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发表于 2009-3-6 08:20:15
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来自: 中国安徽芜湖
二氧化硅
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性质:SiO2又称硅石。在自然界分布很广,如石英、石英砂等。白色或无色,含铁量较高的是淡黄色。密度2.2 ~2.66.熔点1670℃(鳞石英);1710℃(方石英)。沸点2230℃。不溶于水微溶于酸,微粒时能与熔融和碱类起作用。用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、硅铁、型砂、单质硅等。! F8 _" q# W: m# w/ J
+ n( Z& Z; v N9 w# y silicon dioxide
1 Z6 u4 u( e' O' Y5 V2 @( F P
9 v9 |- p' i; O5 o1 ~* L CAS号:7631-86-9分子形状:四方晶系5 @) I% u) r( z8 D4 A4 K- c h
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摩尔质量:60.1 g mol-1* U! _( U: m3 H
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化学式SiO2,式量60.08。也叫硅石,是一种坚硬难溶的固体。它常以石英、鳞石英、方石英三种变体出现。从地面往下16千米几乎65%为二氧化硅的矿石。天然的二氧化硅分为晶态和无定形两大类,晶态二氧化硅主要存在于石英矿中。纯石英为无色晶体,大而透明的棱柱状石英为水晶。二氧化硅是硅原子跟四个氧原子形成的四面体结构的原子晶体,整个晶体又可以看作是一个巨大分子,SiO2是最简式,并不表示单个分子。密度2.32g/cm3,熔点1723±5℃,沸点2230℃。无定形二氧化硅为白色固体或粉末。化学性质很稳定。不溶于水也不跟水反应。是酸性氧化物,不跟一般酸反应。气态氟化氢或氢氟酸跟二氧化硅反应生成气态四氟化硅。跟热的强碱溶液或熔化的碱反应生成硅酸盐和水。跟多种金属氧化物在高温下反应生成硅酸盐。用于制造石英玻璃、光学仪器、化学器皿、普通玻璃、耐火材料、光导纤维,陶瓷等。二氧化硅的性质不活泼,它不与除氟、氟化氢和氢氟酸以外的卤素、卤化氢和氢卤素以及硫酸、硝酸、高氯酸作用。氟化氢(氢氟酸)是唯一可使二氧化硅溶解的酸,生成易溶于水的氟硅酸:测其二氧化硅的比表面积。则使用全自动BET比表面积测试仪F-Sorb 2400 。8 `/ g9 M' d0 r% } I
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SiO2 + 4HF = SiF4↑ + 2H2O $ e: _2 j& \4 S U2 m& H T
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二氧化硅与碱性氧化物
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SiO2 + CaO =(高温) CaSiO3
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二氧化硅能溶于浓热的强碱溶液:* [7 X6 w# K7 i3 U6 A
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SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O: W# q8 s' T' Z( e+ W8 x- P
* }% \+ V; o1 u) ]! \+ `0 H! P2 P3 O (盛碱的试剂瓶不能用玻璃塞而用橡胶塞)& s. G2 g* V) g( q
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在高温下,二氧化硅能被碳、镁、铝还原:
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; c/ K0 P" p) \) `1 d8 `4 d SiO2+2C=Si+2CO↑: V' Y$ k: [! h/ P
) _6 b4 B* E; ^ 二氧化硅结构& {6 m" t& D; p* E$ @* N# |* } b
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在大多数微电子工艺感兴趣的温度范围内,二氧化硅的结晶率低到可以被忽略。尽管熔融石英不是长范围有序,但她却表现出短的有序结构,它的结构可认为是4个氧原子位于三角形多面的脚上。多面体中心是一个硅原子。这样,每4个氧原子近似共价键合到硅原子,满足了硅的化合价外壳。如果每个氧原子是两个多面体的一部分,则氧的化合价也被满足,结果就成了称为石英的规则的晶体结构。在熔融石英中,某些氧原子,成为氧桥位,与两个硅原子键合。某些氧原子没有氧桥,只和一个硅原子键合。可以认为热生长二氧化硅主要是由人以方向的多面体网络组成的。与无氧桥位相比,有氧桥的部分越大,氧化层的粘合力就越大,而且受损伤的倾向也越小。干氧氧化层的有氧桥与无氧桥的比率远大于湿氧氧化层。因此,可以认为,SiO2与其说是原子晶体,却更近似于离子晶体。氧原子与硅原子之间的价键向离子键过渡。2 y( K+ a3 b. @: a% u6 x
' C6 ~' h7 L8 \! p3 r 二氧化硅是制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维和耐火材料的原料。 7 T9 F: D9 {/ K$ c
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当二氧化硅结晶完美时就是水晶;二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙;二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石;二氧化硅晶粒小于几微米时,就组成玉髓、燧石、次生石英岩。
