氩气的应用

矽的单晶体。具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.9999%，甚至达到99.9999999%以上。用于制造半导体器件、太阳能电池等。用高纯度的多晶矽在单晶炉内拉制而成。

基本介绍中文名 ：单晶矽 外文名 ：Monocrystallinesilicon 化学式 ： Si 分子量 ：28.086 CAS登录号 ：7440-21-3 基本概念,具体介绍,发展现状,半导体,物理特性,主要用途,研究趋势,概述,微型化,国际化，集团化,矽基材料,制造技术升级,加工工艺,市场发展,相关区别,单晶矽制备与仿真, 基本概念 单晶矽是一种比较活泼的非金属元素，是晶体材料的重要组成部分，处于新材料发展的前沿。其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。由于太阳能具有清洁、环保、方便等诸多优势，近三十年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。 单晶矽可以用于二极体级、整流器件级、电路级以及太阳能电池级单晶产品的生产和深加工制造，其后续产品积体电路和半导体分离器件已广泛套用于各个领域，在军事电子设备中也占有重要地位。 在光伏技术和微小型半导体逆变器技术飞速发展的今天，利用矽单晶所生产的太阳能电池可以直接把太阳能转化为光能，实现了迈向绿色能源革命的开始。北京2008年奥运会将把“绿色奥运”做为重要展示面向全世界展现，单晶矽的利用在其中将是非常重要的一环。现在，国外的太阳能光伏电站已经到了理论成熟阶段，正在向实际套用阶段过渡，太阳能矽单晶的利用将是普及到全世界范围，市场需求量不言而喻。 具体介绍 我们的生活中处处可见“矽”的身影和作用，晶体矽太阳能电池是近15年来形成产业化最快的。 单晶矽，英文，Monocrystallinesilicon。是矽的单晶体。具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.9999%，甚至达到99.9999999%以上。用于制造半导体器件、太阳能电池等。用高纯度的多晶矽在单晶炉内拉制而成。 用途：单晶矽具有金刚石晶格，晶体硬而脆，具有金属光泽，能导电，但导电率不及金属，且随着温度升高而增加，具有半导体性质。单晶矽是重要的半导体材料。在单晶矽中掺入微量的第IIIA族元素，形成P型半导体，掺入微量的第VA族元素，形成N型，N型和P型半导体结合在一起，就可做成太阳能电池，将辐射能转变为电能。 单晶矽是制造半导体矽器件的原料，用于制大功率整流器、大功率电晶体、二极体、开关器件等。在开发能源方面是一种很有前途的材料。 单晶矽按晶体生长方法的不同，分为直拉法（CZ）、区熔法（FZ）和外延法。直拉法、区熔法生长单晶矽棒材，外延法生长单晶矽薄膜。直拉法生长的单晶矽主要用于半导体积体电路、二极体、外延片衬底、太阳能电池。 发展现状 单晶矽建设项目具有巨大的市场和广阔的发展空间。在地壳中含量达25.8%的矽元素，为单晶矽的生产提供了取之不尽的源泉。 各种晶体材料，特别是以单晶矽为代表的高科技附加值材料及其相关高技术产业的发展，成为当代信息技术产业的支柱，并使信息产业成为全球经济发展中增长最快的先导产业。单晶矽作为一种极具潜能，亟待开发利用的高科技资源，正引起越来越多的关注和重视。 与此同时，鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，世界上许多国家正掀起开发利用太阳能的热潮并成为各国制定可持续发展战略的重要内容。 在跨入21世纪门槛后，世界大多数国家踊跃参与以至在全球范围掀起了太阳能开发利用的“绿色能源热”，各国相继研发太阳能光伏系统，把太阳能发电终端，所产生的电能输送到电网，用电网使用。一个广泛的大规模的利用太阳能的时代正在来临，太阳能级单晶矽产品也将因此受世人瞩目。 半导体 非晶矽是一种直接能带半导体，它的结构内部有许多所谓的“悬键”，也就是没有和周围的矽原子成键的电子，这些电子在电场作用下就可以产生电流，并不需要声子的帮助，因而非晶矽可以做得很薄，还有制作成本低的优点． 物理特性 矽是地球上储藏最丰富的材料之一，从19世纪科学家们发现了晶体矽的半导体特性后，它几乎改变了一切，甚至人类的思维。直到上世纪60年代开始，矽材料就取代了原有锗材料。矽材料――因其具有耐高温和抗辐射性能较好，特别适宜制作大功率器件的特性而成为套用最多的一种半导体材料，积体电路半导体器件大多数是用矽材料制造的。 熔融的单质矽在凝固时矽原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶矽。单晶矽具有准金属的物理性质，有较弱的导电性，其电导率随温度的升高而增加，有显著的半导电性。超纯的单晶矽是本征半导体。在超纯单晶矽中掺入微量的ⅢA族元素，如硼可提高其导电的程度，而形成p型矽半导体；如掺入微量的ⅤA族元素，如磷或砷也可提高导电程度，形成n型矽半导体。 单晶矽 主要用途 单晶矽主要用于制作半导体元件。 用途： 是制造半导体矽器件的原料，用于制大功率整流器、大功率电晶体、二极体、开关器件等 熔融的单质矽在凝固时矽原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶矽。 单晶矽的制法通常是先制得多晶矽或无定形矽，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶矽。 单晶矽棒是生产单晶矽片的原材料，随着国内和国际市场对单晶矽片需求量的快速增加，单晶矽棒的市场需求也呈快速增长的趋势。 单晶矽圆片按其直径分为6英寸、8英寸、12英寸（300毫米）及18英寸（450毫米）等。直径越大的圆片，所能刻制的积体电路越多，晶片的成本也就越低。但大尺寸晶片对材料和技术的要求也越高。单晶矽按晶体伸长方法的不同，分为直拉法（CZ）、区熔法（FZ）和外延法。直拉法、区熔法伸长单晶矽棒材，外延法伸长单晶矽薄膜。直拉法伸长的单晶矽主要用于半导体积体电路、二极体、外延片衬底、太阳能电池。晶体直径可控制在Φ3~8英寸。区熔法单晶主要用于高压大功率可控整流器件领域，广泛用于大功率输变电、电力机车、整流、变频、机电一体化、节能灯、电视机等系列产品。晶体直径可控制在Φ3~6英寸。外延片主要用于积体电路领域。 由于成本和性能的原因，直拉法（CZ）单晶矽材料套用最广。在IC工业中所用的材料主要是CZ抛光片和外延片。存储器电路通常使用CZ抛光片，因成本较低。逻辑电路一般使用价格较高的外延片，因其在IC制造中有更好的适用性并具有消除Latch－up的能力。 矽片直径越大，技术要求越高，越有市场前景，价值也就越高。 研究趋势 概述 日本、美国和德国是主要的矽材料生产国。中国矽材料工业与日本同时起步，但总体而言，生产技术水平仍然相对较低，而且大部分为2.5．3．4．5英寸矽锭和小直径矽片。中国消耗的大部分积体电路及其矽片仍然依赖进口。但我国科技人员正迎头赶上，于1998年成功地制造出了12英寸单晶矽，标志着我国单晶矽生产进入了新的发展时期。全世界单晶矽的产能为1万吨/年，年消耗量约为6000吨～7000吨。未来几年中，世界单晶矽材料发展将呈现以下发展趋势： 微型化 随着半导体材料技术的发展，对矽片的规格和质量也提出更高的要求，适合微细加工的大直径矽片在市场中的需求比例将日益加大。矽片主流产品是200mm，逐渐向300mm过渡，研制水平达到400mm～450mm。据统计，200mm矽片的全球用量占60%左右，150mm占20%左右，其余占20%左右。Gartner发布的对矽片需求的5年预测表明，全球300mm矽片将从2000年的1.3%增加到2006年的21.1%。日、美、韩等国家都已经在1999年开始逐步扩大300mm矽片产量。据不完全统计，全球已建、在建和计画建的300mm矽器件生产线约有40余条，主要分布在美国和我国台湾等，仅我国台湾就有20多条生产线，其次是日、韩、新及欧洲。%P 世界半导体设备及材料协会（SEMI）的调查显示，2004年和2005年，在所有的矽片生产设备中，投资在300mm生产线上的比例将分别为55%和62%，投资额也分别达到130.3亿美元和184.1亿美元，发展十分迅猛。而在1996年时，这一比重还仅仅是零。 国际化，集团化 研发及建厂成本的日渐增高，加上现有行销与品牌的优势，使得矽材料产业形成“大者恒大”的局面，少数集约化的大型集团公司垄断材料市场。上世纪90年代末，日本、德国和韩国（主要是日、德两国）资本控制的8大矽片公司的销量占世界矽片销量的90%以上。根据SEMI提供的2002年世界矽材料生产商的市场份额显示，Shisu、SUMCO、Wacker、MEMC、Komatsu等5家公司占市场总额的比重达到89%，垄断地位已经形成。 矽基材料 随着光电子和通信产业的发展，矽基材料成为矽材料工业发展的重要方向。矽基材料是在常规矽材料上制作的，是常规矽材料的发展和延续，其器件工艺与矽工艺相容。主要的矽基材料包括SOI（绝缘体上矽）、GeSi和应力矽。SOI技术已开始在世界上被广泛使用，SOI材料约占整个半导体材料市场的30%左右，预计到2010年将占到50%左右的市场。Soitec公司（世界最大的SOI生产商）的2000年～2010年SOI市场预测以及2005年各尺寸SOI矽片比重预测了产业的发展前景。 制造技术升级 半导体,晶片积体电路,设计版图,晶片制造,工艺世界普遍采用先进的切、磨、抛和洁净封装工艺，使制片技术取得明显进展。在日本，Φ200mm矽片已有50%采用线切割机进行切片，不但能提高矽片质量，而且可使切割损失减少10%。日本大型半导体厂家已经向300mm矽片转型，并向0.13μm以下的微细化发展。另外，最新尖端技术的导入，SOI等高功能晶片的试制开发也进入批量生产阶段。对此，矽片生产厂家也增加了对300mm矽片的设备投资，针对设计规则的进一步微细化，还开发了高平坦度矽片和无缺陷矽片等，并对设备进行了改进。 矽是地壳中赋存最高的固态元素，其含量为地壳的四分之一，但在自然界不存在单体矽，多呈氧化物或矽酸盐状态。矽的原子价主要为4价，其次为2价；在常温下它的化学性质稳定，不溶于单一的强酸，易溶于碱；在高温下化学性质活泼，能与许多元素化合。 矽材料资源丰富，又是无毒的单质半导体材料，较易制作大直径无位错低微缺陷单晶。晶体力学性能优越，易于实现产业化，仍将成为半导体的主体材料。 