硅 硅是一種類金屬元素,英文名Silicon,化學(xué)符號Si,原名矽,原子序數(shù)14,相對原子質(zhì)量28.085,密度2.33g/cm3,熔點1410℃,沸點2355℃,是元素周期表上IVA族的金屬元素 。硅有兩種同素異形體:晶體硅和非晶硅。晶體硅呈鋼灰色,非晶硅呈黑色。晶體硅是一種堅硬而有光澤的原子晶體,具有半導(dǎo)體特性。 硅具有活躍的化學(xué)性質(zhì),在高溫下可與氧等元素結(jié)合。不溶于水、硝酸和 鹽酸 ,溶于氫氟酸和堿液。 硅在自然界中廣泛分布,很少以單質(zhì)形式出現(xiàn),主要以二氧化硅和硅酸鹽的形式存在。它在地殼中約占26.4%,是地殼中僅次于氧的第二豐富的元素。 主要用于生產(chǎn)高純半導(dǎo)體、耐高溫材料、光纖通信材料、有機硅化合物、合金,廣泛應(yīng)用于航空航天、電子電氣、建筑、輕工、醫(yī)療 、農(nóng)業(yè)等行業(yè)。
基本信息
物理性質(zhì)
蒸氣壓
1635℃時為1Pa;1829℃為10Pa;2066℃為100Pa;2363℃為1kPa;2748℃為10kPa;3264℃為100kPa
原子性質(zhì)
氧化態(tài)
4, 3, 2, 1 ?1, ?2, ?3, ?4
發(fā)現(xiàn)歷史
硅元素的發(fā)現(xiàn)歷史 硅化合物的歷史非常悠久,陶瓷是人類最早知道的硅化合物。為了增加器物的耐火性,會在器物表面粘上一層粘土,然后燒制。在一定溫度下,其中的粘土?xí)l(fā)生化學(xué)變化,變成玻璃相。但是,由于當(dāng)時用木頭燒紙的溫度較低,只有少量的粘土?xí)兂刹A?。這些玻璃相結(jié)合其他礦物形成陶瓷
1789年,法國化學(xué)家拉瓦錫( Antoine Laurentde Lavoisier)發(fā)表了《化學(xué)基礎(chǔ)論》并在其中提到:“我們用元素或者物體的要素(principles of bodies)這一術(shù)語來表達(dá)分析所能達(dá)到的終點這一觀念?!切┪覀兯J(rèn)為的簡單的物質(zhì),……由于迄今尚未發(fā)現(xiàn)分離它們的手段,它們對于我們來說就相當(dāng)于簡單物質(zhì)。而且在實驗和觀察證實它們處于結(jié)合狀態(tài)之前,我們決不應(yīng)當(dāng)設(shè)想它們處于結(jié)合狀態(tài)?!边@就是最開始人們對于元素的定義,在這本書之前,人們將元素分為了四個大類,包括了 33種元素。對于土這種物質(zhì),人們把它當(dāng)成元素對待,并分成了石灰、鎂土、重土、礬土、硅土五種。其中把硅土命名為“Silice”,希臘語為“Silex”,意為“火石。一直到1870年,戴維(Humphry Davy)成功的從 苛性堿 中分離出了鈉和鉀后更加證實了拉瓦錫認(rèn)為的“在實驗證實它們處于結(jié)合狀態(tài)之前,絕不應(yīng)設(shè)想他們處于結(jié)合狀態(tài)” 鈉和鉀的成功提取為人們提供了兩種還原性較強的還原劑,也為后續(xù)硅的提取奠定了基礎(chǔ)。1808年,大衛(wèi)決定從硅土中提取新元素。然而,由于其獨特的化學(xué)和物理性質(zhì),戴維誤以為硅土是一種金屬氧化物。他首先用強電流電解這些土壤。由于硅土熔點高,電解不能使其熔化。然后他嘗試用鈉和鉀來還原,也沒有成功。然而,盡管沒有新的 元素被提取出來,大衛(wèi)更加確信在硅土中有一些未知的元素。至此,二氧化硅中存在某種元素的假設(shè)已經(jīng)基本形成,但尚未得到證實。 