硅的化學(xué)元素符號(hào)為Si，原子序數(shù)為14。它是一種硬而脆的結(jié)晶固體，具有藍(lán)灰色的金屬光澤，是四價(jià)準(zhǔn)金屬和半導(dǎo)體。它是元素周期表中第14組的成員：碳在其上方；鍺，錫和鉛在其下方。它相對沒有反應(yīng)。由于其對氧氣的高度化學(xué)親和力，直到1823年，JönsJakob Berzelius才首次能夠制備氧氣并以純凈的形式對其進(jìn)行表征。它的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為1414°C和3265°C，是所有準(zhǔn)金屬和非金屬中第二高的，僅次于硼。以質(zhì)量計(jì)，硅是宇宙中第八種最常見的元素，但很少以純元素的形式出現(xiàn)在地殼中。它以各種形式的二氧化硅（硅酸鹽）或硅酸鹽廣泛分布在塵埃，沙粒，類行星和行星中。地殼中90％以上是硅酸鹽礦物，使硅成為地殼中含量第二高的元素（按質(zhì)量計(jì)約為28％），僅次于氧氣。

戴維在1800年認(rèn)為二氧化硅是一種化合物而不是元素。蓋·盧薩克（Gay Lussac）和德納德（Thenard）在1809年通過使四氟化硅通過加熱的鉀，獲得了非常不純的非晶硅。 Berzelius在1823年修正了這一發(fā)現(xiàn)，用同樣的方法制備了高純度的元素硅。 他還通過將氟硅酸鉀與金屬鉀加熱來獲得硅。 德維爾1854年通過電解含10％硅和少量鋁的不純氯化鈉鋁的熔融混合物進(jìn)行電解生產(chǎn)了晶體硅。

硅存在于太陽和恒星中，并且是一類稱為“隕石”的隕石的主要成分。它也是鈦鐵礦的成分，鈦鐵礦是一種來源不確定的天然玻璃。天然硅包含三種同位素。認(rèn)識(shí)到其他二十四個(gè)放射性同位素。硅占地殼重量的25.7％，是僅次于氧氣的第二大豐富元素。硅在自然界中并不是免費(fèi)的，而是主要以氧化物和硅酸鹽的形式存在。沙子，石英，水晶，紫水晶，瑪瑙，fl石，碧玉和蛋白石是出現(xiàn)氧化物的一些形式?；◢弾r，角閃石，石棉，長石，粘土云母等只是眾多硅酸鹽礦物中的少數(shù)。商業(yè)上通過使用碳電極在電爐中加熱二氧化硅和碳來制備硅?？梢允褂闷渌麕追N方法來準(zhǔn)備元素。非晶硅可以制成棕色粉末，可以很容易地熔化或汽化。結(jié)晶硅具有金屬光澤和淺灰色。 以二氧化硅（SiO2）形式存在的硅是地球地殼中含量最豐富的化合物。作為一種元素，硅在地球上的濃度僅次于氧氣，但在整個(gè)宇宙中僅排第七。即使這樣，硅仍被用作標(biāo)準(zhǔn)（Si = 1）來估計(jì)宇宙中所有其他元素的豐度。

1.硅主要用作制多晶硅、單晶硅、硅鋁合金及硅鋼合金的化合物；
2.用于制合金、有機(jī)硅化合物和四氯化硅等，是一種極重要的半導(dǎo)體材料；
3.用于制晶體管、整流器和太陽能電池，還用于制高硅鑄鐵、硅鋼、各種有機(jī)硅化合物等；
4.是制造半導(dǎo)體硅器件的原料，用于制大功率整流器、大功率晶體管、二極管、開關(guān)器件等；
5.用于制造半導(dǎo)體分立器件、功率器件、集成電路和外延襯底等。

在這個(gè)電子時(shí)代，元素硅具有一些最重要的應(yīng)用。主要應(yīng)用之一是計(jì)算機(jī)芯片。晶體硅的單晶用于固態(tài)或半導(dǎo)體器件。高純硅中摻有硼，磷，砷和鎵等微量元素，是最好的半導(dǎo)體之一。它們用于晶體管，功率整流器，二極管和太陽能電池。硅整流器最有效地將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。氫化非晶硅將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。面霜中使用了有機(jī)硅（揮發(fā)性）來增強(qiáng)產(chǎn)品的保護(hù)能力，以防止皮膚水分蒸發(fā)。有機(jī)硅聚醚主要用于水性皮膚護(hù)理配方中，并具有改善的柔軟度，光澤度和手感。硅與鐵，鋼，銅，鋁和青銅混合時(shí)，也可用作合金。當(dāng)與鋼結(jié)合使用時(shí)，它可以制成出色的彈簧，適用于各種類型的用途，包括汽車。