多晶矽材料是以工业矽为原料经一系列的物理化学反应提纯后达到一定纯度的电子材料，是矽产品产业链中的一个极为重要的中间产品，是制造矽抛光片、太阳能电池及高纯矽制品的主要原料，是信息产业和新能源产业最基础的原材料。 加工工艺 加料—→熔化—→缩颈生长—→放肩生长—→等径生长—→尾部生长 （1）加料：将多晶矽原料及杂质放入石英坩埚内，杂质的种类依电阻的N或P型而定。杂质种类有硼，磷，锑，砷。 （2）熔化：加完多晶矽原料于石英埚内后，长晶炉必须关闭并抽成真空后充入高纯氩气使之维持一定压力范围内，然后打开石墨加热器电源，加热至熔化温度（1420℃）以上，将多晶矽原料熔化。 （3）缩颈生长：当矽熔体的温度稳定之后，将籽晶慢慢浸入矽熔体中。由于籽晶与矽熔体场接触时的热应力，会使籽晶产生位错，这些位错必须利用缩颈生长使之消失掉。缩颈生长是将籽晶快速向上提升，使长出的籽晶的直径缩小到一定大小（4－6mm）由于位错线与生长轴成一个交角，只要缩颈够长，位错便能长出晶体表面，产生零位错的晶体。 （4）放肩生长：长完细颈之后，须降低温度与拉速，使得晶体的直径渐渐增大到所需的大小。 （5）等径生长：长完细颈和肩部之后，借着拉速与温度的不断调整，可使晶棒直径维持在正负2mm之间，这段直径固定的部分即称为等径部分。单晶矽片取自于等径部分。 （6）尾部生长：在长完等径部分之后，如果立刻将晶棒与液面分开，那么热应力将使得晶棒出现位错与滑移线。于是为了避免此问题的发生，必须将晶棒的直径慢慢缩小，直到成一尖点而与液面分开。这一过程称之为尾部生长。长完的晶棒被升至上炉室冷却一段时间后取出，即完成一次生长周期。 市场发展 2007年，中国市场上有各类矽单晶生产设备1500余台，分布在70余家生产企业。2007年5月24日，国家“863”计画超大规模积体电路（IC）配套材料重大专项总体组在北京组织专家对西安理工大学和北京有色金属研究总院承担的“TDR-150型单晶炉（12英寸MCZ综合系统）”完成了验收。这标志著拥有自主智慧财产权的大尺寸积体电路与太阳能用矽单晶生长设备，在我国首次研制成功。这项产品使中国能够开发具有自主智慧财产权的关键制造技术与单晶炉生产设备，填补了国内空白，初步改变了在晶体生长设备领域研发制造受制于人的局面。 矽材料市场前景广阔，中国矽单晶的产量、销售收入近几年递增较快，以中小尺寸为主的矽片生产已成为国际公认的事实，为世界和中国积体电路、半导体分立器件和光伏太阳能电池产业的发展做出了较大的贡献。 相关区别 单晶矽和多晶矽的区别 单晶矽和多晶矽的区别是，当熔融的单质矽凝固时,矽原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则形成单晶矽。如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则形成多晶矽。多晶矽与单晶矽的差异主要表现在物理性质方面。例如在力学性质、电学性质等方面，多晶矽均不如单晶矽。多晶矽可作为拉制单晶矽的原料。单晶矽可算得上是世界上最纯净的物质了，一般的半导体器件要求矽的纯度六个9以上。大规模积体电路的要求更高，矽的纯度必须达到九个9。人们已经能制造出纯度为十二个9的单晶矽。单晶矽是电子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。 高纯度矽在石英中提取，以单晶矽为例，提炼要经过以下过程：石英砂一冶金级矽一提纯和精炼一沉积多晶矽锭一单晶矽一矽片切割。 冶金级矽的提炼并不难。它的制备主要是在电弧炉中用碳还原石英砂而成。这样被还原出来的矽的纯度约98-99%，但半导体工业用矽还必须进行高度提纯(电子级多晶矽纯度要求11个9，太阳能电池级只要求6个9)。而在提纯过程中，有一项“三氯氢矽还原法(西门子法)”的关键技术我国还没有掌握，由于没有这项技术，我国在提炼过程中70%以上的多晶矽都通过氯气排放了，不仅提炼成本高，而且环境污染非常严重。我国每年都从石英石中提取大量的工业矽，以1美元/公斤的价格出口到德国、美国和日本等国，而这些国家把工业矽加工成高纯度的晶体矽材料，以46-80美元/公斤的价格卖给我国的太阳能企业。 得到高纯度的多晶矽后，还要在单晶炉中熔炼成单晶矽，以后切片后供积体电路制造等用。 单晶矽 , 多晶矽及非晶矽太阳能电池的区别 单晶矽太阳电池： 单晶矽太阳电池是当前开发得最快的一种太阳电池，它的构成和生产工艺已定型，产品已广泛用于宇宙空间和地面设施。这种太阳电池以高纯的单晶矽棒为原料，纯度要求99.999%。为了降低生产成本，现在地面套用的太阳电池等采用太阳能级的单晶矽棒，材料性能指标有所放宽。有的也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶矽材料，经过复拉制成太阳电池专用的单晶矽棒。将单晶矽棒切成片，一般片厚约0.3毫米。矽片经过成形、抛磨、清洗等工序，制成待加工的原料矽片。加工太阳电池片，首先要在矽片上掺杂和扩散，一般掺杂物为微量的硼、磷、锑等。扩散是在石英管制成的高温扩散炉中进行。这样就在矽片上形成P/FONT>N结。然后采用丝网印刷法，将配好的银浆印在矽片上做成栅线，经过烧结，同时制成背电极，并在有栅线的面涂覆减反射源，以防大量的光子被光滑的矽片表面反射掉，至此，单晶矽太阳电池的单体片就制成了。单体片经过抽查检验，即可按所需要的规格组装成太阳电池组件（太阳电池板），用串联和并联的方法构成一定的输出电压和电流，最后用框架和封装材料进行封装。用户根据系统设计，可将太阳电池组件组成各种大小不同的太阳电池方阵，亦称太阳电池阵列。目前单晶矽太阳电池的光电转换效率为15%左右，实验室成果也有20%以上的。用于宇宙空间站的还有高达50%以上的太阳能电池板。 多晶矽太阳电池： 单晶矽太阳电池的生产需要消耗大量的高纯矽材料，而制造这些材料工艺复杂，电耗很大，在太阳电池生产总成本中己超二分之一，加之拉制的单晶矽棒呈圆柱状，切片制作太阳电池也是圆片，组成太阳能组件平面利用率低。因此，80年代以来，欧美一些国家投入了多晶矽太阳电池的研制。目前太阳电池使用的多晶矽材料，多半是含有大量单晶颗粒的集合体，或用废次单晶矽料和冶金级矽材料熔化浇铸而成。其工艺过程是选择电阻率为100～300欧姆·厘米的多晶块料或单晶矽头尾料，经破碎，用1：5的氢氟酸和硝酸混合液进行适当的腐蚀，然后用去离子水冲洗呈中性，并烘干。用石英坩埚装好多晶矽料，加人适量硼矽，放人浇铸炉，在真空状态中加热熔化。熔化后应保温约20分钟，然后注入石墨铸模中，待慢慢凝固冷却后，即得多晶矽锭。这种矽锭可铸成立方体，以便切片加工成方形太阳电池片，可提高材质利用率和方便组装。多晶矽太阳电池的制作工艺与单晶矽太阳电池差不多，其光电转换效率约12%左右，稍低于单晶矽太阳电池，但是材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。随着技术得提高，目前多晶矽的转换效率也可以达到14%左右。 非晶矽太阳电池： 非晶矽太阳电池是1976年有出现的新型薄膜式太阳电池，它与单晶矽和多晶矽太阳电池的制作方法完全不同，矽材料消耗很少，电耗更低，非常吸引人。制造非晶矽太阳电池的方法有多种，最常见的是辉光放电法，还有反应溅射法、化学气相沉积法、电子束蒸发法和热分解矽烷法等。辉光放电法是将一石英容器抽成真空，充入氢气或氩气稀释的矽烷，用射频电源加热，使矽烷电离，形成电浆。非晶矽膜就沉积在被加热的衬底上。若矽烷中掺人适量的氢化磷或氢化硼，即可得到N型或P型的非晶矽膜。衬底材料一般用玻璃或不锈钢板。这种制备非晶矽薄膜的工艺，主要取决于严格控制气压、流速和射频功率，对衬底的温度也很重要。非晶矽太阳电池的结构有各种不同，其中有一种较好的结构叫PiN电池，它是在衬底上先沉积一层掺磷的N型非晶矽，再沉积一层未掺杂的i层，然后再沉积一层掺硼的P型非晶矽，最后用电子束蒸发一层减反射膜，并蒸镀银电极。此种制作工艺，可以采用一连串沉积室，在生产中构成连续程式，以实现大批量生产。同时，非晶矽太阳电池很薄，可以制成叠层式，或采用积体电路的方法制造，在一个平面上，用适当的掩模工艺，一次制作多个串联电池，以获得较高的电压。因为普通晶体矽太阳电池单个只有0.5伏左右的电压，现在日本生产的非晶矽串联太阳电池可达2.4伏。目前非晶矽太阳电池存在的问题是光电转换效率偏低，国际先进水平为10%左右，且不够稳定，常有转换效率衰降的现象，所以尚未大量用于作大型太阳能电源，而多半用于弱光电源，如袖珍式电子计算器、电子钟表及复印机等方面。估计效率衰降问题克服后，非晶矽太阳电池将促进太阳能利用的大发展，因为它成本低，重量轻，套用更为方便，它可以与房屋的屋面结合构成住户的独立电源。 在猛烈阳光下，单晶体式太阳能电池板较非晶体式能够转化多一倍以上的太阳能为电能，但可惜单晶体式的价格比非晶体式的昂贵两三倍以上，而且在阴天的情况下非晶体式反而与晶体式能够收集到差不多一样多的太阳能。 单晶矽制备与仿真 主要有两种方法：直拉法（Cz法）、区熔法（FZ法）； 1）直拉法 其优点是晶体被拉出液面不与器壁接触，不受容器限制，因此晶体中应力小，同时又能防止器壁沾污或接触所可能引起的杂乱晶核而形成多晶。此法制成的单晶完整性好，直径和长度都可以很大，生长速率也高。所用坩埚必须由不污染熔体的材料制成。因此，一些化学性活泼或熔点极高的材料，由于没有合适的坩埚，而不能用此法制备单晶体，而要改用区熔法晶体生长或其他方法。 2）区熔法 区熔法可用于制备单晶和提纯材料,还可得到均匀的杂质分布。这种技术可用于生产纯度很高的半导体、金属、合金、无机和有机化合物晶体。在区熔法制备矽单晶中，往往是将区熔提纯与制备单晶结合在一起，能生长出质量较好的中高阻矽单晶。区熔单晶炉主要包括：双层水冷炉室、长方形钢化玻璃观察窗、上轴（夹多晶棒）、下轴（安放籽晶）、导轨、机械传送装置、基座、高频发生器和高频加热线圈、系统控制柜真空系统及气体供给控制系统等组成。 可以看出，制备单晶矽的工艺要求非常苛刻，包括设备、温度控制、转速等各种影响因素。因此在前期必须做好设备设计如单晶炉和温控包括炉内的热场、流场，以及缺陷预测。一般来说，前期的设计、最佳化和预测并不能完全依靠高成本的实验来实现。可以通过专业的计算机数值仿真工具来实现晶体生长数值模拟，如FEMAG的FEMAG/CZ模组能能对直拉法（Cz法）进行模拟、FEMAG/FZ模组能对区熔法（FZ法）模拟，还有CGSIM等，以达到对单晶矽制备工艺的预测。