1808年法國化學(xué)家蓋·呂薩克(Joseph Louis Gay-Lussac)和泰納爾( Louis Jac ques Thenard)提出可以利用具有強還原性的Na和K來提取金屬。1808年,蓋·盧薩克和泰納爾在加熱K和脫水硼酸的混合物,發(fā)現(xiàn)了一種藍(lán)灰色的粉末,也就是硼酸基或者元素硼。硼酸基團(tuán)提取的成功鼓勵科學(xué)家進(jìn)一步提取硅酸基團(tuán)。1811年,蓋·盧薩克和泰納爾專注于硅的提取。蓋·盧薩克和泰納爾仍然使用鉀作為還原劑,將四氟化硅與金屬鉀共同加熱,觀察到二者發(fā)生劇烈反應(yīng),生成紅棕色粉末(非晶硅,不純凈)。他們發(fā)現(xiàn)這種物質(zhì)的活性足以燃燒。但科學(xué)家們并沒有提純產(chǎn)品,因此產(chǎn)品的性質(zhì)并沒有被揭示出來。 1813年,貝采利烏斯( Jons JakobBerzelius)得在對礦石進(jìn)行分類時,發(fā)現(xiàn)它們都有同一種物質(zhì)組成,并把這種物質(zhì)稱為“硅酸鹽”。并且斷定他是一種未知元素的氧化物且只溶于氫氟酸。隨后貝采里烏斯成功的利用鉀把硅從四氟化硅中置換出來。隨后,為了驗證所得到的新物質(zhì),他將得到的無定形硅置于氧氣中燃燒,生成二氧化硅,從而證明了他從硅土中提取到了 新元素硅,并將其命名為“Silicium”。 1854年,克萊爾·德維爾在進(jìn)行電解制備金屬鋁的實驗時,在 電解槽 的陰極中得到了一種具有金屬光澤的灰色材料,即硅鋁合金。當(dāng)這種材料冷卻時,析出的片狀晶體稱為晶體硅。對于這種晶體,德維爾認(rèn)為它并不是金屬,而是和石墨片近似。這種硅是具有獨特結(jié)構(gòu)的單質(zhì)硅,與貝采利烏斯所得到的無定形硅是同素異形體。至此,硅的兩種單質(zhì)都被發(fā)現(xiàn),硅元素的化學(xué)觀基本成型了。
硅的應(yīng)用發(fā)展歷史 人類應(yīng)用硅化合物的歷史可以追溯到上古時期的制陶工藝。隨著貝采利烏斯利用K還原 氟硅酸鉀 ,得到較為純凈的無定形硅后,早在上古時期人們就已經(jīng)利用硅氧化物來制陶。隨著貝采利烏斯通過K還原得到無定形硅后,使得科學(xué)家對硅單質(zhì)產(chǎn)生認(rèn)識。而后由于硅所具有的優(yōu)異的半導(dǎo)體性質(zhì)構(gòu)成P/N結(jié),從而用作了集成電路的基底。隨后前港中文大學(xué)校長高錕提出利用石英基纖維來傳遞信號會帶來一場信息革命后,康寧公司在上世紀(jì)70年代研發(fā)出來了第一條可以實現(xiàn)光通訊的光纖,從此人們進(jìn)入信息時代。
分布情況 硅在自然界中分布極廣,地殼中的含量約為26.4%,僅次于 氧元素 ,其主要存在形式是二氧化硅和硅酸鹽。如果說碳是組成有機生命體的重要元素,那么硅對于地殼來說也具有相同地位,在自然界中,沙石、土壤以及空氣中的粉塵都有硅的存在 。
理化性質(zhì)
物質(zhì)結(jié)構(gòu) Si為金剛 石結(jié)構(gòu),在立方Fd?3m空間群中結(jié)晶。硅原子與四個等效的硅原子成鍵,形成共用角的四面體。所有Si-Si鍵長均為2.36 ?。下表為其晶胞參數(shù)數(shù)據(jù) 晶系
四方晶系
c
5.44 ?
空間群
Fd?3m
90.00 o
點組
m3?m
90.00 o
原子數(shù)
8
90.00 o
a
5.44 ?
體積
161.32 ?3
b
5.44 ?
