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            硅烷SiH4

            By 01/01 氫化物

            硅烷SiH4

            1.別名?英文名
            單硅烷、硅甲烷、甲硅烷、四氫化硅;Silane、Monosilane、Sil-icon tetrahydride、Silicon hydride
            2.
            用途
            氯硅烷類及烷基氯硅烷類的骨架結構,硅的外延生長、多晶硅、氧化硅、氮化硅等的原料,太陽能電池,光導纖維,有色玻璃制造,化學氣相淀積。
            3.
            制法
            (1)
            硅化鎂法:把硅和鎂的混合粉末在約500℃的氫氣中反應,把生成的硅化鎂和氯化銨在低溫液態氨中反應,可得到硅烷。把它在用液氮冷卻的蒸餾裝置中精制后可得到純硅烷。
            (2)
            不均化反應法:把硅粉末、四氯化硅和氫在加熱到500℃以上的流動床爐中反應,得到三氯硅烷。用蒸餾法分離三氯硅烷。在催化劑存在下通過不均化反應得到二氯硅烷。所得的二氯硅烷為與四氯化硅、三氯硅烷的混合物,所以用蒸餾法精制后得純二氯硅烷。使用不均化反應催化劑由二氯硅烷得三氯硅烷和單硅烷。所得的單硅烷用低溫高壓蒸餾裝置提純。
            (3)
            用鹽酸處理硅鎂合金。
            Mg2Si+4HCl—→2MgCl2+SiH4
            (4)
            硅鎂合金與溴化銨在液氨中反應。

            (5)以氫化鋁鋰、氫化硼鋰等作為還原劑,在乙醚中還原四氯硅烷或三氯硅烷。

            4.理化性質
            分子量:    32.118
            熔點(101.325kPa)    -185.0
            沸點(101.325kPa)    -111.5
            液體密度(-185)    711kg/m3
            氣體密度(0℃,100kPa)    1.42kg/m3
            相對密度(氣體,空氣=1,20℃,101.325kPa)1.114
            比容(21.1℃,101.325kPa)    0.7518m/kg
            氣液容積比(15℃,100kPa)412L/L
            臨界溫度:    -3.4
            臨界壓力:4843kPa
            臨界密度:    242kg/m3
            壓縮系數:
            溫度℃ 壓縮系數
            100kPa 500kPa 1000kPa 2000kPa 3000kPa 4000kPa 4500kPa
            15       0.999 0.963 0.923 0.850 0.774    0.697    0.652
            50       0.999 0.964    0.928    0.858     0.786    0.713    0.677

            熔化熱(-186.40℃,<0.1kPa)  24.62 kJ/kg
            氣化熱(-111.40℃,101.325kPa)342.89kJ/kg
            比熱容(氣體,25℃,101.325kPa)  Cp=1333.96 J/(kg?K)
            蒸氣壓(-168)    1.33kPa
            (-60
            )    1040kPa
            (-10
            )    4150kPa
            粘度(101.325kPa,0)0.0108mPa?S
            表面張力(-111.4℃,101325kPa)15.11mN/m
            導熱系數(101.325kPa,0)0.01918 w/(m?K)
            爆炸界限:0.8%98%
            火災危險度:    
            硅烷在常溫常壓下為具有惡臭的無色氣體。在室溫下著火,在空氣或鹵素氣體中發生爆炸性燃燒。即使用其它氣體稀釋,如果濃度不夠低.仍能自燃。硅烷在氬氣中含2%、氮氣中含2.5%、氫氣中含1%時,它仍能著火。硅烷濃度在小于1%時不燃,大于3%時自燃,1%3%時可能燃燒。
            SiH4+2O2—→SiO2+2H2O
            燃燒產物為粉狀氧化硅和水,火焰溫度較低,在氬氣中含3%硅烷時為500600℃。常溫下穩定,在300℃開始分解,600℃時分解加速,1000℃時完全分解成硅和氫。
            SiH4—→Si+2H2
            在中性或酸性水中比較穩定,但是在堿性水溶液中容易分解。
            SiH4+2H2O—→SiO2+4H2
            SiH4+2KOH+H2O—→K2SiO3+4H2
            硅烷是強還原劑,與重金屬鹵化物激烈反應,與氯、溴發生爆炸性反應,與四氯化碳激烈反應。因此對硅烷不能使用氟里昂滅火劑。硅烷不溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿和四氯化硅。不與潤滑油、脂肪反應。對幾乎所有的金屬無腐蝕性。有時,玻璃中的堿成分也能分解硅烷。溶解在二硫化碳中的硅烷遇到空氣也可發生爆炸。

            5.毒性
            小鼠吸入LCLo9600 ppm?4小時
            有毒氣體范圍:>0.25ppm
            最商容許濃度:0.5ppm(0.7mg/m3)
            硅烷能強烈刺激呼吸道。吸入硅烷及其燃燒產物引起的中毒癥狀有頭疼、眩暈、發熱、惡心、出汗、蒼白、危脈、半暈厥狀態等。
            6.
            安全防護
            工作場所要通風,保持室內空氣干燥。裝置要嚴格密封,避免和空氣、水分相接觸,為此,用氣裝置在使用前要用惰性氣體置換里面的空氣后抽真空,這樣反復進行置換和抽真空,一定要徹底清除系統中的空氣和水分。裝置使用以后,也要用惰性氣體置換清洗系統中的硅烷??梢杂煤ぬ铰┢魈铰?。少量硅烷泄漏時,從氧化硅粉末的折出中也可以得知。鋼瓶要存放在陰涼干燥通風良好之處,要遠離熱源和氯、溴等氧化劑。工作場所要配備足夠的防護用品及應急用品。
            硅烷本身無腐蝕性,可以使用碳鋼、不銹鋼、銅、黃銅、蒙乃爾、耐蝕鎳基合金。也可用聚四氟乙烯、聚三氟氯化乙烯聚合體、尼龍、三氟氯乙烯樹脂、聚乙烯、聚酯、石英玻璃。不能用鉛、橡膠、脂肪、潤滑油、玻璃。凡是可燃性的有機高分子材料應該避免使用。
            當硅烷大量泄漏時。緊接著就要著火,所以無法用滅火器滅火。但是可以控制火勢,使火災不向周圍蔓延。燃燒時輻射熱不太高,所以應盡可能去關閉閥門以止住氣體的流出??捎冒籽┦刍蚴巯ɑ?。廢氣可用水或堿吸收,或者在特殊燃燒器中燃燒成SiO2之后用專門的過濾器捕捉。

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