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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划硅元素含量高的材料引言在这个地球上我们人类和生物本属来自于大自然，生存于大自然，取自于大自然，大自然赐予了我们生存所需的各种物质条件，是我们赖以生存的生命源。遗憾的是，我们共同生存的大自然早已被我们人类持续的破坏行为而遭到了不同程度的空气污染、地表水污染、物质污染等，使人类面临着各种疾病的威胁和生物的灭绝。因此，让我们取自于大自然的水溶性硅元素来改善疾病的预防，健康，美丽，长寿！硅元素的概论我们要想了解硅元素，应从宇宙的形成开始。我们今天随处所能看到的各种岩石与矿物，并生活在由岩石和
2、矿物组成的地球上，因此很难想象茫茫宇宙空无一物是怎样的情形。然而，宇宙起源时是没有化学元素及元素形成的岩石和矿物。在130亿-150亿年前，整个宇宙的能量都聚集在一个极小的点上，后来，大爆炸发生，引发了一系列事件：先是创造了原子，数亿年后形成了星系和恒星。而形成矿物，岩石以及行星的所有元素都是在恒星中产生的。我们今天在地球所能看到的这些岩石和矿物，是从45亿年前太阳星云形成地球的雏形开始，地球和其他行星一样，也有吸积过程，它从太阳星云盘中吸积了大量固态物质，随着质和量的增加，地球的引力也逐渐增大，于是开始吸引更大的星子和其他陨石碎片，并加强成长，最初，地球结合得很松散，并不是一个紧密的整体。但
3、在陨石和星子冲撞的作用下，很快就形成为坚固的独特的结构体。碰撞产生了热，致始岩石熔化。熔浆密布的地球开始分离成液态铁和硅酸盐熔体两部分，密度较低的硅酸盐漂浮于密度较大的金属铁核之上。接着硅酸盐溶体也开始分化，密度较大的物质沉到下层形成了地慢，密度较小的物质浮到了上层形成了一层厚厚的壳，使更容易与氧结合的元素则形成了密度较小的矿物质，这些物质结合成了氧化物，并以硅酸盐为主。形成了下地蔓，呈固态，富含镁硅酸盐。硅酸盐是最重要的化学族矿物，它们占已知矿物的25%，常见矿物的40%，硅酸盐不但是地球上矿物的主要组成部分，还是月球和陨石中的重要组成部分。石英，长石,云母以及花岗岩的主要成分，都是硅酸盐。
4、所有的硅酸盐都含有硅和氧。硅是一种明亮的非金属物质，硅与氧形成四面体结构，每一个四面体中的都有一个硅原子、而四个角则为4个氧原子。单介子硅的化学符号为Si、氧化硅Sio，二氧化硅Sio2，硬度7，比重。硅酸盐是硅、氧与其它化学元素结合而成的化合物的总称。人们认识硅元素对生物界的重要性历史并不长。在上世纪70年代以前基本上是一无所知的，因为没有任何方法能够测量出在动物体的硅含量。然而，自从1952年CHARONT和AUSTN提出了硅元素在生物学上的重要性，并第一次提出“有机硅元素”的概念。接着美国的CARLISLESCHWARZ和法国的LOEPERCHARNPTPERES进行了一些重要的工作，然
5、后是EISINGERLEVRIER和NENROTTEBROWNFREFERT也在这方面做出了重要的贡献。在生物有机体内硅元素以烷基硅醇的状态存在，主要是单甲基硅烷醇和二甲基硅烷醇，含量的比例几乎是8020。已经证明硅元素是生物正常生存发展的必要元素，它的减少会引发结缔组织的变性，硅元素能够帮助被破坏的组织再生。通过实验被证明，硅元素主要存在于细胞外间质中，是结缔组织中的糖胺聚糖和相关的蛋白质复合物构成整体所需要的成分之一。1972年科学家用动物，鸡和大鼠做了生物实验发现，在体内含有充足的硅元素。鸡能用很细的腿支撑着超过他100倍的体重，因为鸡腿的骨骼含有充足的硅元素成分。根据鸡的摄取食物属性发
