本文将详细介绍硅的性质和用途。
硅是一种非常常见的元素，在自然界中以各种硅酸盐或二氧化硅的形式广泛存在于岩石、砂砾和灰尘中。它是地壳中第二丰富的元素，占地壳总质量的26.4%，仅次于氧（49.4%）[1]。硅粉呈深棕色粉末，不溶于水，密度比水大。它遇热或明火容易燃烧，难以熄灭，水也无法有效灭火。硅被用于制作计算机微芯片，也是一种天然存在的矿物质。许多食品，包括水、啤酒、咖啡和一些蔬菜，自然含有硅。硅补充剂也被用作药物。尽管大部分用途缺乏科学证据的支持，硅被用于治疗骨质疏松症、心脏病、皮肤老化和其他疾病[2]。
硅有许多用途。它是陶瓷和砖的重要成分，也被用于制作晶体管的半导体材料。硅广泛用于计算机芯片和太阳能电池的制造，是波特兰水泥的主要组成部分，也用于制造耐火砖。一些防水系统使用有机硅作为组件，硅还用于许多脱模剂和模塑料的制造，同时也是硅铁（一种广泛用于钢铁工业的合金）的成分[3-7]。
硅可能对骨骼软弱（骨质疏松症）有益。通过摄取更多硅的饮食，男性和年轻（绝经前）女性似乎拥有更健康的骨骼，这可以减少骨骼软弱的风险[8]。然而，对于老年（绝经后）女性来说，更高的硅摄入量似乎没有好处，除非她们的身体不断合成骨骼，因为这些女性往往会发展出软弱的骨骼。硅似乎不能阻止骨骼的合成，只能促进骨骼的形成[8]。
在工业上，硅的制备是通过将硅石（SiO2）和焦炭按一定比例混合，在极高温度下（1600-1800°C）反应制得纯度为95%-99%的粗硅。反应过程为：SiO2 + 2C = Si + 2CO。然后可以使用盐酸、王水、氢氟酸/硫酸进行处理，最后用蒸馏水洗至中性，得到高纯度的工业硅（99.9%）[9,10]。
[1] 冉祥滨等. 地表过程与人类活动对硅产出影响的研究进展[J]. 地球科学进展, 2013.
[2] 肖何才, 于忠. 国外硅粉应用概况[J]. 铁合金, 1990(02):33-37.
[3] 佚名. 晶体硅材料[J]. 能源与节能, 2012(1):29-29.
[4] 尚颖. 有机硅及其应用[J]. 化学工程师, 1990(1):38-40.
[5] 王涛. 硅太阳能电池研究[D]. 国防科学技术大学, 2006.
[6] 李晓光, 董德, 赵金钊,等. 利用有机硅高沸物制备乳化硅油及脱膜剂[J]. 当代化工, 2007, 036(003):288-290.
[7] 章艺, 刘家臣, 彭西高,等. 铝电解槽用硅酸铝质耐火砖抗冰晶石电解质侵蚀性研究[J]. 耐火材料, 2008(02):000148-150.
[8] 颜世铭. 硅的生理作用[J]. 广东微量元素科学, 2008(03):26.
[9] 田建强. 精煤在工业硅生产中的应用[J]. 有色金属工业, 2002.
[10]王志, 张虎, 胡磊. 一种从工业硅中去除杂质的方法:, CN103030149B[P]. 2014.
1