帶隙
0.61 eV
物理性質(zhì) 有無定形硅和晶體硅兩種同素異形體。晶體硅為灰黑色,無定形硅為深棕色粉末,密度2.33g/cm ,熔點1410℃,沸點2355℃,晶體硅屬于原子晶體。不溶于水、硝酸和鹽酸,溶于硝酸和氫氟酸的混合物以及堿。硬而有金屬光澤。
化學(xué)性質(zhì) 硅有明顯的非金屬特性,可以溶于堿金屬氫氧化物溶液中,產(chǎn)生(偏)硅酸鹽和 氫氣 。 由于硅的最外層有四個電子,處于亞穩(wěn)態(tài),因此化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,常溫下很難與其他物質(zhì)(除硝酸與氟化氫的混合液和堿液以外)發(fā)生反應(yīng)。高溫下可以與一些單質(zhì)氣體反應(yīng)(O 2 、Cl 2 、F 2 ) ,也可以與一些氧化物反應(yīng)(硅熱還原法煉鎂) 。
(1)與單質(zhì)反應(yīng)
(2)高溫真空條件下可以與某些氧化物反應(yīng)
(3)與硝酸和氫氟酸的混合液反應(yīng)
(4)與堿反應(yīng)
制備方法 從1975年開始,大量的研究工作集中 在低成本半導(dǎo)體級硅和太陽能級硅的技術(shù)上。研究結(jié)果發(fā)表在許多出版物上。目前,低成本太陽能級硅的制備方法有幾種:(1)還原或熱解揮發(fā)性硅化合物;(2)制備高純硅的氟化工藝;(3)冶金級硅的精煉;(4)二氧化硅的碳熱還原。
揮發(fā)性硅化合物的還原和熱解 這種方法涉及許多基于氣相提純冶金級硅的工藝,基本上是氯氫化物技術(shù)的改進(jìn)。
(1)硅烷作為中間體的方法 該工藝的基礎(chǔ)是通過 三氯硅烷 將冶金級硅轉(zhuǎn)化為硅烷。副產(chǎn)品sicl4和h2可以回收利用。該工藝的第一步是通過SiCl 4 和H 2 與粉碎的冶金級硅(500°C, 30 MPa,催化劑)反應(yīng)合成三氯硅烷: 第二步是 二氯硅烷 歧化生成硅烷,然后將中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物(60°C, 0.3 MPa,催化劑)進(jìn)行精餾 第三步是硅烷熱解,生成高純度硅(800-1000℃):
熱解通常在密閉空間反應(yīng)器(均質(zhì)熱解)中進(jìn)行,或在 流態(tài)化固體 反應(yīng)器中使用硅種子。常規(guī)管狀儀器也可使用。由于低工藝溫度和幾乎100%的回收率,由此產(chǎn)生的電子級硅的成本顯著降低。
(2)二氯甲硅烷作為中間體的方法 該工藝的主要步驟是在改進(jìn)的管狀裝置中熱解二氯硅烷。二氯硅烷是由SiCl 4 氫化和SiHCl 3 歧化制得的。因此,初始步驟與硅烷工藝相同,最終步驟與三氯硅烷工藝相同。從純化的SiH 2 Cl 2 中,硅的回收率為40%。這個過程包括三個主要步驟:
烷氧基硅烷工藝比 氯化物 -氫化物工藝在環(huán)境上更安全,因為沒有任何反應(yīng)中間體有毒或具有侵略性。
氟化工藝 氟化工藝往往被視為一個單獨的類別,因為作為這些工藝的原材料,可以使用生產(chǎn)磷酸和含H 2 SiF 6 和SiF 4 的 磷肥 的低成本副產(chǎn)品。在廢物處理中,硅通常以Na 2 SiF 6 的形式濃縮,Na 2 SiF 6 是SiF 4 的前體,SiF 4 4被金屬鈉還原。因此,過程包括以下步驟: 過濾和干燥后,Na 2 SiF 6 在450℃下分解:
提純后的SiF 4 在400~500℃下用液態(tài)鈉還原:
生成的混合物通過在水溶液中浸出或加熱到1440°C以上(高于硅的熔點)來分離。過量的氟化鈉可用于 冰晶石 的生產(chǎn)。這樣得到的硅中的硼和磷含量不超過1ppm。在還原之前,SiF 4 通過在300°C的氟化鈉上吸附、在?80-90°C下冷凍或使用活性碳來提純。這樣,SiF 4 的雜質(zhì)含量可降低到1ppm。