6、现，鸡每天都能补充硅元素如：砂土、玻璃碎粒等，这些都属于硅元素。所以证明了硅元素是鸡和大鼠生长和发育必不可缺少的元素。从此，各种安全性和体外及活体的实验被实施，接着临床评估被采用，所有的实验结果都证明，硅元素对人体健康与疾病预防是所必需的元素，也是不可替代的元素之一。自然界的硅元素在自然界中的硅元素几乎都是以非反应性和反应性的有机硅和无机硅氧化的固态和砂土状组成。如：砂土、石块、晶体等，这些硅元素是人类无法直接吸收的。因此，大自然未受到污染之前的人类，只能从地下水，地表水，山泉水中摄取含有偏硅酸成分的水及人体所需要的矿物质营养成分。除此之外，人类要靠从土壤生成的农作物中摄取所能吸收的硅元素及各
7、种微量矿物质元素来补充。在硅酸盐的土壤中成长的农作物，含硅元素及微量元素是很丰富的，人类足以通过饮食摄取到足够的硅和其他基础营养素。遗憾的是到了现代，随着工业化的飞速发展，尤其是化学工业的突飞猛进，人类的快速流动，给大自然地表水造成不同程度的严重污染。土壤中丰富的硅元素因大量的投入化学肥料、农药、化学强化剂等遭到破坏，使土壤中的硅元素及微量元素大量流失，农作物中的硅元素含量渐渐减少。今天的我们再也摄取不到饮食中的自然生态硅元素和其他营养素，从而造成了现代人体内硅元素极为不足的体质。很多人因此就得了三大成人疾病以及被称为“富贵病”的糖尿病所缠身折磨，承受着极大的痛苦。古往今来，人类就是通过食用从
8、土壤生成的农作物中摄取所能吸收的硅元素及各种微量矿物质元素来补充，饮用自然界的地表水，井水、山泉水、河水、湖水中含有偏硅酸成分的水来维持健康，预防疾病，养生益寿。硅元素的奇异功效给现代医学、和科学带来了无法解释的，甚至不可思议的奇迹。偏硅酸偏硅酸多数人应该是知道的，但是不知道偏硅酸成分存在的生态环境，甚者不知道对人体的作用是什么。偏硅酸简称硅元素。偏硅酸只存在于自然界中的地表水或地下水，山泉水等。在水和硅酸盐矿物质结合时，硅酸盐所释放的能量被水体所吸收了硅元素，因此叫偏硅酸。在市场上流通的“纯天然矿泉水”必须有偏硅酸含量的，也是国家鉴定矿泉水9项微量元素标准的一项。水溶性硅元素水溶性硅是采集于
9、高品位的二氧化硅，经过1650XX高温物理提取法持续烧灸8小时以上的特殊方法回收气化的硅元素成分，并将有害成分进行中合分解后快速冷却形成溶解性晶体。硅晶体与水结合，能溶解原液、浓缩液、高浓缩液，100%溶解于水体形成离子状的游离分子。水溶性硅元素特征1、物理特性：溶解性结晶体,呈绿色、无色、白色、透明或半透明不定型晶体状。2、化学特性：无放射性，无爆炸性、无毒性、无菌性。3、比重104、超强的渗透性水熔性硅元素具有纳米细小分子，因此能快速渗透到细胞中,对皮肤极强的渗透性，快速渗透肠道吸收、消化、代谢。5、超强的杀菌性主要体现在对大肠杆菌和军团杆菌的能强力的瞬间灭菌作用。6、超强的消炎力水溶性硅
10、元素具有强力的阻止细胞炎症的发展作用。对被破坏的皮肤组织能够快速消炎，如受伤的创口、烫伤、烧伤、冻伤等，在患处涂上溶性硅元素，能快速止痛，将破坏的组织迅速恢复。7、超强的洗净力摘要本实验以硅粉和铝粉为原材料，采用放电等离子烧结工艺制得si/al复合材料并对样品的物理性能和机械性能进行研究。实验结果表明：烧结过程中铝均匀分布在硅颗粒周围，随着硅含量增加，材料的密度、热膨胀系数、电导率都降低，最佳性能匹配为60%si的硅铝复合材料。【关键词】sps烧结硅元素物理性能现代的电子产品在使用过程中要求具有良好的散热性能，防止半导体器件的失效。研究表明温度每升高10，硅半导体的寿命就减少1/3左右，这就需
