东岳硅材申请硅氧烷合成新工艺专利

据国家知识产权局公告,山东东岳有机硅材料股份有限公司申请一项名为“1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷的合成工艺”,公开号CN117466932A,申请日期为2023年12月。专利摘要显示,本发明属于硅氧烷合成技术领域,具体涉及1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷的合成工艺。包括以下步骤:将六甲基二硅氮烷、水和有机胺加入到反应釜反应,使用甲基氢二氯硅烷调节物料pH值到7~7.5,分离出水层,油层为七甲基三硅氧烷和六甲基二硅氧烷混合物。所述的七甲基三硅氧烷和六甲基二硅氧烷混合物进行精馏制得气相质量含量大于99%的1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷。

中红外硅基光波导的发展现状

作为硅光子集成芯片中基本无源器件的硅基光波导是进行光信号传输的通道,其具有良好的性能,且与CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)工艺相兼容因而得到广泛应用。用于电信和数据中心的硅光子集成电路已逐步走向商业化。近年来,中红外波段在自由空间通信、传感以及环境监测等领域的潜在应用受到研究者们的广泛关注。文中分析了中红外硅基光波导的研究现状,归纳了SOI(Silicon on Insulator)、GOSI(Ge-on-SOI)、SOS(Si on Sapphire)、GOS(Ge-on-Si)、SGOS(SiGe-on-Si)、SON(Si-on Si_(3)N_(4))、GON(Ge-on Si_(3)N_(4))等波导材料平台和SOPS(Si on Porous Si)、Undercut、Pedestal、Freestanding、Suspended、LOCOS(Local Oxidation of Silicon)以及等离子体结构等制造工艺平台的研究成果。迄今为止,多数单晶硅在MIR(Mid-Infrared)平台的传播损耗大约在0.7~3.0 dB·cm^(-1)。文中讨论并对比了不同类型波导的应用前景,为中红外硅基光波导的研发、应用和商业化提供了参考。

酸化与富磷对农田土壤硅有效性的影响

目前,大量农田土壤及其生态功能正经受着土壤酸化的严重威胁,而土壤pH深刻影响着土壤中硅、磷养分的移动性及两者间的相互作用。关于硅肥施用可有效提升土壤磷素植物有效性的研究已有大量报导,但在农业集约化生产区,土壤磷素已大量累积的背景下,磷富集对土壤硅移动性与有效性的影响及其机制尚不清楚。选取2种不同有效硅水平的农田土壤(低有效硅土壤LASi:有效硅28.20 mg·kg^(–1);高有效硅土壤HASi:有效硅253.6 mg·kg^(–1)),通过等摩尔浓度硅磷竞争吸附试验、土壤培养试验等,探究人工酸化与磷添加对土壤硅吸附性能与移动性的影响及其机制。结果表明,酸化土壤pH在3.5~8.0范围内,当硅与磷等摩尔浓度同时添加时,磷的存在会降低硅的吸附,各相应pH的LASi与HASi 2种土壤对硅的吸附量分别降低26%~74%、31%~84%。这说明,土壤对磷的吸附大于对硅的吸附。设置土壤pH3.5~8.0范围内,降低pH可降低土壤对硅的吸附;磷添加降低土壤硅吸附的效应,在高pH条件下更为显著。土壤酸化与磷添加降低了土壤对硅的吸附,降低了土壤有效硅(HOAc-NaOAc-Si)水平;不同类型土壤移动性硅(CaCl_(2)-Si)水平对酸化与磷添加的响应不同,具体机理尚需进一步研究。