氧是一种化学元素，其原子序数为8，由符号“O”表示。在元素周期表中，氧是氧族元素的一员，它也是一个高反应性的第2周期非金属元素，很容易与几乎所有其它元素形成化合物（主要为氧化物）。在标准状况下，两个氧原子结合形成氧气，是一种无色无嗅无味的双原子气体，化学式为O2。如果按质量计算，氧在宇宙中的含量仅次于氢和氦，在地壳中，氧则是含量最丰富的元素。氧不仅占了水质量的88%，也占了空气体积的20.9%。\x0d\x0a构成有机体的所有主要化合物都含有氧，包括蛋白质、碳水化合物和脂肪。构成动物壳、牙齿及骨骼的主要无机化合物也含有氧。由蓝藻、藻类和植物经过光合作用所产生的氧气化学式为O2，几乎所有复杂生物的细胞呼吸作用都需要用到氧气。对于厌氧性生物来说，氧气是有毒的。这类生物曾经是早期地球上的主要生物，直到2.5亿年前O2开始在大气层中逐渐积累。氧气的另一个同素异形体是臭氧。在高海拔形成的臭氧层能够隔离来自太阳的紫外线辐射。但是接近地表的臭氧则是一种污染，这些臭氧主要存在与光化学烟雾中。\x0d\x0a氧气是由约瑟夫·普利斯特里和卡尔·威廉·舍勒独立发现的。虽然卡尔比约瑟夫早发现一年，但由于约瑟夫首先发表论文，所以很多人仍然认为是约瑟夫首先发现的。氧气的英文名是“Oxygen”，由拉瓦锡定名与1777年，拉瓦锡利用氧气所进行的试验在燃烧和腐蚀的方面打败了当时流行的燃素说。在工业上，氧气是通过分馏液态空气制备的，同时使用分子筛除去二氧化碳和氮气。也可以通过电解水等其他方式制备氧气。氧气的运用包括钢铁的冶炼、塑料和纺织品的制造以及作为火箭推进剂与进行氧气疗法，也用来在飞机、潜艇、太空船和潜水中维持生命。 \x0d\x0a氧的单质形态有氧气(O2)和臭氧(O3)。氧气在标准状况下是无色无味无臭，能帮助燃烧的双原子的气体。液氧呈淡蓝色，具有顺磁性。氧能跟氢化合成水。臭氧在标准状况下是一种有特殊臭味的蓝色气体。氧的单质形态有氧气(O2)和臭氧(O3)。氧气在标准状况下是无色无味无臭，能帮助燃烧的双原子的气体。液氧呈淡蓝色，具有顺磁性。氧能跟氢化合成水。臭氧在标准状况下是一种有特殊臭味的蓝色气体。\x0d\x0a1.【物理性质】\x0d\x0a在标准状况下，氧气的密度是1.429g_L，比空气的密度（1.293g_L）略大。它不易溶于水，在室温下，1L水中只能溶解于约30mL氧气。在压强为101kPa时，氧气在-183°C时变为蓝色液体，在-218°C时会变成淡蓝色雪花状的固体。　 2.【化学性质】\x0d\x0a\x0d\x0a氧气的化学性质比较活泼。除了惰性气体、活性小的金属元素如金、铂、银、钯之外，大部分的元素都能与氧起反应，这些反应称为氧化反应，而反应产生的化合物称为氧化物。一般而言，非金属氧化物的水溶液呈酸性，而碱金属或碱土金属氧化物则为碱性。此外，几乎所有的有机化合物，可在氧中剧烈燃生成二氧化碳与水。 氧原子的结构\x0d\x0a（1）、氧气跟金属反应：\x0d\x0a与钾的反应：\x0d\x0a4K+O2=2K2O，钾的表面变暗\x0d\x0a2K+O2=K2O2；K+O2=KO2（超氧化钾），（条件：点燃或加热，两个反应同时进行）\x0d\x0a与钠的反应：\x0d\x0a4Na+O2=2Na2O，钠的表面变暗\x0d\x0a2Na+O2=Na2O2（条件：点燃或加热），产生黄色火焰，放出大量的热，生成淡黄色粉末。\x0d\x0a与镁的反应；2Mg＋O2=2MgO（条件：点燃），剧烈燃烧发出耀眼的强光，放出大量热，生成白色固体。\x0d\x0a与铝的反应；4Al＋3O2=2Al2O3（条件：点燃），发出明亮的光，放出热量，生成白色固体。\x0d\x0a与铁的反应；\x0d\x0a4Fe+3O2+2xH2O=2Fe2O3·xH2O，（铁锈的形成）\x0d\x0a3Fe＋2O2=Fe3O4（条件：点燃），红热的铁丝剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体。\x0d\x0a与锌的反应：2Zn+O2=2ZnO（条件：点燃），\x0d\x0a与铜的反应；2Cu＋O2=2CuO（条件：加热），加热后亮红色的铜丝表面生成一层黑色物质。\x0d\x0a（2）、氧气跟非金属反应：\x0d\x0a与氢气的反应：2H2+O2=2H2O（条件：点燃），产生淡蓝色火焰，放出大量的热，并有水生成。\x0d\x0a与碳的反应：CO2（carbon dioxide)\x0d\x0a(碳+氧气→二氧化碳)C＋O2=CO2（条件：点燃），剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成使石灰水变浑浊的气体。\x0d\x0a氧气不完全时则产生一氧化碳：2C+O2=2CO（条件：点燃）。\x0d\x0a与硫的反应：S＋O2=SO2（条件：点燃），发生明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体，该气体也能使成清石灰水变浑浊，且能使酸性高锰酸钾溶液或品红溶液褪色。\x0d\x0a与红磷的反应：4P＋5O2=2P2O5（条件：点燃），剧烈燃烧，发光放热，生成白烟。（P4O10为五氧化二磷的分子式，此处写P2O5亦可）\x0d\x0a与白磷的反应：P4+5O2=2P2O5，白磷在空气中自燃，发光发热，生成白烟。\x0d\x0a与氮气的反应：N2+O2=2NO（条件：放电）\x0d\x0a与氧气的反应：3O2=2O3（条件：放电）\x0d\x0a（3）、氧气跟一些有机物反应，如甲烷、乙炔、酒精、石蜡等能在氧气中燃烧生成水和二氧化碳。\x0d\x0a气态烃类的燃烧通常发出明亮的蓝色火焰，放出大量的热，生成水和能使澄清石灰水变浑浊的气体。\x0d\x0a甲烷：CH4＋2O2=CO2＋2H2O（条件：点燃）\x0d\x0a乙烯：C2H4+3O2=2CO2+2H2O（条件：点燃）\x0d\x0a乙炔：2C2H2＋5O2=4CO2＋2H2O（条件：点燃）\x0d\x0a苯：2C6H6+15O2=12CO2+6H2O（条件：点燃）\x0d\x0a甲醇：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O（条件：点燃）\x0d\x0a乙醇：CH3CH2OH+3O2=2CO2+3H2O（条件：点燃）\x0d\x0a碳氢氧化合物与氧气发生燃烧的通式：4CxHyOz+(4x+y-2z)O2=4xCO2+2yH2O（条件：点燃）（通式完成后应注意化简！下同）\x0d\x0a烃的燃烧通式：4CxHy+(4x+y)O2=4xCO2+2yH2O（条件：点燃）\x0d\x0a乙醇被氧气氧化：2CH3CH2OH+O2=2CH3CHO+2H2O（条件：Cu，加热）\x0d\x0a此反应包含两个步骤：(1)2Cu+O2=2CuO（加热）(2)CH3CH2OH+CuO=CH3CHO+Cu+H2O（加热）\x0d\x0a氯仿与氧气的反应：2CHCl3+O2=2COCl2(光气)+2HCl\x0d\x0a（4）、氧气与其它化合物的反应：\x0d\x0a硫化氢的燃烧：（完全）2H2S+3O2=2H2O+2SO2；（不完全）2H2S+O2=2H2O+2S（条件：点燃）\x0d\x0a煅烧黄铁矿：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2（条件：高温）\x0d\x0a二氧化硫的催化氧化：2SO2+O2=2SO3（条件：V2O5，加热）\x0d\x0a空气中硫酸酸雨的形成：2SO2+O2+2H2O=2H2SO4\x0d\x0a氨气在纯氧中的燃烧：4NH3+3O2(纯)=2N2+6H2O （条件：点燃）\x0d\x0a氨气的催化氧化：4NH3+5O2=4NO+6H2O （条件：Pt，加热）\x0d\x0a一氧化氮与氧气的反应：2NO+O2=2NO2

工业上：

目前在工业上得到氩的方法就是把空气蒸馏，.用冷凝器可以先把沸点 90.2 K 的氧液化，移除 液氧之后，继续冷却就可以液化沸点为87.3K的氩气，最后留下沸点77.35K的氩气。目前以这种方法制造的氩气在全世界高达七十万吨 /年.

