硅,是不是可再生的?
不是。自然界中存在的元素单体都不是可再生资源。比如说:铁Fe 铜Cu等都不是。硅Si主要以化合态SiO2(也就是沙子)存在。但是硅在地球上的含量非常大,而且它的总量(指的是原子总量)不会发生改变(由质能守恒定律可得)。
硅(台湾、香港称矽xī)是一种化学元素,它的化学符号是Si,旧称矽。原子序数14,相对原子质量28.0855,有无定形硅和晶体硅两种同素异形体,属于元素周期表上第三周期,IVA族的类金属元素。硅也是极为常见的一种元素,然而它极少以单质的形式在自然界出现,而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式,广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。硅在宇宙中的储量排在第八位。在地壳中,它是第二丰富的元素,构成地壳总质量的26.4%,仅次于第一位的氧(49.4%)。
常见半导体有:锗、硅、砷化镓等,即硅属于半导体材料;
太阳能属于可再生能源,其主要特点是取之不尽用之不竭,并且环保无污染.
故答案为:半导体;可再生.
行业主要上市企业:合盛硅业(603260)、通威股份(600438)、瓦克尔化学(WCH)等
本文核心数据:全球有机硅产能产量、中国有机硅DMC产量、中国有机硅表观消费量
1、 全球有机硅产能向中国国内转移趋势明显
有机硅,即有机硅化合物,是指含有Si-C键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的一大门类化合物,包括各类小分子化合物和高分子聚合物。其中,以硅氧键(-Si-O-Si-)为骨架组成的聚硅氧烷,是有机硅化合物中为数最多,研究最深、应用最广的一类,约占总用量的90%以上。其中,功能性硅烷,与硅橡胶、硅油及硅树脂并称为有机硅材料四大门类。
根据全国硅产业绿色发展战略联盟的数据显示,2008-2023年全球有机硅产能呈现波动趋势由于全球对于环保的重视导致淘汰了一批劣质的中小企业从而导致全球产能出现波动。根据SAGSI的预测,2023年全球有机硅产能和产量将分别达到364万吨/年、267万吨/年。
根据全国硅产业绿色发展战略联盟的数据显示,我国自2014年起由有机硅净进口国转变为净出口国,2020年有机硅累计出口24.3万吨,同比增长8.5%,进口15.2万吨,同比增长2.9%。如今,我国已成为有机硅生产和消费大国,国内有机硅产品优势愈加凸显。
2、供需关系:需求较为旺盛带动有机硅DMC产量逐年上升
有机硅材料主要生成DMC中间体,占比达到80%左右。根据全国硅产业绿色发展战略联盟的数据显示,截至2020年底中国有机硅DMC产能约169万吨,同比增长6.3%2020年全年累计产量134万吨,同比增长11.5%,行业开工率约80.0%。
从需求端看,近十余年,我国的有机硅产品需求较为旺盛,需求量保持了快速增长。根据中国有色金属工业协会硅业分会的统计数据,2020年中国有机硅表观消费量66万吨,同比增长11.0%2015-2020年的CAGR为11.1%。
随着中国经济转型的逐步推进,居民收入水平的快速提升,以及“中国制造2025”、“一带一路”国家战略的稳健实施,中国有色金属工业协会硅业分会预计我国有机硅表观消费量仍将保持中高速增长。
3、不仅仅着眼在传统行业,更是在新兴产业继续发光发热
有机硅材料以其优异的性能在国民经济中扮演“工业味精”的角色,被广泛应用于建筑,电子电器、纺织服装、能源,医疗卫生行业等等。2020年上半年受疫情影响,传统需求像是汽车行业受到较大打击,但我国防控疫情得当,出口超出预期,其传统需求已有所好转。
此外,由于有机硅材料拥有优异的耐高温、耐压缩、耐辐射以及导电性能,有机硅材料大量应用于新经济领域,像是5G、新能源车、可再生能源、芯片半导体等新兴产业将会带动有机硅材料进一步发展。
