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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+ \* ^: p) Z' @
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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。, y( U7 @- Z j4 x/ Z
3 P: H# N. z$ ]7 V+ L silicon dioxide
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7 l. z5 F/ o" ^ CAS号:7631-86-9分子形状:四方晶系3 E+ C8 r# Z! _" {7 i
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摩尔质量:60.1 g mol-1
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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 。, Y- h) s% s! A' z# d
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SiO2 + 4HF = SiF4↑ + 2H2O 2 I; w3 i& K7 a7 J7 _
+ [- r" y8 l0 W, `4 W. y V5 d N 二氧化硅与碱性氧化物- s1 R9 J; E# ~; J0 T' e
$ ?4 J( O( O- t" o SiO2 + CaO =(高温) CaSiO3 ! C# Q) _6 s0 f6 `7 \8 J, G& \) t
" f) V3 x! m" g, } 二氧化硅能溶于浓热的强碱溶液:
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4 B+ Y' N5 y) d/ l* ^3 w; s SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O+ }# S7 O4 c/ @" l7 ?# H3 v# Z
/ T n3 ~; O+ E. x/ a- L5 O (盛碱的试剂瓶不能用玻璃塞而用橡胶塞): K3 ?6 p& ~5 @9 K' ~" w
! t) ?7 @, A" [9 `* F 在高温下,二氧化硅能被碳、镁、铝还原:
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7 U' [6 w$ D! O SiO2+2C=Si+2CO↑
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' c: b" y8 r: M9 H5 m; V, V. {- j 二氧化硅结构8 O ^1 z9 X/ Q6 `, v- k
! ]$ u. {7 |5 @6 c/ N+ p 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。
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: ]" A4 B' ?+ c: I: V% C+ G 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。 : M E3 K1 }# a! G c! ?" d
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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* m, S( v$ f, z; ?1 J
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应用领域\用途
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. e! F8 w" @( q4 w% a 玻璃
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1 p! g+ N# P5 M8 Y P 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 7 N" {! B6 \3 m( l! ]
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陶瓷及耐火材料
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7 r/ i3 k- J5 G 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
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冶金 % C+ `/ x1 F% `" x. p) N4 Q1 Z6 D
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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 ! w+ t& `3 G- F: i0 C$ _7 x, c* A* l- x
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建筑 : p2 t. K( R4 X8 s+ {+ T! o
3 J8 j% \& T, a) y8 w 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
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化工 , X5 f4 f' U6 b1 I
/ a' G; x. [7 f 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
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机械 / r S3 w& L8 {4 g" T
( t! M- o1 \% Q* [2 C& _ 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+ t+ c ^$ E! O! C2 I Y 电子
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+ \* {* |; T% u2 F 高纯度金属硅、通讯用光纤等 , x# g) `$ [8 t6 }8 @: \/ J# @
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橡胶、塑料
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6 J9 R/ }) F8 f0 \ 填料(可提高耐磨性)
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涂料
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填料(可提高涂料的耐候性) $ c* S" K9 B9 j; Z* M9 S
( X2 P& e" u4 ~5 P7 z) r& w1 [) C! V 二氧化硅粉尘的危害/ p' b+ q' h# Z
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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。
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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)。
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1 m8 b, D& w! o5 H# I5 ~ 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。8 X; E' c% h3 U& u/ o
J/ e/ `6 F, U7 g" W" {3 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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