其他方法：

另外用钾 -40的衰变也可以制造氩气，但这种制备法的效率并不高，因为 钾 -40的半衰期长达1.26 ×10 9 年，所以并不常用。

你好，液氮降温效果最近， 液氮：液态的氮气。是惰性的，无色，无臭，无腐蚀性，不可燃，温度极低。氮构成了大气的大部分（体积比78.03%，重量比75.5%）。氮是不活泼的，不支持燃烧。汽化时大量吸热接触造成冻伤。

在常压下，液氮温度为－196℃；1立方米的液氮可以膨胀至696立方米 21°C的纯气态氮。液氮是无色、无味，在高压下低温的液体和气体。

液氮（常写为LN2），是氮气在低温下形成的液体形态。氮的沸点为-196°C，在正常大气压下温度如果在这以下就会形成液氮；如果加压，可以在更高的温度下得到液氮。.

在工业中，液态氮是由空气分馏而得。先将空气净化后，在加压、冷却的环境下液化，借由空气中各组分之沸点不同加以分离。氦气最先泄出(且未被液化)，接着就是占空气中78.09%的氮气，再来是占20.95%的氧气，最后是占空气中0.93%的氩气。

中文名：液氮

英文名：Liquid nitrogen

化学式：N2

分子量：28.01

CAS登录号：7727-37-9

熔点：-209.8℃

沸点：-196.56℃

水溶性：微溶于水

密度：0.81g/cm³

外观：无色透明液体

应用：快速冷冻、冷冻麻醉

危险性符号：R20/21

危险品运输编号：22006

稳定性：稳定

分解产物：氮气

希望能帮到你。

铂的最常见氧化态为+2和+4。铂的+1和+3较少见，双金属（或多金属）化合物中的金属键可以提高其稳定性。

物理性质

纯铂为带光泽、有可延展性的银白色金属。它的可延展性是所有纯金属中最高的，胜过金、银和铜，但其可锻铸性却比金低。

铂金属的抗腐蚀性极强，在高温下非常稳定，电性能亦很稳定。它在任何温度下都不会氧化，但可被各种卤素、氰化物、硫和苛性碱侵蚀。铂不可溶于氢氯酸和硝酸，但会在热王水中溶解，形成氯铂酸（H2PtCl6）。

这些物理性质都使铂成为了工业上应用广泛的金属。由于能够抵抗侵蚀和保留光泽，所以铂还可以用于制首饰。

化学性质

铂的最常见氧化态为+2和+4。铂的+1和+3较少见，双金属（或多金属）化合物中的金属键可以提高其稳定性。四配位铂(II)化合物通常具有由16个电子形成的平面四边形结构。

单质铂金属的反应性很低，但它会在热王水中溶解，产生氯铂酸（H2PtCl6）：Pt + 4 HNO3 + 6 HCl → H2PtCl6 + 4 NO2 + 4 H2O

铂属于软酸，所以铂和硫有化学亲和性，例如和二甲基亚砜（DMSO）；科学家已发现多种DMSO配合物。

应用

在 2014 年销售的 218 吨铂金中，98 吨用于汽车排放控制装置（45%），74.7 吨用于珠宝（34%），20.0 吨用于化工生产和石油精炼（9.2%），5.85 吨用于制造硬盘驱动器等电气应用（2.7%）。

剩余的 28.9 吨用于其他各种次要应用，例如医药和生物医学、玻璃制造设备、投资、电极、抗癌药物、氧传感器、火花塞和涡轮发动机。

1、催化剂

铂最常见的用途是作为化学反应的催化剂，通常作为铂黑。自 19 世纪初起，铂粉就被用作催化剂，当时铂粉用于催化氢气的点燃。其最重要的应用是在汽车中作为催化转化器，使尾气中的低浓度未燃烧碳氢化合物完全燃烧成二氧化碳和水蒸气。

在石油工业中，铂还用作许多单独工艺的催化剂，尤其是在将直馏石脑油催化重整为富含芳烃化合物的高辛烷值汽油中。

2、贵金属投资

铂金是一种贵金属 商品；其金银的ISO 货币代码为 XPT。硬币、金条和锭被交易或收集。由于其惰性，铂金可用于珠宝，通常作为 90-95% 的合金。

它用于此目的是因为它的声望和固有的金银价值。珠宝贸易出版物建议珠宝商将微小的表面划痕（他们称之为“铜锈”）作为一种理想的特征，以试图提高铂金产品的价值。

以上内容参考 百度百科-铂金

1、按冶炼方法分类：

平炉钢：包括碳素钢和低合金钢.按炉衬材料不同又分酸性和碱性平炉钢两种.

转炉钢：包括碳素钢和低合金钢.按吹氧位置不同又分底吹、侧吹和氧气顶吹转炉钢三种.

电炉钢：主要是合金钢.按电炉种类不同又分电弧炉钢、感应电炉钢、真空感应电炉钢和电渣炉钢四种.

沸腾钢、镇静钢和半镇静钢：按脱氧程度和浇注制度不同区分.

2、按化学成分分类：

碳素钢：是铁和碳的合金.据中除铁和碳之外,含有硅、锰、磷和硫等元素.按含碳量不同可分 为低碳(C0.60%)钢三类.碳含量小于0.04%的钢称工业纯铁.

普通低合金钢：在低碳普碳钢的基础上加入少量合金元素（如硅、钙、钛、铌、硼和稀土元素等,其总量不超过3%）.而获得较好综合性能的钢种.

合金钢：是含有一种或多种 适量合金元素的钢种,具有良好和特殊性能.按合金元素总含量不同可分为低合金（总量10%）钢三类.

3、按用途分类：

结构钢：按用途不同分建造用钢和机械用钢两类.建造用钢用于建造锅炉、船舶、桥梁、厂房和其他建筑物.机械用钢用于制造机器或机械零件.

工具钢：用于制造各种工具的高碳钢和中碳钢,包括碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢等.

特殊钢：具有特殊的物理和化学性能的特殊用途钢类,包括不锈耐酸钢、耐热钢、电热合金和磁性材料等.

常用冶炼方法

1、转炉炼钢：

一种不需外加热源、主要以液态生铁为原料的炼钢方法.其主要特点是靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分,如碳、锰、硅、磷等与送入炉内的氧气进行化学反应所产生的热量作冶炼热源来炼钢.炉料除铁水外,还有造渣料（石灰、石英、萤石等）；为了调整温度,还可加入废钢以及少量的冷生铁和矿石等.转炉按炉衬耐火材料性质分为碱性（用镁砂或白云为内衬）和酸性（用硅质材料为内衬）；按气体吹入炉内的部分分为底吹顶吹和侧吹；按所采用的气体分为空气转炉和氧气转炉.酸性转炉不能去除生铁中的硫和磷,须用优质生铁,因而应用范围受到限制.碱性转炉适于用高磷生铁炼钢,曾在西欧获得较大发展.空气吹炼的转炉钢,因其含氮量高,且所用的原料有局限性,又不能多配废钢,未在世界范围内得到推广.1952年氧气顶吹转炉问世,现已成为世界上的主要炼钢方法.在氧气顶吹转炉炼钢法的基础上,为吹炼高磷生铁,又出现了喷吹石灰粉的氧气顶吹转炉炼钢法.随氧气底吹的风嘴技术的发展成功,1967年德国和法国分别建成氧气底吹转炉.1971年美国引进此项技术后又发展了底吹氧气喷石灰粉转炉,用于吹炼含磷生铁.1975年法国和卢森堡又开发成功顶底复合吹炼的转炉炼钢法.

2、氧气顶吹转炉炼钢：

用纯氧从转炉顶部吹炼铁水成钢的转炉炼钢方法,或称LD法；在美国通常称BOF法,也称BOP法.它是现代炼钢的主要方法.炉子是一个直立的坩埚状容器,用直立的水冷氧枪从顶部插入炉内供氧.炉身可倾动.炉料通常为铁水、废钢和造渣材料；也可加入少量冷生铁和铁矿石.通过氧枪从熔池上面向下吹入高压的纯氧（含O299.5％以上）,氧化去除铁水中的硅、锰、碳和磷等元素,并通过造渣进行脱磷和脱硫.各种元素氧化所产生的热量,加热了熔池的液态金属,使钢水达到现定的化学成分和温度.它主要用于冶炼非合金钢和低合金钢；但通过精炼手段,也可用于冶炼不锈钢等合金钢.

3、氧气底吹转炉炼钢：

通过转炉底部的氧气喷嘴把氧气吹入炉内熔池,使铁水冶炼成钢的转炉炼钢方法.其特点是；炉子的高度与直径比较小；炉底较平并能快速拆卸和更换；用风嘴、分配器系统和炉身上的供氧系统代替氧气顶吹转炉的氧枪系统.由于吹炼平稳、喷溅少、烟尘量少、渣中氧化铁含量低,因此氧气底吹转炉的金属收得率比氧气顶吹转炉的高1％～2％；采用粉状造渣料,由于颗粒细、比表面大,增大了反应界面,因此成渣快,有利于脱硫和脱磷.此法特别适用于吹炼中磷生铁,因此在西欧用得最广.