更多数据请参考前瞻产业研究院《中国有机硅行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》。
由于有机硅具有上述这些优异的性能,因此它的应用范围非常广泛。它不仅作为航空、尖端技术、军事技术部门的特种材料使用,而且也用于国民经济各部门,其应用范围已扩到:建筑、电子电气、纺织、汽车、机械、皮革造纸、化工轻工、金属和油漆、医药医疗等。
有机硅,即有机硅化合物,是指含有Si-C键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物,习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物。
其中,以硅氧键(-Si-O-Si-)为骨架组成的聚硅氧烷,是有机硅化合物中为数最多,研究最深、应用最广的一类,约占总用量的90%以上。
结构
有机硅材料具有独特的结构:
(1) Si原子上充足的甲基将高能量的聚硅氧烷主链屏蔽起来;
(2) C-H无极性,使分子间相互作用力十分微弱;
(3) Si-O键长较长,Si-O-Si键键角大。
(4) Si-O键是具有50%离子键特征的共价键(共价键具有方向性,离子键无方向性)。
特点
由于有机硅独特的结构,兼备了无机材料与有机材料的性能,具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质,并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性。
广泛应用于航空航天、电子电气、建筑、运输、化工、纺织、食品、轻工、医疗等行业,其中有机硅主要应用于密封、粘合、润滑、涂层、表面活性、脱模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等。
随着有机硅数量和品种的持续增长,应用领域不断拓宽,形成化工新材料界独树一帜的重要产品体系,许多品种是其他化学品无法替代而又必不可少的。
生物体新陈代谢也需要有机硅参与,通常此类有机硅是以硅酸酯或者硅醚的形式存在 [3] 。有机硅对于身体各项功能起着重要的作用并且与矿物质的吸收有着直接关系。
人体平均拥有约七克硅,其数量远远超过其他重要矿物质,如铁。铁和硅是人体必需的元素,对维持正常的新陈代谢是非常重要的作用。
有机硅材料按其形态的不同,可分为:硅烷偶联剂(有机硅化学试剂)、生物活性有机硅、硅油(硅脂、硅乳液、硅表面活性剂)、高温硫化硅橡胶、液体硅橡胶、硅树脂、复合物等。
有机硅是一种人工合成, 结构上以硅原子和氧原子为主链的一种高分子聚合物。由于构成主链的硅-氧结构具有较强的化学键结,因此有机硅高聚物的分子比一般有机高聚物对热、氧稳定得多。尽管有机硅在室温下的力学性能与其它材料差异不大,但其在高温及低温下的物理、力学性能表现卓越,温度在-60到+250℃多次交变而其性能不受影响,因而有机硅高聚物可在这个温度区域内长期使用。有些有机硅高聚物更能在低至-100℃下正常使用。又由于有机硅分子内有偶极作用,它能有效缓冲和减弱外部电场的影响,从而对连接在硅原子上的羟基有保护作用,使之不易受物理因素或化学试剂的侵蚀。用聚有机硅氧烷制成的各项产品除基本具有耐腐蚀、耐辐照、耐高低温外,还具有低吸湿性、高绝缘电阻、低介电常数、低应力、减振、环保、低毒性、难燃、和可返修等特性。因此有机硅被制成各式各样的粘接密封剂、灌封胶、绝缘涂料和硅脂等成品应用于各种电子装置中。
有机硅材料在汽车电子上的应用
有机硅应用在汽车电子装置上有 : 粘接与密封剂、灌封胶、凝胶、绝缘涂料、导热胶等材料。这些材料被用于保护发动机控制模块、点火线圏与点火模块、动力系统模块、制动系统模块、废气排放控制模块、电源系统、照明系统、各种传感器、连接器 … 等等。