11、要高散热性的电子封装材料，其热膨胀系数要与si和gaas半导体材料匹配，传统的电子硅元素对si-al电子封装材料性能的影响文/吕荣青1，2金等，已经不能满足高导热低膨胀的综合性能要求。新型的高si-al合金复合材料显示出了它的优越性，al具有低的密度和较高的热导率，si本身就是半导体材料，两者结合可以获得轻质低热膨胀高导热率优良si-al电子封装材料。英国的osprey金属公司采用喷射沉积+热等静压的方法制备了具有优良性能的电子封装材料，但这种方法制造成本高，对设备要求很高。日本住友电器生产了40si-al材料cmsha-40，但综合性能指标仍不十分理想。粉末冶金工艺通过改变si颗粒与al粉末
12、的粒度组成和质量比，成分和成形都易于控制，可制备高密度的复合材料。本研究采用粉末冶金法开发不同si含量的si-al电子封装材料，并对制备工艺和性能进行探讨。1试验实验用的原料为水雾化al粉和si粉。al粉为近球形，si粉为不规则多边形。将平均直径125m的si粉和平均直径m的铝粉按质量比3：7、1：1、6：4、7：3在行星球磨机中混合均匀，转速为260r/min，混合1h。使用上海晨鑫生产的sps-30放电等离子烧结炉，脉冲持续时间为3ms，电流开关比为11：2，真空度小于1pa，在尺寸为85mm40mm75mm的圆柱形石墨模具中烧结，石墨毡用来隔热保温，用铂铑热电偶测试温度变化，升温速率10
13、0/min，样品在580烧结温度下保温5min，压力保持在45mpa。粉末冶金烧结试样采用线切割加工成10mm5mm的圆柱，然后用tc-7000激光热常数测量仪测定常温下材料的热导率；采用olympus-gx51型金相显微镜和hitachis-4800n型扫描电镜观察材料的微观组织，采用archimedes排水法测定材料的密度。2实验结果及分析颗粒形貌图1展现的是不同硅含量的si/al混合粉的形貌照片，可以看出，铝粉主要为近球形，硅粉为不规则多边形，并且粉末混合均匀，无明显偏聚现象。复合材料组织性能图2是不同硅含量si/al复合材料的金相组织，可以看出复合材料的组织烧结致密，具有相互连接的网状
14、组织结构。因为铝和硅的熔点分别为660和1420，因此，不可能用同样的烧结方法使复合材料达到致密化，材料内部产生空隙，影响材料的性能。放电等离子烧结使每一个颗粒表面均匀的产生热量，活化颗粒表面，铝熔化后流入硅颗粒的间隙中，促进了材料的致密化。同时，随着硅含量的增加，复合材料中的空隙增多，铝含量减少致使流入空隙中的铝熔液量降低，空隙变多，密度降低，并且空隙作为裂纹源，降低了材料的机械性能和热性能。所以硅的含量要合理控制来保证复合材料的综合性能。复合材料物理性能密度复合材料理论密度t用以下公式计算：t=sivsi+alval其中i为复合材料的密度，vi为复合材料组分的体积分数。si为/cm3，al
15、为/cm3。表1列出了不同硅含量的si/al复合材料的密度，随着硅含量的增加复合材料的密度逐渐降低，这与金相组织的观察结论是一致的，并且可以看出，si/al复合材料的密度相对较低，从而可以应用在电子器件、航空零部件等领域。热膨胀系数热膨胀性能是电子封装材料非常重要的性能指标，而热膨胀系数是评价热膨胀性能的指标之一。热膨胀系数在理论上应用turner模型和kerner模型来进行计算，然后比较分析计算所得值与实验值的差异。图3所示为复合材料热膨胀系数理论计算值和实验值随si含量的变化曲线。由此可以看出，该所述si/al复合材料的热膨胀系数随si含量的增加逐渐降低。热导率3结论si/al复合材料由sps技术制备。铝和硅不发生化学反应，在烧结过程中，高温使铝熔化渗入到硅颗粒周边，促进材料的致密化。密度随着硅含量的增加而降低，当硅含量为50%时，相对密度达到了%。热膨胀系数、热导率都随着硅含量的增加而减小，性能最优匹配的是硅含量60%的si/al复合材料。参考文献1黄强，顾明元，金燕萍.电子封装材料的研究现状j.材料导报，XX，14：28-32.2蔡杨，郑子樵，李世晨等.轻质si-al电子封装材料制备工艺的研究j.粉末冶金技术，XX，22：16