4、连续炼钢：

不分炉次地将原料（铁水、废钢）从炉子一端不断地加入,将成品（钢水）从炉子的另一端不断地流出的炼钢方法.连续炼钢工艺的设想早在19世纪就已出现.由于这种工艺具有设备小、工艺过程简单而且稳定等潜在优越性,几十年来许多国家都作了各种各样方法的大量试验,其中主要有槽式法、喷雾法和泡沫法三类,但迄今为止都尚未投入工业化生产.

5、混合炼钢：

用一个炉子炼钢、另一个电炉炼还原渣或还原渣与合金,然后在一定的高度下进行冲混的炼钢方法.用此法处理平炉、转炉及电炉所炼钢水,可提高钢的质量.冲混可增加渣、钢间的接触面积,加速化学反应以及脱氧、脱硫,并有吸附和聚合气体及夹杂物的作用,从而提高钢的纯结度和质量.

6、复合吹炼转炉炼钢：

在顶吹和底吹氧气转炉炼钢法的基础上,综合两者的优点并克服两者的缺点而发展起来的新炼钢方法,即在原有顶吹转炉底部吹入不同气体,以改善熔池搅拌.目前,世界上大多数国家用这种炼钢法,并发展了多种类型的复吹转炉炼钢技术,常见的如英国钢公司开发的以空气+N2或Ar2作底吹气体、以N2作冷却气体的熔池搅拌复吹转炉炼钢法——BSC——BAP法,德国克勒克纳——马克斯冶金厂开发的用天然保护底枪、从底部向熔池分别喷入煤和氧的KMS法、日本川崎钢铁公司开发的将占总氧量30%的氧气混合石灰粉一道从炉底吹入熔池的K——BOP法以及新日本钢铁公司开发的将占总氧量10%——20%的氧气从底部吹入,并用丙烷或天然气冷却炉底喷嘴的LD——OB法等.

7、顶吹氧气平炉炼钢：

从50年代中期开始,在平炉生产中采用1～5支水冷氧枪由炉顶插入熔炼室,直接向熔池吹氧的炼钢方法.该法改善了熔池反应的动力学条件,使碳氧反应的热效应由原来的吸热变为放热,并改善了热工条件；生产率大幅度地得到提高.

8、电弧炉炼钢：

利用电弧热效应熔炼金属和其他物料的一种炼钢方法.炼钢用三相交流电弧炉是最常见的直接加热电弧炉.炼钢过程中,由于炉内无可燃气体,可根据工艺要求,形成氧化性或还原性气氛和条件,故可以用于冶炼优质非合金钢和合金钢.按电炉每吨炉容量的大小,可将电弧炉分为普通功率电弧炉、高功率电弧炉和超高功率电弧炉.电弧炉炼钢向高功率、超高功率发展的目的是为了缩短冶炼时间、降低电耗、提高生产率、降低成本.随着高功率和超高功率电炉的出现,电弧炉已成为熔化器,一切精炼工艺都在精炼装置内进行.近十年来直流电弧炉由于电极消耗低、电压波动小和噪音小而得到迅速发展,可用于冶炼优质钢和铁合金.

9、STB法：

原文为Sumitomo Top and Bottom blowing process,由日本住友金属公司开发的顶底复吹转炉炼钢法.该法综合了氧气顶吹转炉炼钢法和氧气底吹转炉炼钢法两者的优点.用于吹炼低碳钢,脱磷效果好且成本下降显著.所用的底吹气体为O2、CO2、N2等.在STB法基础上又开发了从顶部喷吹粉末的STB—P法,进一步改善了高碳钢的脱磷条件,并用于精炼不锈钢.

10、RH法：

又称循环法真空处理.由德国Ruhrstahl/Heraeus二公司共同开发.真空室下方装有两个导管,插入钢水,抽真空后钢水上升至一定高度,再在上升管吹入惰性气体Ar、Ar上升带动钢液进入真空室接受真空处理,随后经另一导管流回钢包.真空室上装有加合金的加料系统.此法已成为大容量钢包（＞80t）的钢水主要真空处理方法.

11、RH—OB：

RH吹氧法.是在真空循环脱气（RH）法中加上吹氧操作（Oxygen Blowing）来升温.用于精炼不锈钢,是利用减压下可优先进行脱碳反应；用于精炼普通钢则可减轻转炉负荷.也可采用加铝升温.

12、OBM—S法：

原文为Oxygen Bottom Maxhutte—Scarp,由德国Maxhutte-Klockner厂发明的以天然气或丙烷作底吹氧枪冷却介质的氧气底吹转炉炼钢法.OBM—S是在OBM氧气底吹转炉的炉帽上安装侧吹氧枪,底部氧枪吹煤气、天然气预热废钢,从而达到增加废钢比的目的.

13、NK—CB法：

原文为NKK Combined Blowing System,由日本钢管公司于1973年建立的顶底复吹转炉炼钢法,即在顶吹的同时,从炉底吹入少量气体（Ar,CO2,N2）,以加强钢渣的搅拌,并控制钢水中的CO分压.该法采用多孔砖喷嘴,用于炼低碳钢可降低成本；用于炼高碳钢则有利于脱磷.该法应与铁水预处理工艺结合起来

14、MVOD：

在VAD法的设备上增设水冷氧枪,使之在真空下可吹氧脱碳的方法,由于真空下脱碳为放热反应,可省去VAD法的真空加热措施.操作过程与VOD法相同.

15、LF法：

原文为Ladle Furnace,是1971年日本特殊钢公司（大同钢特殊钢公司）开发的钢包炉精炼法.其设备和工艺由氩气搅拌、埋弧加热和合金加料系统组合而成.这种工艺的优点是：能精确地控制钢水化学成分和温度；降低夹杂物含量；合金元素收得率高.LF炉已成为炼钢炉与连铸机之间不可缺少的一种炉外精炼设备.

16、LD炼钢法：

1952年奥钢联林茨（Linz）厂与奥地利阿尔卑斯矿冶公司多纳维茨（Donawitz）厂最早在工业上开发成功的氧气顶吹转炉炼钢法,并以该两厂的第一个字母而命名.该法问世后在全世界范围迅速得到推广.美国称此法为BOF或BOP法,即Basic Oxygen Furnace 或Process 的简称.详见氧气顶吹, 转炉.

17、LD—OTB法：

原文为LD—Oxgyen Top an Bottom Process,由日本神户制钢公司加古川厂开发的顶底复合吹炼转炉炼钢工艺.其特点是使用了专门的底吹单环缝形喷嘴（SA喷嘴）,因而底吹气体能控制在很宽的范围内.底部吹入惰性气体.

18、LD—HC法：

原文为LD—Hainaut Saubre CRM,系比利时开发的用于吹炼高磷铁水的顶底复合吹炼转炉炼钢法,即LD+底吹氧,用碳氢化合物保护喷嘴.

19、LD-AC法：

原文为LD - Arbed - Centre National,法国钢铁研究所开发的顶吹氧气喷石灰粉炼钢法,用于吹炼高磷铁水.

20、KS法：

原文Klockner Steelmaking,系采用100%固体料操作的底部喷煤粉氧气转炉炼钢工艺.底吹氧比率为60%～100%.

21、K—ES法：

将底吹气体技术、二次燃烧技术和喷煤粉技术结合起来的电弧炉炼钢法,它是由日本东京炼钢公司和德国Kiokner公司共同开发的技术,可以以煤代电.

22、FINKL—VAD法：

电弧加热钢包脱气法或称真空电弧脱气法.其特点是在真空室的盖上增设有电弧加热装置,并在真空下用氩气搅拌.该法的脱气效果稳定,而且能脱硫、脱碳和加入大量合金.设备主要由真空室、电弧加热系统、合金加料装置、抽真空系统及液压系统组成.

23、DH法：

德国Dortmund Horder联合冶金公司开发的一种真空处理装置.内衬耐火材料的真空室,下部装上有耐火衬的导管插入钢包,真空室或钢包周期性地放下与提升,使一部分钢水进入真空室,处理后返回钢包.上部有加合金料装置和真空加热保温装置.目前已不再建造这种设备.

24、CLU法：

一种不锈钢的精炼方法.其原理与AOD法相同,物点是采用水蒸气代替氩气.该方法是法国Creusot-Loire公司和瑞典Uddeholm公司共同研制成功的,并于1973年正式投入生产.水蒸气与钢液接触后分解为H2和O2；H2使CO分压降低.同时,该分解反应为吸热反应,因而可抑制钢液温度上升.但铬的氧化烧损比AOD法的严重.

25、CAS法：

原文为Composition adjustment by sealed argonbubbling,是在氩气密封下进行合金成分微调的炉外精炼方法.该法由钢包底部吹氩,将渣排开后,下降浸渍罩,继续吹氩,然后加合金微调成分.其优点是可精确控制成分,且合金收得率高.

26、CAS—OB法：

原文为Compositon adjustment by sealed argon bubbling with oxygen blowing,是在CAS设备上增设吹氧枪的炉外精炼方法.降可微调合金成分外,它还可加铝并吹氧升温（化学热法）,升温速度为5～13℃/分.这种方法可使钢水温度精确地控制在±3℃,从而有利于配合连铸生产.

27、ASEA-SKF法：

瑞典开发的一种钢包精炼法.它采用低频电磁搅拌,在常压下进行电弧加热,在钢包中造渣精炼,在另一工位真空除气,并设有氧枪,可在减压下吹氧脱碳.为了提高精炼效果,它还可在钢包底部通过多孔砖吹氩搅拌,并能加入合金调整钢液成分.

28、AOD法：

氩氧脱碳法和简称,原文为Argon-Oxygen Decarburisation,是冶炼低碳不锈钢的主要精炼法.1964年由美国碳化物公司研制成功,1968年用于实际生产.其冶金原理是用Ar稀释CO,使其分压降低,达到真空的效果,从而使碳脱到很低的水平.AOD炉体和传动装置与转炉相类似,风眼安放在接近炉底的侧壁上,向炉内吹入的是Ar+O2混合气体,原料为初炼炉熔化的钢水.吹炼过程分为氧化期、还原期、精炼期.它已成为不锈钢的主要生产工艺.

特殊冶金法

包括电渣重熔、真空冶金、等离子冶金、电子束熔炼、区域熔炼等多种炼钢方法的总称.某些高新技术或特殊用途要求特高纯度的钢,若用普通炼钢方法加炉外精炼达不到要求时,则可采用特殊冶金方法炼制.

