硅以大量的硅酸鹽礦和石英礦存在于自然界中。如果說碳是組成生物界的主要元素，那么，硅就是構(gòu)成地球上礦物界的主要元素。硅在地殼中的豐度為27.7%，在所有的元素中居第二位，地殼中含量最多的元素氧和硅結(jié)合形成的二氧化硅SiO2,占地殼總質(zhì)量的87%。我們腳下的泥土、石頭和沙子，我們使用的磚、瓦、水泥、玻璃和陶瓷等等，這些我們在日常生活中經(jīng)常遇到的物質(zhì)，都是硅的化合物。硅，真是遍布世界，俯拾即是的元素。單晶硅和多晶硅的區(qū)別是，當(dāng)熔融的單質(zhì)硅凝固時(shí),硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒，則形成單晶硅。如果這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，則形成多晶硅。硅有晶態(tài)和無定形兩種同素異形體。晶態(tài)硅又分為單晶硅和多晶硅，它們均具有金剛石晶格，晶體硬而脆，具有金屬光澤，能導(dǎo)電，但導(dǎo)電率不及金屬，且隨溫度升高而增加，具有半導(dǎo)體性質(zhì)。晶態(tài)硅的熔點(diǎn)1410C，沸點(diǎn)2355C,密無定形硅是一種黑灰色的粉末。硅的化學(xué)性質(zhì)硅在常溫下不活潑，其主要的化學(xué)性質(zhì)如下：(1)與非金屬作用常溫下Si只能與F2反應(yīng)，在F2中瞬間燃燒，生成SiF4.Si+F2===Si+F4加熱時(shí)，能與其它鹵素反應(yīng)生成鹵化硅，與氧反應(yīng)生成SiO2:Si+2F2SiF4(X=Cl,Br,I)Si+O2SiO2(SiO2的微觀結(jié)構(gòu))在高溫下，硅與碳、氮、硫等非金屬單質(zhì)化合，分別生成碳化硅SiC、氮化硅Si3N4和硫化硅SiS2等.Si+CSiC3Si+2N2Si3N4Si+2SSiS2與酸作用Si在含氧酸中被鈍化，但與氫氟酸及其混合酸反應(yīng)，生成SiF4或H2SiF6:Si+4HFSiF4f+2H2f3Si+4HNO3+18HF===3H2SiF6+4NOf+8H2O與堿作用無定形硅能與堿猛烈反應(yīng)生成可溶性硅酸鹽，并放出氫氣：Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2f(4)與金屬作用硅還能與鈣、鎂、銅、鐵、鉑、鉍等化合，生成相應(yīng)的金屬硅化物。硅的用途高純的單晶硅是重要的半導(dǎo)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(dǎo)體；摻入微量的第VA族元素，形成n型和p型半導(dǎo)體結(jié)合在一起，就可做成太陽能電池，將輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。在開發(fā)能源方面是一種很有前途的材料。金屬陶瓷、宇宙航行的重要材料。將陶瓷和金屬混合燒結(jié)，制成金屬陶瓷復(fù)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(yōu)點(diǎn)，又彌補(bǔ)了兩者的先天缺陷?？蓱?yīng)用于軍事武器的制造第一架航天飛機(jī)“哥倫比亞號(hào)”能抵擋住高速穿行稠密大氣時(shí)磨擦產(chǎn)生的高溫，全靠它那三萬一千塊硅瓦拼砌成的外殼。光導(dǎo)纖維通信，最新的現(xiàn)代通信手段。用純二氧化硅拉制出高透明度的玻璃纖維，激光在玻璃纖維的通路里，無數(shù)次的全反射向前傳輸，代替了笨重的電纜。光纖通信容量高，一根頭發(fā)絲那么細(xì)的玻璃纖維，可以同時(shí)傳輸256路電話，它還不受電、磁干擾，不怕竊聽，具有高度的保密性。光纖通信將會(huì)使21世紀(jì)人類的生活發(fā)生革命性巨變。聚氧硅材料的應(yīng)用1性能優(yōu)異的硅有機(jī)化合物。例如有機(jī)硅塑料是極好的防水涂布材料。在地下鐵道四壁噴涂有機(jī)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(jī)硅塑料，可以防止青苔滋生，抵擋風(fēng)吹雨淋和風(fēng)化。天安門廣場上的人民英雄紀(jì)念碑，便是經(jīng)過有機(jī)硅塑料處理表面的，因此永遠(yuǎn)潔白、清新。硅橡膠具有良好的絕緣改組，長期不龜裂、不老化，沒有毒性，還可以作為醫(yī)用高分子材料。