冶金級硅的精煉 冶金級硅是通過傳統(tǒng)碳熱法進(jìn)行商業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的(用于冶金和其他應(yīng)用)。半導(dǎo)體級硅(KRP)用于電子應(yīng)用,也用作生產(chǎn)三氯硅烷的原料。半導(dǎo)體級硅中受限制的雜質(zhì)有Fe、Al、Ca、Ti、B和P.從冶金級材料制備低成本太陽能級硅長期以來一直引起廣泛的研究興趣。相當(dāng)大的努力旨在用更簡單、更便宜但足夠高效的凈化工藝取代復(fù)雜、昂貴的三氯硅烷工藝。為此,有人建議使用冶金工藝,而不是蒸汽相凈化,這提供了高生產(chǎn)率和低成本的優(yōu)勢。這種工藝被用于提純商用硅。
由于冶金過程在去除雜質(zhì)方面是相當(dāng)有選擇 性的,因此這些過程的各種組合-按一定的順序-通常被采用,例如濕法冶金精煉-液體萃取-氣體萃取或Al-Si體系的再結(jié)晶-液體萃取-定向凝固。這個過程的每一步都將一些雜質(zhì)的濃度降低了大約一個數(shù)量級。凈化效率取決于雜質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)(包括它們的分離系數(shù))和冶金過程的具體情況。
(1)硅的濕法精煉 通過酸處理的濕法冶金精煉通常被用作提純冶金級硅的第一個基本步驟。該工藝成本低,設(shè)備簡單。眾所周知,多晶硅中的大多數(shù)雜質(zhì),特別是金屬,由于偏析系數(shù)低,因此在硅中的固溶性較低,所以沿晶界集中。鑒于此,要將需要精煉的硅研磨到40μ m一下。此外,為了優(yōu)化工藝,可以利用不同酸的組合以及不同溫度和濃度進(jìn)行提煉 ??偟膩碚f,酸處理能使金屬雜質(zhì)含量降低一個數(shù)量級以上,偶爾也能降低兩個數(shù)量級以上。鐵、鋁和鈣這種雜質(zhì)容易去除,鎂、鋯和鎳不容易去除。該過程在去除B、P、C和Cu方面效果較差。與此相關(guān),需要火法冶金過程(氣體和液體萃取)來去除分布在硅內(nèi)部的雜質(zhì) 。
(2)氣體萃取 氣體抽提是冶金級硅提純中最重要的火法冶金工藝之一。常用的方法是將硅熔化后向內(nèi)部吹氣,從而使得活性氣體與雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)并被氣流帶出,實現(xiàn)精煉的目的。常用的活性氣體是氯、氧和它們的混合物。鋁、鎂、錳和硼這些雜質(zhì)在1400℃以上的條件下可以與 氯氣 反應(yīng)生成具有揮發(fā)性的氯化物。 氫氣、 一氧化碳 、二氧化碳和四氟化硅也被用于氣體萃取。硼雜質(zhì)可以被氫氣反應(yīng)帶走,磷和碳可以被二氧化碳反應(yīng)帶走。硼、銅、鈣以及錳雜質(zhì)可以被四氟化氫反應(yīng)為揮發(fā)性氟化物從而被帶走去除。用SiF 4 + CO混合物處理會形成揮發(fā)性過渡金屬羰基,如Ni(CO) 4 。在冶金級硅的商業(yè)規(guī)模生產(chǎn)中,氣體萃取通常用于降低鋁和鈣的濃度,并且可以很容易地與其他冶金凈化工藝相結(jié)合。
(3)液體萃取 該方法采用CaCO 3 -BaO-MgO、Al-SiO 2 、CaO-SiO 2 、CaF 2 -SiO 2 等熔渣處理液態(tài)硅。凈化效率取決于 爐渣 的成分,這個方法利用了雜質(zhì)在熔渣中和熔融硅中的溶解度不同,從而實現(xiàn)精煉的目的。添加爐渣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常在硅的5-30 wt %范圍內(nèi) 。 在爐渣處理過程中,與氧氣更易結(jié)合的雜質(zhì)置換進(jìn)爐渣。該工藝有效地去除了Al, Mg, Ca, B, P, Ti, Mn和V。平均而言,雜質(zhì)濃度降低了一個數(shù)量級以上。該工藝對于降低太陽能級硅制備過程中的B含量時很好的選擇。