酸化与富磷影响农田土壤硅的移动性

硅是水稻等禾本科作物生长发育不可或缺的营养元素,pH影响着土壤中硅的有效性和形态转化,而土壤磷与硅之间存在明显的竞争吸附效应。以常年水稻-瓜/菜轮作农田土壤为研究对象,进行等摩尔硅磷竞争吸附试验、土壤培养试验和硅分组试验,模拟探究土壤酸化和磷富集对土壤硅的有效性及移动性的影响,以期为农田硅、磷养分管理提供一定的理论依据。结果表明,在pH 3.5~6.4范围内,同时加入等摩尔浓度的硅和磷时,磷的存在会抑制土壤吸附硅,使土壤对硅的吸附量降低78%~350%。土壤对硅的吸附小于对磷的吸附,磷的添加导致了土壤中硅的解吸。土壤酸化和磷添加均降低了土壤对硅的吸附,且在pH较高时添加磷对降低土壤吸硅的效果更为显著。土壤酸化降低了可移动态硅、吸附态硅、有机结合态硅和铁铝锰(氢)氧化物结合态硅的含量,但增加无定形态硅含量。与pH 6.4相比,酸化使可移动态硅和吸附态硅含量分别降低了22.47%~54.32%、10.72%~33.40%;磷添加使可移动态硅含量增加了4.07%~9.40%,吸附态硅含量降低了1.19%~3.53%。pH可调控土壤硅的溶解与吸附-解吸过程,从而影响土壤硅的移动性;磷富集促进土壤吸附态硅的解吸,进而增强土壤硅的移动性。

硅包覆碳点基柔性发光太阳能聚光器的制备与性能研究

碳点由于环境友好、经济适用、合成方法简单及光学性能优异而在发光太阳能聚光器领域受到越来越多的关注。然而,碳点与亲水性聚合物波导材料相容作为发光基质时,多数碳点在聚合物中的相容性差,以及亲水聚合物的易脆性等问题严重限制发光太阳能聚光器的实际应用。为了解决这些问题,本文利用3-氨丙基三乙氧基硅烷的水解缩合,与邻苯二甲酸、邻苯二胺共同合成了一种斯托克斯位移为150 nm、量子产率为10.94%,且具有良好分散性和相容性的亮黄色发射硅包覆碳点;同时,以具有良好相容性、高柔韧性的聚二甲基硅氧烷为波导材料,二者结合制备出一系列尺寸为3 cm×3 cm×0.1 cm,不同质量百分比的硅包覆碳点柔性发光太阳能聚光器,其中,性能最佳的太阳能聚光器能量转换效率可达1.05%。这项工作将硅包覆碳点与聚二甲基硅氧烷的优势相结合,对发光太阳能聚光器实际应用有潜在价值。

镁硅比和养护温度对硅酸镁水泥电磁性能的影响

采用波导法测定硅酸镁水泥的电磁性能,分析镁硅比和养护温度的影响,并基于微观测试结果进行机理分析.结果表明:提高养护温度可以显著增强硅酸镁水泥的早期强度;硅酸镁水泥的复介电常数实部随着镁硅比和养护温度的提高逐渐增大;提高养护温度使硅酸镁水泥的复介电常数虚部和损耗角正切值增大;与镁硅比相比,养护温度对硅酸镁水泥的透射率、反射率和吸收率的影响更为明显.微观测试结果显示含水量和孔结构对硅酸镁水泥的电磁性能有重要影响.

不同结构及新型材料在硅基光电探测器上的应用展望

硅基光电探测器是硅光子集成电路中的核心器件,在导弹制导系统中起着高效探测目标并精确跟踪目标的关键作用。本文综述了国内外关于硅基光电探测器的研究进展和应用前景,并探讨了不同结构和材料对探测器性能的影响。通过回顾相关文献并分析研究成果,重点关注了PIN结构、肖特基结构、GeSn材料和二维材料在硅基光电探测器中的应用情况。随着研究的深入,硅基光电探测器的响应速度和灵敏度得到了显著提高,并且实现了对从紫外波段到红外波段宽范围内的探测需求,旨在提高硅基光电探测器的响应度、缩短响应时间和降低暗电流的同时,探索新的结构和材料,以进一步拓展硅基光电探测器在红外成像和光通信系统等领域的应用范围。