粘接与密封剂 : 使用在各类控制模块中做为对线路板上元器件的粘接固定, 或是对大型元器件, 例如电容、电感、与线圈做辅助性固定以防止元器件因受振动而脱落, 有固定与减振的功能。另外也用做模块外壳粘接与密封, 起到密封、防潮、防污、防蚀的功能。若使用导热性粘接剂则同时具有粘接与散热功能, 可以用来固定功率器件或粘接散热板以达到粘接与散热功能。道康宁DC7091在各类控制模块外壳的密封、连接器的粘接处得到了广泛的使用。发动机控制模块中线路板与铝质散热外壳间的粘接则是导热性粘接剂的典型应用,道康宁1-9226导热粘结剂非常受欢迎。
有机硅主要用于航空、尖端技术、军事技术部门的特种材料使用,其它还能用于建筑、电子电气、纺织、汽车、机械、皮革造纸、化工轻工、金属和油漆等等。有机硅,即有机硅化合物,是指含有Si-C键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物。
有机硅有独特的结构,兼备了无机材料与有机材料的性能,具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质,并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性。
有机硅的分类:
1、高温硫化硅橡胶最常用的有甲基乙烯基硅橡胶,耐寒的苯基硅橡胶,耐油、耐溶剂的氟硅橡胶和腈硅橡胶,耐辐照的苯撑硅橡胶等。为方便使用常配制成混炼胶提供给用户。
2、室温硫化硅橡胶按包装形式有双组分和单组分之分。双组分分为甲基、苯基、腈硅、氟硅、苯撑之分;单组分中分为脱酸型、脱醇型,脱肟型,脱胺型,脱酰胺型,脱酮型等。
3、硅油硅油可分为甲基硅油、乙基硅油、甲基苯基硅油、氨基硅油、甲基含氢硅油、氯代苯基硅油、氟硅油、腈硅油、长链烷烃硅油、扩散泵油和改性硅油等。有一类用量很大的属于硅油的加工制品,即硅油乳剂,如织物处理剂即为一例。
4、硅树脂硅树脂按组成分可分为甲基硅树脂、甲基苯基硅树脂等按形态分有溶剂型的、无溶剂的。硅树脂也有做成涂料、模塑粉和改性的。
5、硅烷偶联剂按官能团分类,硅烷偶联剂主要有乙烯基硅烷、氨基硅烷、环氧基硅烷、巯基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷等。
化学家把石英砂中的硅和有机大分子结合起来,创造出一种“杂交”新材料,人们叫它“有机硅”。它既有无机物的特点,又有有机物的长处,能承担其他材料难以负担的“任务”。现在,有机硅产品已经有2000种以上,常用的有硅油、硅橡胶、硅树脂等1000多种。
用无色透明的油状液体——硅油,来处理丝绸、棉布和化纤等纺织物,织物就显得爽滑柔软,色泽鲜艳,而且耐磨防蛀。假如用硅油把衣服处理一下,雨水洒在衣服上,就像落在荷叶上一样不透水,却能透气,穿上这种衣服不会感到闷热。用硅油揩擦眼镜、照相机镜头、钟表和灯泡玻璃,能增加透明度,水和脏物却难以沾上,还有防霉作用。硅油可以帮助医生诊断疾病。在胃镜检查时,只要服用5毫升硅油乳剂,胃腔内的泡沫便迅速消失,使胃镜的视野清晰,大大提高检查的准确性。
硅橡胶、硅树脂等,也像硅油一样神通广大。有的病人切除喉头,装了硅橡胶人造喉头,讲话、吃饭和呼吸,都不会有多大影响。所以,现在的人造器官,大部分都是有机硅制造的。另外,牙膏中用有机硅作添加剂,刷牙时能在牙齿表面形成比较牢固的薄膜,并能保持10小时以上,可以防止牙垢形成和细菌的侵袭。
有机硅材料废弃后,无论烧毁或者埋入地下,都不会污染周围环境,它的前途无限广阔。
有机硅具有一系列优异的性能,广泛用于电子,建筑,汽车,医疗等行业;近年来,有机硅产品(如硅橡胶,硅油,硅烷偶联剂等)的年增长率超过20%。此外,有机硅具有出色的润湿性能,使液体能够在叶表面迅速扩散。有机硅可以促进内部吸收剂通过毛孔的渗透,提高雨水侵蚀的能力,雨水无需改装喷雾。
有机硅简介
有机硅或有机硅化合物是指具有至少一个与硅原子直接连接的有机基团的化合物。传统上,通过氧,硫,氮等将有机基团连接至硅原子的化合物也被视为有机硅化合物。由于有机硅的独特结构,它结合了无机和有机材料的特性,并具有低表面张力,小粘度-温度系数,高可压缩性和高透气性的基本特性。