; 2)刻蚀时间不足; 3)刻蚀压力波动导致刻蚀不均; 4)刻蚀时机台故障，以致刻蚀未进行完全; 5)刻蚀时，硅片底部托盘未旋转，导致刻蚀不均;6)人为原因，将未刻蚀硅片下传;针对以上原因需要加强刻蚀机的监控，增加人员的责任意识。
2点状烧穿造成的漏电
点状烧穿通常意义上指IR拍摄出呈现点状发红的漏电现象，具体表现如图4所示，其主要由以下三种因素引起，1)隐裂引起的点状烧穿;2)微隐裂引起的点状烧穿;3)未知因素引起的点状烧穿。
隐裂引起的点状烧穿主要有两种方式产生，1) 扩散前隐裂即在扩散步磷源顺着裂缝扩散，从而导致上下导通，产生点状烧穿;2)印刷前隐裂即在印刷过程中，浆料恰巧印过裂缝，银浆通过裂缝渗透到背面产生点状烧穿。对于由隐裂而产生的点状烧穿，我们必须规范生产现场操作，尽量避免产生隐裂片的可能。比如装舟卸舟时轻拿轻放，保持印刷机台干净平整等等。
微隐裂引起的点状烧穿主要是因为硅片本身晶体结构存在缺陷，在烧结过程中会破坏晶体结构，银浆顺着晶界渗透至基区，从而产生漏电。我们通常也称此现象为微隐裂。判断是硅片本身的缺陷还是晶体硅电池生产过程中导致的点状烧穿，我们需要借助扫描电镜进行分析。
由扫描电镜即扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope，简称SEM)，主要用于观察样品的表面形貌、割裂面结构、管腔内表面的结构等，所获得的图像立体感强，可用来观察样品的各种形貌特征。
由SEM图片可知：微隐裂正面与背面均存在凹槽缺陷，导致点状烧穿，如图5所示。对于此类由晶体缺陷引起的点状烧穿，如果要降低其产生的可能性，则需要在进料时加一道检测工序，测量每片原料片的少子寿命分布，剔除异常片。但该工序费时费力，可行性有待进一步商榷。
3擦片或漏浆造成的漏电
擦片主要是指在印刷过程中出现的印刷不良片用酒精等将栅线擦拭干净后重新印刷的电池片。这些电池片如果没有处理好，可以看到如图6所示的形貌。在显微镜下观察可以看到还有部分浆料残留在硅片表面，IR图像显示有大面积漏电，EL图像显示表面有大面积污染， SEM图像显示可以看到密密麻麻的细点，这些细点即为银浆，在擦片的过程中银浆渗进电池片里;小颗粒银浆是团状银浆在烧结过程中形成玻璃态造成的大面积漏电。
造成擦片漏电的原因主要为人为操作不规范导致的，1)人为的擦片破坏Si3N4膜面，使Si3N4钝化效果失效;2)绒面凸起部分在人为摩擦过程中极易受损，使电池片p型裸露，印刷后直接与金属电极导通发生短路;3)即使擦片后表观看来已无浆料，但仍会有少量浆料残留在绒面凹陷处，烧结后成为金属复合中心，降低少子寿命，漏电明显增大;4)擦片过程中难免使电池片四周沾到浆料，造成pn结导通，发生漏电。
漏浆主要包含边缘漏浆和表面漏浆两种，边缘漏浆是指电池片四周沾到浆料，造成pn型导通，发生漏电如图7所示;边缘漏浆和刻蚀不完全只看IR图像很难区分，必须在SEM或者基恩士下观察方能准确判断。
表面漏浆是指电池片在印刷前有隐裂，印刷时隐裂处沾染上铝浆，烧结时铝浆随银浆一起被烧进PN结，而导致PN结被烧穿，引起的漏电如图8所示。平面图上明显看到浆料(红色线条包围的区域)，这些浆料以铝浆为主。
4 其他原因造成的漏电
Si3N4颗粒有可能造成漏电如图9所示，Si3N4颗粒主要来源：1)铸造多晶硅时在坩埚表面喷涂的Si3N4脱落融入硅锭所致;2)镀膜时SiH4的含量偏高，形成Si3N4颗粒。Si3N4颗粒的晶粒贯穿电池片的层错，使PN结导通而导致漏电。
晶界缺陷有可能造成漏电如图10所示，其原因主要为1)杂质原子容易在晶界位置集中，形成各类缺陷和复合中心;2)高温扩散的原子也容易沿着位错和晶界形成微小的桥路漏电。
三、 结论
分析了晶体硅硅片及电池生产阶段可能产生的漏电原因及预防措施。在电池生产过程中产生漏电的主要原因为：1)刻蚀不完全或未刻蚀 2)点状烧穿3)印刷擦片或漏浆等，严重影响电池片的品质。在分析过程中还发现Si3N4颗粒、多晶晶界等也有可能造成电池片漏电，在以后的研究中也需要重点关注。
参考文献
[1] 曹泽淳.国产太阳电池并联电阻的研究.中国太阳能学会第一届光伏会.北京.1983
[2] 马丁•格林.太阳电池工作原理、工艺和系统的应用[M].北京:.电子工业出版社,1987,98-103.
[3] 刘恩科,朱秉升,罗晋升,等.半导体物理学[M]:第6版.北京:电子工业出版社,2006:151- 164.
[4] Breitenstein O, Rakotoniaina JP, Al Rifai MH.Quantitative evaluation of shunts in solar cells by lock-in thermography. Progress in Photovoltaics: Research and Applications 2003; 11: 512–526.
[5] Breitenstein O, Langenkamp M, Lang O, Schirrmacher A. Shunts due to laser scribing of solar cells evaluated by highlysensitive lock-in thermography. Solar Energy Materials and Solar Cells 2001; 65: 55–62.