过共晶铝硅合金中硅相细化的研究进展

过共晶铝硅合金因其耐磨性能良好而受到关注,但组织中含有粗大的初晶硅和针状的共晶硅,限制了其进一步广泛使用。本文综述了当前过共晶铝硅合金中硅相细化的一些方法,如合金化、变质处理和改进制备工艺等。其中重点介绍了合金化对过共晶铝硅合金中组织的作用;然后对各种变质剂的细化效果进行了对比分析;并讨论了改进制备工艺对硅相尺寸和形貌的影响;最后指出未来的研究方向应集中开发出适用于广泛使用的新型复合变质剂,并通过变质和改进制备工艺相结合,获得性能更加优异的过共晶铝硅合金。

多巴胺和γ-氨丙基三乙氧基硅烷共修饰纳米金刚石及硅橡胶复合材料的制备与导热性能

首先利用多巴胺的氧化自聚合在纳米金刚石(ND)表面包覆聚多巴胺(PDA),以引入羟基、氨基等活性基团,然后在ND上继续接枝γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH 550)得到ND-PDA-KH 550,再与硅橡胶(SiR)发生化学反应制得ND-PDA-KH 550/SiR复合材料。结果表明,在ND上接枝PDA和KH 550可有效改变ND表面的物理化学性质,提高ND与SiR基体的界面相互作用,降低界面热阻,从而显著提高复合材料的导热性能;当ND质量分数为6%时,ND-PDA-KH 550/SiR复合材料在25,50,75,100℃下的热导率分别为0.340,0.398,0.484,0.586 W/(m·K),比纯SiR材料的热导率分别提高了94.3%、118.7%、161.6%和211.7%。

镁含量对光伏废硅粉基硅化镁陶瓷的结构及其热电性能影响

硅化镁由于其组成元素丰度高以及优异的热电性能而被认为是最有前景的中温区热电材料之一.本项工作报道了直接利用光伏废硅粉作为硅源,采用高能球磨和放电等离子体烧结法制备了不同镁含量(镁硅摩尔比为1.9∶1、2∶1和2.1∶1)的硅化镁热电材料,并对材料进行了物相、结构和热电性能分析.研究结果表明:在300~780 K内,不同镁含量的硅化镁陶瓷材料电导率呈现先降低再升高的变化趋势,而Seebeck系数的变化较为平稳,镁硅摩尔比为2∶1的硅化镁陶瓷具有最高的功率因数,其值在800 K下可以达到82μW m^-(1)K^-(2).此外,不同Mg含量对硅化镁陶瓷的热导率的影响十分显著,随着Mg含量的增加,材料的热导率显著降低,在800 K下降低至1.01 W m^-(1)K^-(1).当镁硅摩尔比为2.1∶1时,硅化镁陶瓷在800 K下呈现出最高的ZT值~0.063.本工作表明过量的Mg有助于改善硅化镁的热电性能,同时以光伏废硅粉为原料制备硅化镁热电陶瓷是可行的,同时能够达到二次利用光伏废硅粉产生高附加价值的目的,对环境保护和资源再利用有一定重要意义.

硅改性聚氨酯耐高温涂料的研究进展

阐述聚氨酯的组成和热降解行为;列举聚氨酯耐高温改性的方法,分析纳米二氧化硅的作用机理、有机硅的改性原理以及有机硅、硅烷偶联剂改性蓖麻油聚氨酯形成聚合物互穿网络的方法;综述硅改性聚氨酯的耐高温性能的方法和研究进展。