(4)Al-Si系的再結(jié)晶 鋁在相對較低的溫度下容易溶解硅和固體夾雜物,提供高效的結(jié)晶精煉,而且價格低廉。該工藝的主要步驟是將硅粉(和雜質(zhì))溶解在鋁中;冷去后利用硅不與酸反應(yīng)的特點,將鋁和雜質(zhì)用酸去除從而得到較高純度的硅。重結(jié)晶是一種相對廉價和有效的工藝,適用于去除B、P、Fe、Ca、Ti、Cu、Cr和M。 將這一工藝與液態(tài)(渣)提取相結(jié)合,可以顯著提高冶金級硅的純度。雜質(zhì)濃度可降低到以下水平(Ppm):Al<1;Fe<1.1;B<2;P<2;以及Ti<0.5。通過隨后的定向凝固,金屬雜質(zhì)的濃度可以進(jìn)一步降低至少一個數(shù)量級。
(5)定向凝固 這一步是硅精煉的最重要的一步,它決定了所制得的硅是否達(dá)到太陽能級。它還允許凈化過程與不同技術(shù)的晶體生長相結(jié)合。
二氧化硅的碳熱還原 二氧化硅的碳熱還原的過程可以用這個反應(yīng)式進(jìn)行表達(dá):
該方程描述了整個反應(yīng)過程,實際上涉及到作為反應(yīng)中間體的SiC和SiO氣體的形成。自由硅是SiO和SiC在1900°C以上反應(yīng)產(chǎn)生的:
碳熱還原過程的一個值得注意的特征是氣相主要由SiO和CO組成。這一過程伴隨著明顯的SiO形式的硅損失,根據(jù)還原劑的性質(zhì)和 石英巖 的質(zhì)量(還原能力),損失可能高達(dá)10%-30%。
應(yīng)用領(lǐng)域
1、重要的半導(dǎo)體材料 在單晶硅中摻雜不同的元素,可以形成p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體,例如在硅中摻雜少量的硼元素可以形成P型半導(dǎo)體,這種半導(dǎo)體是因為硼最外層有三個電子,與硅結(jié)合后會使得硅中留下一個電子空穴,從而使得硅變得更易與電子結(jié)合;在硅中摻雜磷元素可以形成N型半導(dǎo)體,這是由于磷是第Ⅴ族元素,它 最外層電子數(shù) 是五,與硅晶體結(jié)合后會留有一個活潑的單電子。當(dāng)這兩種半導(dǎo)體結(jié)合后會構(gòu)成P/N結(jié),這種結(jié)構(gòu)可以用于太陽能電池,將光輻射能轉(zhuǎn)化為電能。 此外硅也廣泛用于制作二極管、集成電路這些元件中。
2、在航天航空中的應(yīng)用 現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展對高溫環(huán)境下應(yīng)用的各種材料提出了越來越高的要求,既要在高溫下保持很高的強度、硬度,又必須抗氧化、耐腐蝕和承受溫度劇變。金屬陶瓷是介于高溫合金和陶瓷之間的一種高溫材料,它兼顧了金屬的高韌性、可塑性和陶瓷的高熔點、耐腐蝕和耐磨損等特性,在航空航天、溫度測量、核能及加工制造等領(lǐng)域中擁有廣闊的應(yīng)用前景。
此外在飛機運行的服務(wù)期間,侵蝕引起的退化是常見的。而 鋁硅合金 (Al–Si),由于其高比強度和低密度,廣泛應(yīng)用于需要輕金屬的航空領(lǐng)域。
3、光導(dǎo)纖維 光導(dǎo)纖維是以二氧化硅為原料所制備成一種可以將光信號通過全反射實現(xiàn)信號傳導(dǎo)的一種材料,在通信領(lǐng)域中光導(dǎo)纖維傳遞到信息量更高,而且具有高度的保密性。除了通信技術(shù)領(lǐng)域外,光導(dǎo)纖維也在醫(yī)學(xué),照明等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。