硅油，是一種很好的潤滑劑，由于它的粘度受溫度變化的影響小，流動(dòng)性好，蒸氣壓低，在高溫或寒冷的環(huán)境中都能使用。硅元素進(jìn)入有機(jī)世界，將它優(yōu)異的無機(jī)性質(zhì)揉進(jìn)有機(jī)物里，使有機(jī)硅化合物別具一格，開辟了新的領(lǐng)域。、“可控硅”是一種大功率半導(dǎo)體器件，它能控制較大的電流和功率，用來進(jìn)行電機(jī)調(diào)速、電鍍、電解、充電、勵(lì)磁、恒溫、調(diào)壓、穩(wěn)壓、無觸點(diǎn)開關(guān)、變頻等作用。3、工作原理/zs/yl-html1、工作原理可控硅是P1N1P2N2四層三端結(jié)構(gòu)元件，共有三個(gè)PN結(jié)，分析原理時(shí)，可以把它看作由一個(gè)PNP管和一個(gè)NPN管所組成，其等效圖解如圖1所示

圖1可控硅等效圖解圖當(dāng)陽極A加上正向電壓時(shí)，BG1和BG2管均處于放大狀態(tài)。此時(shí)，如果從控制極G輸入一個(gè)正向觸發(fā)信號(hào)，BG2便有基流ib2流過，經(jīng)BG2放大，其集電極電流ic2=B2ib2。因?yàn)锽G2的集電極直接與BG1的基極相連，所以ib1=ic2。此時(shí)，電流ic2再經(jīng)BG1放大，于是BG1的集電極電流ic1=Blib1=BIB2ib2這個(gè)電流又流回到BG2的基極，表成正反饋，使ib2不斷增大，如此正向饋循環(huán)的結(jié)果，兩個(gè)管子的電流劇增，可控硅使飽和導(dǎo)通。由于BG1和BG2所構(gòu)成的正反饋?zhàn)饔?，所以一旦可控硅?dǎo)通后，即使控制極G的電流消失了，可控硅仍然能夠維持導(dǎo)通狀態(tài)，由于觸發(fā)信號(hào)只起觸發(fā)作用，沒有關(guān)斷功能，所以這種可控硅是不可關(guān)斷的。由于可控硅只有導(dǎo)通和關(guān)斷兩種工作狀態(tài)，所以它具有開關(guān)特性，這種特性需要一定的條件才能轉(zhuǎn)化，此條件見表1表1可控硅導(dǎo)通和關(guān)斷條件2、基本伏安特性可控硅的基本伏安特性見圖2圖2可控硅基本伏安特性1）反向特性當(dāng)控制極開路，陽極加上反向電壓時(shí)（見圖3）,J2結(jié)正偏，但JI、J2結(jié)反偏。此時(shí)只能流過很小的反向飽和電流，當(dāng)電壓進(jìn)一步提高到J1結(jié)的雪崩擊穿電壓后，接差J3結(jié)也擊穿，電流迅速增加，圖3的特性開始彎曲，如特性O(shè)R段所示，彎曲處的電壓URO叫“反向轉(zhuǎn)折電壓”。此時(shí)，可控硅會(huì)發(fā)生永久性反向圖3陽極加反向電壓2）正向特性當(dāng)控制極開路，陽極上加上正向電壓時(shí)（見圖4），JI、J3結(jié)正偏，但J2結(jié)反偏，這與普通PN結(jié)的反向特性相似，也只能流過很小電流，這叫正向阻斷狀態(tài)，當(dāng)電壓增加，圖3的特性發(fā)生了彎曲，如特性O(shè)A段所示，彎曲處的是UBO叫：正向轉(zhuǎn)折電壓JIMJ3圖4陽極加正向電壓由于電壓升高到J2結(jié)的雪崩擊穿電壓后，J2結(jié)發(fā)生雪崩倍增效應(yīng)，在結(jié)區(qū)產(chǎn)生大量的電子和空穴，電子時(shí)入N1區(qū)，空穴時(shí)入P2區(qū)。進(jìn)入N1區(qū)的電子與由P1區(qū)通過J1結(jié)注入N1區(qū)的空穴復(fù)合，同樣，進(jìn)入P2區(qū)的空穴與由N2區(qū)通過J3結(jié)注入P2區(qū)的電子復(fù)合，雪崩擊穿，進(jìn)入N1區(qū)的電子與進(jìn)入P2區(qū)的空穴各自不能全部復(fù)合掉，這樣，在N1區(qū)就有電子積累，在P2區(qū)就有空穴積累，結(jié)果使P2區(qū)的電位升高，N1區(qū)的電位下降，J2結(jié)變成正偏，只要電流稍增加，電壓便迅速下降，出現(xiàn)所謂負(fù)阻特性，見圖3的虛線AB段。這時(shí)JI、J2、J3三個(gè)結(jié)均處于正偏，可控硅便進(jìn)入正向?qū)щ姞顟B(tài)---通態(tài)，此時(shí)，它的特性與普通的PN結(jié)正向特性相似，見圖2中的BC段3、觸發(fā)導(dǎo)通在控制極