不同金属氯化物催化制备聚甲基硅倍半氧烷气凝胶及其性能研究

分别以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)和甲基三乙氧基硅烷(MTES)为硅源,以氯化镁、氯化铜、氯化铝和氯化铁水溶液为酸催化剂,采用常压干燥工艺制备聚甲基硅倍半氧烷(PMSQ)气凝胶。结果表明:在MTMS溶胶中掺入氯化镁或氯化铜水溶液或在MTES溶胶中掺入氯化铝或氯化铁水溶液均可制备出轻质(69.0~96.0mg/cm^(3))、高强度(0.302~0.583MPa)、高热稳定性(≥550℃)和超疏水(145.6~151.6°)的PMSQ气凝胶。以氯化铁水溶液为酸催化剂制备的气凝胶密度最低,线性收缩率(3.2%)最小,压缩强度和最大压缩应变(87.2%±0.2%)最高。以氯化镁水溶液为酸催化剂制备的气凝胶的常温热导率[33.5mW/(m·K)]最低,可在温度低于600℃时不发生—CH_(3)的热分解反应,在800℃时的质量损失仅为7.2%,在100℃和200℃的恒温加热台上加热300s,其表面温度从30℃分别上升至42.6℃和70.6℃,体现出极好的绝热性能。

陶氏推出以非挥发性硅油为载体的有机硅弹性体

近日,陶氏推出了全新有机硅弹性体混合物DOWSILTMEL-9341。其以非挥发性硅油为载体,可赋予配方细腻光滑肤感,为个护产品配方带来更加丰富的选择。EL-9341具有以下优势及基本物化性能:INCI名称为聚二甲基硅氧烷(和)聚二甲基硅氧烷交联聚合物;外观透明至半透明。

不同因素对各类型晶体硅光伏组件温度系数的影响研究

以7种不同类型的晶体硅光伏组件作为研究对象,通过温度系数测量实验,针对光伏组件老化、太阳电池技术、太阳电池尺寸、光伏组件类型等因素对晶体硅光伏组件温度系数的影响进行了分析研究。首先研究了常规老化多晶硅光伏组件的温度系数,然后探讨了双面单晶硅光伏组件温度系数测试方法的具体要求,最后对比分析了采用不同太阳电池技术和尺寸封装的不同类型单晶硅光伏组件的温度系数。研究结果表明:1)在光伏电站现场使用过的常规老化多晶硅光伏组件的温度系数依然保持稳定;2)使用门框内表面为黑色的瞬态太阳光模拟器对双面单晶硅光伏组件进行温度系数测试时,可以不必对光伏组件背部进行遮挡;3)并串结构的半片单晶硅光伏组件的温度系数与太阳电池尺寸、单面或双面发电无直接关系;4)PERC、TOPCon单晶硅光伏组件的温度系数虽然存在一定的差异,但总体来看差异不大。

含杂质氯硅烷转化为可溶性硅肥的研究

为了解表面活性剂(壳聚糖)对可溶性硅肥性能的影响,本文以多晶硅企业生产排放的含杂质氯硅烷为原料,采用“碱浸取+水热”法制备可溶性硅肥,结合XRD、SEM、BET等测试手段,研究不同壳聚糖含量对可溶性硅肥性能的影响。结果表明:当壳聚糖加入量为3%时,产物样品的组成颗粒变成了较为茂密的孔洞结构,其多孔结构使得可溶性硅肥更容易提取,其含量达到28.23%。本研究为实现硅资源深度利用、多晶硅产业绿色化生产提供理论支持。

2022年国内有机硅进展

根据公开发表的文献和资料,综述了国内有机硅行业在2022年有机硅甲基单体的产能与产量、初级形状聚硅氧烷的进出口情况、有机硅上市企业的营收情况、新增项目情况、政策及标准制订情况,还介绍了有机硅的研发概况(包括企业研发投入、企业自研项目及国内有机硅的研发重点)。