商業(yè)上通過使用碳電極在電爐中將二氧化硅與碳（焦炭）一起加熱來生產(chǎn)單質(zhì)硅：

SiO2 + C→Si + CO2
所得產(chǎn)物的純度約為96-98％。重復(fù)浸出形成約99.7％的純化產(chǎn)物?；蛘?，將低級(jí)硅轉(zhuǎn)化為其鹵化物或鹵代硅烷，然后用高純度還原劑將其還原。可以通過幾種方法來制造用于半導(dǎo)體應(yīng)用的超純硅。這些過程包括用高純鋅還原四氯化硅：

SiCl4 + 2Zn→Si + 2ZnCl2

或使用硅絲在1,150°C的溫度下用氫還原三氯硅烷：

SiHCl3 + H2→Si + 3HCl

或?qū)⒐柰榛蛩牡饣杓訜嶂粮邷兀?/p>

SiH4→Si + 2H2

SiI4→Si + 2I2

或通過用鈉還原四氟化硅：

SiF4 + 4NaF→Si + 4 NaF

三氯氫硅對人體有毒，其蒸氣有窒息性臭味，強(qiáng)烈刺激呼吸道黏膜；其水解產(chǎn)物氯化氫、二氧化硅對肺有刺激，長期吸人可導(dǎo)致貧血。三氯氫硅最高容許濃度為1mg／m³。
生產(chǎn)設(shè)備要密閉，車間通風(fēng)應(yīng)良好。生產(chǎn)人員工作時(shí)要佩戴防毒口罩，密閉眼鏡，穿工作服等勞動(dòng)保護(hù)用品，以防止呼吸器官、眼睛和皮膚接觸。中毒者應(yīng)立即轉(zhuǎn)移到新鮮空氣中進(jìn)行人工呼吸、輸氧，注射葡萄糖及強(qiáng)心劑，并迅速送醫(yī)院治療。具有灰色金屬光澤的晶體。 溶于氫氟酸和硝酸的混酸中，不溶于水、硝酸和鹽酸。主要用作制多晶硅、單晶硅、硅鋁合金及硅鋼合金的化合物。工業(yè)生產(chǎn)有坩堝直拉法、懸浮區(qū)熔法、中子嬗變摻雜法。
坩堝直拉法拉晶前先將設(shè)備各部件、合金石英坩堝、硅多晶和籽晶進(jìn)行清潔處理。
將硅多晶破碎除去石墨，經(jīng)丙酮去油后，進(jìn)行化學(xué)清洗，用無離子水洗至中性，再經(jīng)超聲波清洗，紅外干燥，配料及摻雜，加入單晶爐的合金石英坩堝中，再經(jīng)抽真空、熔化，在流通的氬氣氛下，人工引晶放肩和收尾。晶體的等徑生長過程中，需根據(jù)情況適當(dāng)調(diào)節(jié)功率，使其獲得直徑均勻的產(chǎn)品，經(jīng)檢測、稱量，制得硅單晶成品。
懸浮區(qū)熔法先將設(shè)備和原料清潔處理，把硅多晶切斷，磨后用丙酮去油，進(jìn)行化學(xué)清洗，用無離子水洗至中性，再經(jīng)超聲波清洗，紅外干燥，配料和摻雜，裝爐，抽真空或充氬氣。在氬氣下高頻加熱進(jìn)行區(qū)熔提純單晶。預(yù)熱、引晶、放肩、等徑、收尾等過程，由人工控制。再經(jīng)檢測、稱量，制得硅單晶成品。三氯氫硅法將干燥的硅粉加入合成爐中，與通人的干燥氯化氫氣體在280～330℃有氯化亞銅催化劑存在下進(jìn)行氯化反應(yīng)，反應(yīng)氣體經(jīng)旋風(fēng)分離除去雜質(zhì)，再用氯化鈣冷凍鹽水將氣態(tài)三氯氫硅冷凝成液體，經(jīng)粗餾塔蒸餾和冷凝，除去高沸物和低沸物，再經(jīng)精餾塔蒸餾和冷凝，得到精制三氯氫硅液體。純度達(dá)到7個(gè)“9”以上、雜質(zhì)含量小于1×10^-7，硼要求在0.5×10^-9以下。提純后的三氯氫硅送人不銹鋼制的還原爐內(nèi)，用超純氫氣作還原劑，在1050～1100℃還原成硅，并以硅芯棒為載體，沉積而得多晶硅成品。其
H2+C12→2HCl
S+3HCl→SiHC13+H2
SiHCl3+H2→Si+3HCl