电渣重熔：将冶炼好的钢铸造或锻压成为电极,通过熔渣电阻热进行二次重熔的精炼工艺,也称ESR.它的热源来自熔渣电阻热,重熔时自耗电极浸入熔渣中,电流通过电离后的熔渣,使熔渣升温达到比被熔自耗电极熔点高得多的温度.插入熔渣中的自耗电极端头熔化后形成熔滴,并靠自重穿越渣池,得到渣洗精炼而后在减少空气污染的情况下进入金属熔池.钢锭与结晶器壁之间形成薄的渣皮,既减缓了径向冷却,也改善了成品钢锭表面质量,借助结晶器底部水冷,凝固成轴向结晶倾向和偏析少的重熔钢锭,改善了热加工塑性.

等离子冶金：以等离子流为热源的冶金过程,即利用等离子枪将电能转变为定向等离子射流中的热能.等离子射流具有电弧稳定、热量高度集中、可达到非常高的温度等特点.有的等离子枪的工作温度高达5000～20000℃.等离子枪可用惰性气体（Ar）、还原性气体（H2）等为介质,以达到不同的冶金目的.等离子炉可用于熔炼高熔点金属和活泼金属以及金属或合金的提纯.等离子体技术也已用于钢铁厂废尘处理和铁合金生产工艺.

喷射冶金：为加速液体金属与物料的物理化学反应,用气体喷射的方法把粉末物料送入液体金属,完成冶金反应的工艺,亦称喷粉冶金.该工艺广泛用于铁水予处理和钢包精炼,以达到脱硫、脱氧、成分微调、使夹杂物变性的目的.此工艺的反应速度快,物料利用率高.

区域熔炼：1952年W.G.Pfann提出的一种利用液固相中杂质元素溶解度不同的特点提炼金属的工艺.其操作原理是：设一个均匀的固态金属棒中有一小段金属被熔化成液体,那么,若这一小段液态区域自左向右缓慢移动,则每移动一次,杂质都会重新分布,其效果就相当于把杂质驱赶到右端.经过多次这样的重复,左端金属便可达到很高的纯度.

真空冶金：在低于0.1MPa至超高真空条件下[133.3×（＜760～10-12）Pa]进行的冶金过程,包括金属及合金的提炼、冶炼、重熔、精炼、成形和热处理.目的主要在于：①减少金属受气相的污染；②降低溶解于金属中的气体或易挥发的杂质含量；③促进有气态产物的化学反应；④避免由耐火材料容器带来的污染.以适应高性能金属材料及新型金属材料的需要.随着生产电热材料、电工合金、软磁合金以及高温镍基合金等高性能和新型金属材料的需要,发展了各种真空熔炼方法,主要有真空电阻熔炼、真空感应熔炼、真空电弧重熔、电子束熔炼及电渣重熔等.

真空电弧熔炼：在真空（10-2～10-1Pa）下借助电弧供热重熔金属和合金的工艺,也称VAR法.其过程是：以水冷铜坩埚为正极,被熔自耗电极接在经滑动密封进入炉体的假电极上为负极,输入低压直流电流在电极与坩埚底之间引弧,借助电弧供热重熔金属和合金.伴随自耗电极的熔化,通过控制电极的下降速度,将自耗电极重熔为成分均匀、组织致密、纯净度高和偏析少的重熔钢锭.它不仅用于重熔活性金属和耐热难熔金属,而且也用于重熔使用要求较严格的高温合金和特殊钢.

真空电子束熔炼：在较高真空（133.3×10-4～133.3×10-8Pa)下用电子枪发射电子束,轰击被熔炼物料（作为阳极）,使之熔化并滴入水冷铜结晶器凝固成锭的熔炼方法.锭由机械装置连续抽出.此法可以调节能量分布,控制熔化速度.电子束重熔材料的纯净度比其他真空熔炼法的更高.它适于熔炼钨、钼等金属及其合金、高级合金钢、高温合金和超纯金属.

真空电阻熔炼：在真空下以电流通过导体所产生的热为热源的熔炼方法.一般采取间接加热,由电热体把热能传给炉中物料.根据需要,电阻炉内的气氛可以是惰性或保护性的.真空电阻炉可设计成熔炼炉或热处理炉.

真空感应熔炼：在真空下利用感应电热效应熔炼金属和合金的工艺.按炉料和容量选择电源频率.它有高频（＞104Hz）和中频（50～104Hz）以及工频（50或60Hz）两类.感应炉又分有芯（闭槽式）和无芯（坩埚式）两大类.前者电热效率高,功率因数高,但要有起熔体,熔炼温度低,适用于单一品种的连续熔炼；后者熔炼温度高,电热效率低,适于特殊钢和镍基合金等的熔炼.真空感应熔炼在高温合金、高强度钢和超高强度钢等生产中得到广泛应用.

炼钢工艺过程

造渣：调整钢、铁生产中熔渣成分、碱度和粘度及其反应能力的操作.目的是通过渣——金属反应炼出具有所要求成分和温度的金属.例如氧气顶吹转炉造渣和吹氧操作是为了生成有足够流动性和碱度的熔渣,以便把硫、磷降到计划钢种的上限以下,并使吹氧时喷溅和溢渣的量减至最小.

出渣：电弧炉炼钢时根据不同冶炼条件和目的在冶炼过程中所采取的放渣或扒渣操作.如用单渣法冶炼时,氧化末期须扒氧化渣；用双渣法造还原渣时,原来的氧化渣必须彻底放出,以防回磷等.

熔池搅拌：向金属熔池供应能量,使金属液和熔渣产生运动,以改善冶金反应的动力学条件.熔池搅拌可藉助于气体、机械、电磁感应等方法来实现.

电炉底吹：通过置于炉底的喷嘴将N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等气体根据工艺要求吹入炉内熔池以达到加速熔化,促进冶金反应过程的目的.采用底吹工艺可缩短冶炼时间,降低电耗,改善脱磷、脱硫操作,提高钢中残锰量,提高金属和合金收得率.并能使钢水成分、温度更均匀,从而改善钢质量,降低成本,提高生产率.

熔化期：炼钢的熔化期主要是对平炉和电炉炼钢而言.电弧炉炼钢从通电开始到炉料全部熔清为止、平炉炼钢从兑完铁水到炉料全部化完为止都称熔化期.熔化期的任务是尽快将炉料熔化及升温,并造好熔化期的炉渣.

氧化期和脱炭期：普通功率电弧炉炼钢的氧化期,通常指炉料溶清、取样分析到扒完氧化渣这一工艺阶段.也有认为是从吹氧或加矿脱碳开始的.氧化期的主要任务是氧化钢液中的碳、磷；去除气体及夹杂物；使钢液均匀加热升温.脱碳是氧化期的一项重要操作工艺.为了保证钢的纯净度,要求脱碳量大于0.2％左右.随着炉外精炼技术的发展,电弧炉的氧化精炼大多移到钢包或精炼炉中进行.

精炼期：炼钢过程通过造渣和其他方法把对钢的质量有害的一些元素和化合物,经化学反应选入气相或排、浮入渣中,使之从钢液中排除的工艺操作期.

还原期：普通功率电弧炉炼钢操作中,通常把氧化末期扒渣完毕到出钢这段时间称为还原期.其主要任务是造还原渣进行扩散、脱氧、脱硫、控制化学成分和调整温度.目前高功率和超功率电弧炉炼钢操作已取消还原期.

炉外精炼：将炼钢炉（转炉、电炉等）中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精炼的炼钢过程,也叫二次冶金.炼钢过程因此分为初炼和精炼两步进行.初炼：炉料在氧化性气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱碳和主合金化.精炼：将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫,去除夹杂物和进行成分微调等.将炼钢分两步进行的好处是：可提高钢的质量,缩短冶炼时间,简化工艺过程并降低生产成本.炉外精炼的种类很多,大致可分为常压下炉外精炼和真空下炉外精炼两类.按处理方式的不同,又可分为钢包处理型炉外精炼及钢包精炼型炉外精炼等.

钢液搅拌：炉外精炼过程中对钢液进行的搅拌.它使钢液成分和温度均匀化,并能促进冶金反应.多数冶金反应过程是相界面反应,反应物和生成物的扩散速度是这些反应的限制性环节.钢液在静止状态下,其冶金反应速度很慢,如电炉中静止的钢液脱硫需30～60分钟；而在炉精炼中采取搅拌钢液的办法脱硫只需3～5分钟.钢液在静止状态下,夹杂物靠上浮除去,排除速度较慢；搅拌钢液时,夹杂物的除去速度按指数规律递增,并与搅拌强度、类型和夹杂物的特性、浓度有关.

钢包喂丝：通过喂丝机向钢包内喂入用铁皮包裹的脱氧、脱硫及微调成分的粉剂,如Ca-Si粉、或直接喂入铝线、碳线等对钢水进行深脱硫、钙处理以及微调钢中碳和铝等成分的方法.它还具有清洁钢水、改善非金属夹杂物形态的功能.

钢包处理：钢包处理型炉外精炼的简称.其特点是精炼时间短（约10～30分钟）,精炼任务单一,没有补偿钢水温度降低的加热装置,工艺操作简单,设备投资少.它有钢水脱气、脱硫、成分控制和改变夹杂物形态等装置.如真空循环脱气法（RH、DH）,钢包真空吹氩法（Gazid）,钢包喷粉处理法（IJ、TN、SL）等均属此类.

钢包精炼：钢包精炼型炉外精炼的简称.其特点是比钢包处理的精炼时间长（约60～180分钟）,具有多种精炼功能,有补偿钢水温度降低的加热装置,适于各类高合金钢和特殊性能钢种（如超纯钢种）的精炼.真空吹氧脱碳法（VOD）、真空电弧加热脱气法（VAD）、钢包精炼法（ASEA-SKF）、封闭式吹氩成分微调法（CAS）等,均属此类；与此类似的还有氩氧脱碳法（AOD）.