植硅体释光信号特征及其对测年应用的启示

中国西部青藏高原等地区往往缺乏可供AMS^(14)C测年的炭屑、植物残体等物质,开展传统的^(14)C测年有一定难度。然而,这些地区的现代地表常生长着大量草本植物,在其第四纪沉积物中均发现了丰富的植硅体。探索新的植硅体测年技术流程,可为中国西部地区的第四纪沉积物提供新的有效测年途径。植硅体以其自身的广泛分布性、结构稳定性和保存完整性,在测年应用中具有特殊优势,尤其是植硅体碳可用于^(14)C测年。然而,植硅体碳的^(14)C年龄存在高估问题,这可能是由于前处理过程中的快速氧化作用和高温作用破坏了其结构的稳定性和封闭性,需依据其化学组成和某些物理性质变化识别其结构在高温环境下的细微改变。植硅体作为特殊的非晶质含水SiO_(2),其热释光(Thermoluminescence,TL)与光释光(Optically stimulated luminescence,OSL)信号具有测年潜力,可作为直接比对和替代植硅体^(14)C测年法的另一测年手段,同时其释光性质变化可能对识别其物理结构变化具有参考价值。文中以从干稻草中提取的现代植硅体样品为例,对其进行了一系列条件实验,从而确定了植硅体OSL与ITL_(165)信号的具体测试流程,并进行了不同给定剂量的剂量恢复实验,以探讨其剂量-信号的响应关系及测试流程的可行性和可靠性。结果表明,天然植硅体颗粒存在稳定且易晒退的OSL信号,在较高给定剂量(850Gy)的条件下植硅体存在较显著且稳定的_(165)℃TL峰,OSL信号与ITL_(165)信号均有潜力应用于测年研究,但需要已知年龄的样品进行检验。与此同时,不同退火温度加热后的ITL_(500)曲线具有识别植硅体释光性质和物理结构变化的潜力,退火温度升高至300~350℃时植硅体的结构开始发生改变,至约600℃时已发生不可逆的结构改变且逐渐敏化。这也意味着在提取植硅体的过程中应尽可能使用湿式氧化法而非干灰化法,以避免植硅体的结构封闭性遭受破坏,从而造成植硅体碳的AMS^(14)C年龄被高估。

光伏固废硅泥用作硅热法炼镁还原剂的可行性研究

目前硅热法炼镁工艺所用的还原剂为硅铁,生产硅铁的能耗占硅热法炼镁工艺总能耗的近四分之一、其成本占总原料成本的60%以上,因此,亟需寻求新的低能耗、低成本还原剂助力炼镁工艺向绿色高效的方向发展。本工作提出利用光伏固废硅泥替代硅铁作还原剂的设想,通过实验验证与成本核算证明了其可行性。将干燥后的硅泥与75#硅铁分别作为硅热法炼镁工艺的还原剂进行测试,结果表明:硅泥中单质硅含量更高,且其粒径远小于75#硅铁,使得硅泥做还原剂的硅热反应还原率提升超过5%,所制备的粗镁中杂质元素含量仅为75#硅铁中的40%~80%。用硅泥替代75#硅铁生产金属镁,每吨粗镁的还原剂成本可降低1000余元,同时伴随其他原料吨镁消耗量的下降和镁品质的提升,为生产企业带来显著经济效益。

聚碳硅烷改性碳化硅陶瓷膜的制备及其性能研究

通过包覆法制备了聚碳硅烷包覆的碳化硅粉末,对其制备的生坯进行烧结,得到膜形态良好的碳化硅陶瓷膜。利用扫描电子显微镜、激光共聚焦显微镜、压汞仪和截留测试等手段分析了膜的形貌和截留性能。结果表明,聚碳硅烷在膜层的烧结过程中具有粘结作用,包覆量为5%时,膜层表面平整无裂缝,膜层形态较好。碳化硅初始骨料粒径为0.3μm,聚碳硅烷包覆量为5%,烧结温度为1750℃时,制备的膜层孔径为0.842μm,对100 nm微球截留率高达89%。研究表明,聚碳硅烷在碳化硅膜层形态及孔径控制方面应用优势明显。