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物理性质和化学性质均十分稳定的矿产资源,晶体属三方晶系的氧化物矿物,即低温石英(a-石英),是石英族矿物中分布最广的一个矿物种。广义的石英还包括高温石英(b-石英)。石英块又名硅石, 主要是生产石英砂(又称硅砂)的原料, 也是石英耐火材料和烧制硅铁的原料。$ T% b; D% |; l I* B- } z [" N
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应用领域\用途
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玻璃 / A K) G, R- c) m( N/ c
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平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品(玻璃罐、玻璃瓶、玻璃管等)、光学玻璃、玻璃纤维、玻璃仪器、导电玻璃、玻璃布及防 射线特种玻璃等的主要原料 & L: n- B2 [* D3 r
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陶瓷及耐火材料
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( m3 F4 x8 N T1 L 瓷器的胚料和釉料,窑炉用高硅砖、普通硅砖以及碳化硅等的原料 / X0 a* m# u& |" i* v4 i8 ?
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冶金
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硅金属、硅铁合金和硅铝合金等的原料或添加剂、熔剂
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% i6 c1 o. ~. R9 l) w 建筑
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( W/ V; U- l- j B 混凝土、胶凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能检验材料(即水泥标准砂)等 . M4 ?* H* A8 P! ~( z( i) D# Y2 M
8 E; A+ p7 _' G7 t 化工
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& }% q7 {4 u: Z& v% e$ q3 I 硅化合物和水玻璃等的原料,硫酸塔的填充物,无定形二氧化硅微粉 2 \9 U9 N2 _* M) Q; Q- G
1 t# B0 N# d" { M. t9 P 机械
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铸造型砂的主要原料,研磨材料(喷砂、硬研磨纸、砂纸、砂布等)
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- v( H/ l- N% ~9 B: ?" A. ^: R 电子
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高纯度金属硅、通讯用光纤等 1 C% S' _5 m9 x+ _+ i2 E& n- f) I
& [4 v/ c* P1 S/ [- G& S8 }1 O& m9 Q( g
橡胶、塑料 : f N, }2 M3 Q3 G) b: F' O
; V0 ?, s" V( N2 {4 s
填料(可提高耐磨性) # ?3 J: A# N3 X. o5 s7 s
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涂料
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' b; P* ~) @) X( Y7 q3 T R 填料(可提高涂料的耐候性)
* D3 H* A7 P }# i& P; A" L9 c# q* |; S9 R0 A% s
二氧化硅粉尘的危害
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3 k7 o& P' u! B8 ]2 m& `! H' ~ 二氧化硅在日常生活、生产和科研等方面有着重要的用途,但有时也会对人体造成危害。" n, b5 A* e3 k$ {5 s, F5 V
y5 g7 R$ N% x6 e* _+ Y1 W3 o8 a 二氧化硅的粉尘极细,比表面积达到100m2/g以上(全自动F-Sorb 2400氮吸附BET比表面积测试仪),可以悬浮在空气中,如果人长期吸入含有二氧化硅的粉尘,就会患硅肺病(因硅旧称为矽,硅肺旧称为矽肺)。9 h7 ]$ T1 ?1 N, V7 @& @7 y
% x: z j- g/ D% L% p" Q7 |" L 硅肺是一种职业病,它的发生及严重程度,取决于空气中粉尘的含量和粉尘中二氧化硅的含量,以及与人的接触时间等。长期在二氧化硅粉尘含量较高的地方,如采矿、翻砂、喷砂、制陶瓷、制耐火材料等场所工作的人易患此病。
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( U. N8 o8 Y3 I9 B- S3 Z 因此,在这些粉尘较多的工作场所,因采取严格的劳动保护措施,采用多种技术和设备控制工作场所的粉尘含量,以保证工作人员的身体健康。
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" p F" j3 Q5 T' J3 u本资料来源于百度百科 |
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