惰性气体处理：向钢液中吹入惰性气体,这种气体本身不参与冶金反应,但从钢水中上升的每个小气泡都相当于一个“小真空室”（气泡中H2、N2、CO的分压接近于零）,具有“气洗”作用.炉外精炼法生产不锈钢的原理,就是应用不同的CO分压下碳铬和温度之间的平衡关系.用惰性气体加氧进行精炼脱碳,可以降低碳氧反应中CO分压,在较低温度的条件下,碳含量降低而铬不被氧化.

预合金化：向钢液加入一种或几种合金元素,使其达到成品钢成分规格要求的操作过程称为合金化.多数情况下脱氧和合金化是同时进行的,加入钢中的脱氧剂一部分消耗于钢的脱氧,转化为脱氧产物排出；另一部则为钢水所吸收,起合金化作用.在脱氧操作未全部完成前,与脱氧剂同时加入的合金被钢水吸收所起到的合金化作用称为预合金化.

成分控制：保证成品钢成分全部符合标准要求的操作.成分控制贯穿于从配料到出钢的各个环节,但重点是合金化时对合金元素成分的控制.对优质钢往往要求把成分精确地控制在一个狭窄的范围内；一般在不影响钢性能的前提下,按中、下限控制.

增硅：吹炼终点时,钢液中含硅量极低.为达到各钢号对硅含量的要求,必须以合金料形式加入一定量的硅.它除了用作脱氧剂消耗部分外,还使钢液中的硅增加.增硅量要经过准确计算,不可超过吹炼钢种所允许的范围.

终点控制：氧气转炉炼钢吹炼终点（吹氧结束）时使金属的化学成分和温度同时达到计划钢种出钢要求而进行的控制.终点控制有增碳法和拉碳法两种方法.

出钢：钢液的温度和成分达到所炼钢种的规定要求时将钢水放出的操作.出钢时要注意防止熔渣流入钢包.用于调整钢水温度、成分和脱氧用的添加剂在出钢过程中加入钢包或出钢流中.

碳化钛

英文名称：Titanium carbide

CAS号：12070-08-5

分子式：CTi

分子量：59.88

EINECS号:235-120-4

Mol文件号:12070-08-5.mol

碳化钛 化学性质

熔点 :3140 °C (lit.)

沸点 :4820 °C (lit.)

密度 :4.930 g/mL at 25 °C (lit.)

RTECS号:XR1903500

闪点 :4820°C

形态:Powder

比重:4.93

颜色:gray

水溶解性 :Soluble in nitric acid and aqua regia. Insoluble in water.

晶体结构:Cubic, NaCl Structure

稳定性:Stable.

LogP:0

EPA化学物质信息:Titanium carbide (TiC) (12070-08-5)

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安全信息

安全说明 :16-22

危险品运输编号 :UN3178

WGK Germany :3

TSCA :Yes

危险等级:4.1

包装类别:III

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碳化钛性质、用途与生产工艺

概述:

碳化钛是典型的过渡金属碳化物，具有NaCl型立方晶系结构，同时拥有高熔点、高硬度、高杨氏模量、高化学稳定性、耐磨和耐腐蚀、良好的电导和热导等特性，因此其在切削刀具、宇航部件、耐磨涂层、泡沫陶瓷和红外辐射陶瓷材料等方面有着广泛的用途和巨大的潜力。

物理性质:

外观与性状：灰色金属状面心立方晶格固体，质硬（硬度大于9，仅次于金刚石）显微硬度2850 kg/mm2；

熔点：3140±90℃

沸点：4820℃

相对密度：4.93

溶解性：不溶于水、盐酸和硫酸，溶于王水、硝酸和氢氟酸混合液

导电导热性：具有良好的导热性和导电性，其导电性随温度升高而降低

表1 TiC的物理性能 图1 TiC的晶体结构图

化学性质:

在低于800℃时对空气稳定，在800℃时被氧化的速度缓慢，但粉末状 TiC在O2中于600℃便可燃烧生成TiO2和CO2。高于2000℃时受空气侵蚀， 1150℃时能与纯O2反应，生成TiO2和CO。

加热时易与卤素、氧和氮起作用。

与熔融碱起反应

在 H2气中加热至1500℃以上时逐渐发生脱C作用。

与N2气在1200℃以上发生反应形成可变组成的混合碳氮化钛Ti(C，N)。

不与水作用，但在700℃以上时可与水蒸汽作用生成 TiO2、CO和H2。

与CO不发生作用，与CO2在1200℃发生反应生成TiO2和 CO。

制备方法:

1、碳热还原法：用碳黑还原TiO2，反应温度范围在1700-2100℃，化 学反应式为：

TiO2(s)+3C(s)=TiC(S)+2CO(g)

2、直接碳化法：利用Ti粉和炭分反应生成TiC。化学反应式为：

Ti(s)+C(s)=TiC

由于很难制备亚微米级金属Ti粉, 该方法的应用受到限制，上述反应需5-20 小时才能完成, 且反应过程较难控制, 反应物团聚严重, 需进一步的粉磨加工 才能制备出细颗粒TiC 粉体。为得到较纯的产品还需对球磨后的细粉用化学方 法提纯。此外，由于金属钛粉的价格昂贵，使得合成TiC 的成本也高。

3、化学气相沉积法[7]：该合成法是利用TiCl4，H2和C之间的反应。反 应式为：

TiCl4(g)+2H2(g)+C(s)=TiC(g)+4HCl(l)

反应物与灼热的钨或炭单丝接触而进行反应，TiC晶体直接生长在单丝上，用 这种方法合成的TiC粉体，其产量、有时甚至质量严格受到限制, 此外, 由于 TiCl4和产物中的HCl 有强烈的腐蚀性，合成时要特别谨慎。

4、溶胶凝胶法：一种借助溶液使物料充分混合、分散而制备出小颗 粒尺寸产物的方法。具有化学均匀性好、粉体粒度小且分布窄、热处理温度较 低等优点, 但合成工艺复杂、干燥收缩较大。

5、微波法

以纳米TiO2和碳黑为原料，利用碳热还原反应原理，利用微波能对材料加热。 实际上是利用材料在高频电场中的介质损耗，将微波能转变为热能，使纳米 TiO2和碳合成TiC，其化学反应式如下：

TiO2+3C=TiC+2CO(g)

6、爆炸冲击法

将二氧化钛粉末与碳粉按一定比例混合，压制成Φ10mm×5mm的圆柱制备前驱 体，密度为1.5g/cm3，实验室装入金属约束外筒内。放入自制密闭爆炸容器中 进行实验，爆炸冲击波作用后收集爆轰灰。经过初步的筛滤，去除掉铁屑等大 块杂质，得到黑色粉末。黑色粉末经王水浸泡24h后变为褐色，最后放入马弗 炉中，在400℃下煅烧400min，最终得到银灰色粉末。

7、高频感应碳热还原法

将颜料级二氧化钛粉和木炭粉按摩尔比为 1∶3 和 1∶4 称量混合, 加入球磨 罐内, 在行星式球磨机上球磨 6～10h , 转速为300～400r/min ,然后将球磨 物料在压片机上压制成2cm×2cm～2cm×4cm的块体,最后将物料装入石墨坩埚 并放入高频感应加热设备内,通氩气为保护气氛,逐渐调节高频感应设备的电流 至 500A使物料发生碳热还原反应, 并保温20min。保温结束后还原产物在氩气 气氛下自然冷却至室温,取出还原产物,研磨破碎后得到超细碳化钛粉末。

8、金属热还原法：一种固-液反应法，为放热反应，因此反应温度较 低，能耗小，但原料比较昂贵，产物中CaO、MgO被酸洗，得不到回收利用。

9、高温自蔓延合成法(SHS)

SHS 法源于放热反应。当加热到适当的温度时，细颗粒的Ti粉有很高的反应活 性，因此，一旦点燃后产生的燃烧波通过反应物Ti 和C , Ti 和C 就会有足够 的反应热使之生成TiC，SHS法反应极快，通常不到一秒钟，该合成法需要高纯 、微细的Ti粉作原料, 而且产量有限。

10、反应球磨技术法

反应球磨技术是利用金属或合金粉末在球磨过程中与其他单质或化合物之间的 化学反应而制备出所需要材料的技术。用反应球磨技术制备纳米材料的主要设 备是高能球磨机, 其主要用来生产纳米晶体材料。反应球磨机理可分为两类: 一是机械诱发自蔓延高温合成(SHS)反应, 另一类为无明显放热的反应球磨, 其反应过程缓慢。

工艺流程有采矿→选矿→烧结→炼铁→炼钢→热轧→冷轧→硅钢；一个完整的钢铁厂有矿山采掘、选矿、烧结、球团、焦化、原料、高炉、预处理、转炉、精炼、连铸、热轧、冷轧、制氧、动力、配电、运输、水处理等多个工序，设备种类1万多种，仅仅是设备型号就可以有近十万个。

现在炼钢的工艺设备有2种，即转炉、电炉。

炼铁厂的铁水一般温度在1350度左右（低于1200就会开始凝固了），加入到炼钢炉，吹入氧气，再配以脱硫造渣剂（石灰石）、铁合金（用于调整成分）、废钢（调整温度、降低成本）等，最后出钢，通过模铸或连铸的方式生产出钢锭或连铸坯，以后再送往轧钢厂。

扩展资料：

1、钢包处理

钢包处理：钢包处理型炉外精炼的简称。其特点是精炼时间短（约10～30分钟）。

2、转炉炼钢

精炼任务单一，没有补偿钢水温度降低的加热装置，工艺操作简单，设备投资少。它有钢水脱气、脱硫、成分控制和改变夹杂物形态等装置。如真空循环脱气法（RH、DH），钢包真空吹氩法（Gazid），钢包喷粉处理法（IJ、TN、SL）等均属此类。

3、钢包精炼

其特点是比钢包处理的精炼时间长（约60～180分钟），具有多种精炼功能，有补偿钢水温度降低的加热装置，适于各类高合金钢和特殊性能钢种（如超纯钢种）的精炼、钢包精炼法（ASEA-SKF）、封闭式吹氩成分微调法（CAS）等，均属此类；与此类似的还有氩氧脱碳法（AOD）。