4、農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用 適宜濃度的硅可以提高雜交水稻葉片中 葉綠素 和 類胡蘿卜素 的含量,使得葉綠體增大,基粒增多,提高 光合速率 ,提高農(nóng)作物根系活力和 根氧化力 ,滿足根系生長需求。 硅還會影響農(nóng)作物的 蒸騰作用 ,使得農(nóng)作物具有抗倒伏、抗干旱的能力。 硅能維持農(nóng)作物生理代謝的環(huán)境穩(wěn)定,提高農(nóng)作物的抗鹽性。添加硅元素可以抑制鹽脅迫環(huán)境下水稻對Na 的吸收,促進(jìn)對營養(yǎng)元素(P、K、Ca)的吸收;可以降低鹽脅迫下水稻葉片 丙二醛 的含量,使水稻根系的活力增強。 硅元素協(xié)助農(nóng)作物抵御病蟲害的侵襲,不僅有效而且無污染。農(nóng)作物吸收硅后可以緩解細(xì)菌和真菌對農(nóng)作物造成的危害,比如水稻易得的稻瘟病、紋枯病、胡麻葉斑病和白葉枯??;黃瓜、小麥、草莓等易得的白粉病。
硅改善農(nóng)作物營養(yǎng)元素的吸收與分配,減少化肥對農(nóng)作物的不良影響,為了降低氮肥、磷肥施入過多對農(nóng)作物造成的貪青、倒伏和減產(chǎn)等現(xiàn)象,可以減施 氮磷鉀 ,增施硅元素,促進(jìn)主動吸硅植物對氮、磷、鉀的吸收,并優(yōu)化其在各器官中的分配比例。
安全事宜 硅是人體必需的微量元素之一。占體重的0.026%。飲食中硅明顯缺乏就可造成骨的形成障礙,這種作用可在長期不經(jīng)腸道進(jìn)食的兒科病人身上觀察到。另外,應(yīng)考慮的是,硅的缺乏可影響膠原的形成和外傷病人的痊愈。
過量表現(xiàn) 大多數(shù)硅的化合物口服是無毒的,不過飼含高硅植物的反芻動物可發(fā)生含硅的 腎結(jié)石 ;人的腎結(jié)石內(nèi)也可能含有硅酸鹽。
每日攝入量估計量 盡管尚不知道硅的特殊生化功能,但動物試驗的結(jié)果提示人體需要硅。然而,要提出一個合適的每日硅攝入量是困難的,因為沒有適當(dāng)?shù)娜梭w實驗資料,有用的動物實驗資料也有限。動物性膳食含硅大約16.76 MJ/kg。人進(jìn)食這樣的食物平均每日硅的攝入量為8.37 MJ/kg~10.46 MJ/kg,因此,根據(jù)動物實驗的資料,假如飲食中的硅有高的可吸收性和有效性,那么,人每日硅需要量就相當(dāng)小,即2 mg~5 mg,不過由于大部分飲食中的硅是無法直接被吸收的,并且衰老和低雌性激素也會抑制硅的吸收,所以每日攝入量應(yīng)大于2 mg~5 mg。根據(jù)FDA計算每日飲食硅攝入量女性在19 mg,男性40 mg,根據(jù)人體調(diào)節(jié)平衡的資料顯示,每日攝入量應(yīng)在21~46 mg,英國 人平均為31 mg, 因此總的來說每日攝入量建議在20~50 mg。
急救措施 眼睛:立即沖洗 - 如果這種化學(xué)物質(zhì)接觸眼睛,請立即用大量水清洗(沖洗)眼睛,偶爾抬起下眼瞼和上眼瞼。立即就醫(yī)。
呼吸:新鮮空氣 - 如果一個人吸入大量這種化學(xué)物質(zhì),請立即將暴露的人轉(zhuǎn)移到新鮮空氣中。其他措施通常是不必要的。
吞咽:立即就醫(yī) - 如果吞咽了這種化學(xué)物質(zhì),請立即就醫(yī)。
消防安全 單質(zhì)硅在暴露于火焰或與氧化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時易燃。在氣態(tài)氯中自發(fā)燃燒,硅與 鈉鉀合金 反應(yīng)生成 硅化鈉 ,在空氣中自燃。硅、鋁和 氧化鉛 的混合物在加熱時會爆炸。當(dāng)三氟化錳在玻璃中加熱時,玻璃中會發(fā)生涉及硅的劇烈反應(yīng)。與 氟化銀 急劇地發(fā)生反應(yīng)。硅如果以粉末或顆粒形式與空氣混合,則可能出現(xiàn) 粉塵爆炸 。如果干燥,可以通過旋轉(zhuǎn)、氣動運輸、澆注等方式進(jìn)行靜電充電。最小爆炸濃度為:160g/m3。根據(jù)OSHA標(biāo)準(zhǔn),允許硅粉塵暴露限值為:15 mg/cu m. /總粉塵/,允許接觸限值為:5 mg/cu m. /可吸入部分/。