4、气体处理

惰性气体处理：向钢液中吹入惰性气体Ar，这种气体本身不参与冶金反应，但从钢水中上升的每个小气泡都相当于一个“小真空室”（气泡中H2、N2、CO的分压接近于零），具有“气洗”作用。炉外精炼法生产不锈钢的原理，就是应用不同的CO分压下碳铬和温度之间的平衡关系。

5、预合金化

预合金化：向钢液加入一种或几种合金元素，使其达到成品钢成分规格要求的操作过程称为合金化。多数情况下脱氧和合金化是同时进行的，加入钢中的脱氧剂一部分消耗于钢的脱氧，转化为脱氧产物排出；另一部则为钢水所吸收，起合金化作用。

6、成分控制

成分控制：保证成品钢成分全部符合标准要求的操作。成分控制贯穿于从配料到出钢的各个环节，但重点是合金化时对合金元素成分的控制。对优质钢往往要求把成分精确地控制在一个狭窄的范围内。

参考资料来源：

百度百科-炼钢

百度百科-钢铁厂

H2O2和草酸酯、荧光物质

其发光原理是利用H2O2氧化草酸酯产生能量,该能量被传递给荧光物质后便发出荧光

1、普通荧光灯用荧光粉：主要是锑锰激活的卤磷酸钙荧光粉，色温范围2700K－10000K（根据用户需要调整），分为球磨和不球磨两种。

2、彩色荧光灯用荧光粉：主要有蓝粉（钨酸钙：铅）、绿粉（硅酸锌：锰）、橙色粉（硅酸钙：铅）、红粉（砷酸镁：锰）等。

3、紫外及近紫外荧光粉：主要产品为重硅酸钡：铅等黑荧光粉，发射波长在300－400nm之间，适用于制造灭蚊灯及晒图灯等。

4、长余辉荧光粉（夜光粉）

5、阴极射线荧光粉

6、电子粉：碳酸钙、碳酸钡、碳酸锶

7、电子粉浆：混合型、共晶型、灰粉等

8、灯用高纯水银（含量99.9999％）

9、灯用加固剂：焦硼磷酸钙

荧光粉(俗称夜光粉)，通常分为光致储能夜光粉和带有放射性的夜光粉两类。光致储能夜光粉是荧光粉在受到自然光、日光灯光、紫外光等照射后，把光能储存起来，在停止光照射后，在缓慢地以荧光的方式释放出来，所以在夜间或者黑暗处，仍能看到发光，持续时间长达几小时至十几小时。带有放射性的夜光粉，是在荧光粉中掺入放射性物质，利用放射性物质不断发出的射线激发荧光粉发光，这类夜光粉发光时间很长，但有毒有害和环境污染等应用范围小。

人们在实际生活中利用夜光粉长时间发光的特性，制成弱照明光源，在军事部门有特殊的用处，把这种材料涂在航空仪表、钟表、窗户、机器上各种开关标志，门的把手等处，也可用各种透光塑料一起压制成各种符号、部件、用品(如电源开关、插座、钓鱼钩等)。这些发光部件经光照射后，夜间或意外停电、闪电后起床等它仍在持续发光，使人们可辨别周围方向，为工作和生活带来方便。把夜光材料超细粒子掺入纺织品中，使颜色更鲜艳，小孩子穿上有夜光的纺织品，可减少交通事故。

目前国内外夜光材料主要是以ZnS,SrS和CaS制成的，发出绿光和黄光。SrS，CaS材料易潮解，给广泛应用带来困难。所以市场上主要是以ZnS为基质的夜光材料。但它的余辉时间只有1～3小时，同时在强光(如太阳光)、紫外光和潮湿空气中容易变质发黑，所以在许多领域中应用受到限制。添加钻、铜共激活的ZnS夜光粉虽然有很长的余辉时间，但它有红外淬灭现象，在电灯光(包含较多的红光)照射下，余辉很快熄灭。

荧光棒的成分包含苯二甲酸二甲酯和苯二甲酸二丁酯

生活中能发出肉眼可见荧光的物质：

其一、萤石：成分为氟化钙，是一种玻璃样矿石；

其二、磷光粉（硅酸镁、钨酸镁等）：吸收紫外辐射发光，是电视、荧光灯常用原料；

其三、荧光素（间苯二酚酞）：是一种深红色合成色素，有机化合物，其溶液即使稀释到4000万分之一也可见黄绿色荧光，其卤化衍生物可有不同颜色。萤火虫就靠体内的荧光素酶的作用来合成荧光素而发光。

我们所见的荧光棒通常是将较稀的荧光素溶液注入塑料棒，利用荧光素在夜色中发出五颜六色的光。

据了解，荧光棒中的化学物质主要由三种物质组成：过氧化物、酯类化合物和荧光染料。简单地说，荧光棒发光的原理就是过氧化物和酯类化合物发生反应，将反应后的能量传递给荧光染料，再由染料发出荧光。目前市场上常见的荧光棒中通常放置了一个玻璃管夹层，夹层内外隔离了过氧化物和酯类化合物，经过揉搓，两种化合物反应使得荧光染料发光。

由于荧光棒中的液体化学物质被聚乙烯(塑料)包装，所以不会对人体造成太大伤害。因为荧光棒所发出的光是靠化学反应激发染料发出的非放射性光，而不是由放射线激发染料发出的光，不会伤害人体。但赵福群也对时下有些人为追赶时髦，将荧光棒弄破，把里面的液体涂抹在身上的做法表示反对，因为荧光棒中的化学物质直接接触皮肤会对人体造成一定的损害。尤其注意不要让儿童误食。

之所以有观点认为荧光物质会伤害人体，是因为在有些夜光手表、矿井应急信号灯等中用的都是放射性物质，使染料在黑暗处发光，所以人们误认为荧光棒中也是运用了放射性物质，形成认识上的误差。消费者鉴别某夜光产品是否为放射性发光的办法是，放射性发光持续的时间比较长，并且光强度弱些；而非放射光持续的时间比较短。

目前荧光制品在国内市场乃至欧美市场都被作为玩具销售，是经过国家有关部门的质量检验的，只要使用方法正确，不弄破外包装，液体荧光棒不会对人体造成太大伤害。共0条评论...

荧光棒是有两种化学液体混合后产生化学反应，从而达到发光效果的。

苯基草酸酯、过氧化氢。染料。

过氧化氢把苯基草酸酯氧化成两个分子的酚，在这个过程中会产生一个高能量的中间物，这个中间物会把能量传给染料，电子激发态的染料不稳定，因此借放光而回倒稳定基态。这种光是由化学反应而产生，称为化学发光即冷光。

荧光灯构造

荧光灯是放电灯的一种，在玻璃管中充有容易放电的氩气和极少量的水银，在玻管内壁上涂敷有荧光物质，在管的两端有用钨丝制作的二螺旋或三螺旋钨丝圈电极，在电极上涂敷有发射电子的物质。

荧光灯发光原理

点灯(启动)时，电流流过电极并加热，从灯丝向着内发射出热电子，并开始放电。放电产生的流动电子跟管内的水银原子碰撞，发生紫外线(253.7nm)。这种紫外线照射荧光物质，变成可见光。随着荧光物质的种类不同，可发出多种多样的光色。

荧光灯点灯方式

为点亮荧光灯，要在涂敷发射体(电子发射性物质)的电极上通过预热电流使其处于易于放出电子的状态。按启动器方式不同，大致可分为，"启动器式点灯电路"、"快速启动器式点灯电路"、"变频器式(电子式)点灯电路"三种。"启动器式点灯电路"和"快速启动器式点灯电路"中使用的镇流器(灯具)和荧光灯管都不相同。

"荧光粉"发光的启示

为了弄清荧光粉的化学成分，我们首先想到了荧火虫的发光，荧火虫的发光原理主要有以下一系列过程。

成光蛋白质＋成光酵素含氧成光蛋白质（发出绿光）

含氧成光蛋白质＋H2O成光蛋白质

这就是荧火虫为何能持续发光，并且光亮一闪一闪的原因，值得注意的是，荧火虫所发出的绿光是一种"冷光"，其结果转化率竟达97%。

其次，我们又注意了发光塑料的发光，发光塑料主要是在普通塑料中掺进一些放射性物质，如14C、35Sr、90Sr及Na、Th和发光材料ZnS、CaS这些硫化物在放射光线的照射下，被激发而射出可见光（冷光）。

荧光粉的化学成份由模糊的硅酸盐、钨酸盐，单一的元素Ba、Sr最后深化到标准的化学式，其化学组成为：

类别

Y2O3：Eu

白

5.1±0.2

绿 粉

CeMgL11O19：Tb

白

4.2±0.2

蓝 粉

BaMgAl10O17：Eu

白

3.7±0.2

双峰蓝粉

BaMgA10O17：（Eu、Mn）

白

3.8±0.2

上转化荧光粉，即红外线激发荧光粉的成分为：

化学组成：YErYbF3

外 观：白色无机粉末

晶粒尺寸：30nm

激发波长：980nm

发光颜色：绿光

特 性：透光率较高，有较高的耐溶剂、耐酸碱性能

荧光，磷光，化学发光三者之间有何区别？

荧光和磷光均为分子发射光谱，是光致发光。化学发光是化学反应产生的能量使反应物或产物发光。荧光准确的说，是分子第一单重激发态（S1）的最低振动能级到基态（S0）的不同振动能级的辐射跃迁。磷光是分子第一三重激发态（T1）的最低振动能级到基态（S0）的不同振动能级的辐射跃迁。一般，磷光的波长比荧光的波长长。因为T1的能量低于S1的能量。

荧光和磷光是光致发光(荧光是由激发单重态最低振动能层至基态各振动能层间跃迁产生的；而磷光是由激发三重态的最低振动能层至基态各振动能层间跃迁产生的)

荧光与磷光都是“光致发光”现象，两者的区别在于：荧光寿命短，有激发光照射时会发光，激发光停止后荧光就立即没有了。相比之下，磷光则是有一定长度的延时（驰豫时间），激发光停止后，样品还能继续发光一段时间的。平时所见的夜光物质就是磷光。

而化学发光，则是发光物质自己发射的光。

在TFT中加入磷系荧光物质发光

冷阴极荧光灯

LED荧光粉