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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% |2 p; \* t4 U2 b6 _+ O- M C h
- B' b) o3 L& Y7 I* |, B( _ 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。
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. r1 S% u. c2 @! X4 ^$ l7 n silicon dioxide- j( I/ \- b1 P0 Z3 D% g- j% g
" M+ c c1 N% v, z CAS号:7631-86-9分子形状:四方晶系4 ~# l( l* B+ ~! ]
, O# l. C Z1 r/ p8 r2 f
摩尔质量:60.1 g mol-1
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7 W/ R/ B" k$ F: e7 C3 {% W 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 。
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, s( }% ?3 r X" Z SiO2 + 4HF = SiF4↑ + 2H2O & ]. a+ A* r; W8 C) z1 b' t9 [% t
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二氧化硅与碱性氧化物% v5 F; O! B# ]
( i7 g* i2 x8 n7 G* B SiO2 + CaO =(高温) CaSiO3 . m# E. `- i8 R1 ]7 u' K( U( G
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二氧化硅能溶于浓热的强碱溶液:+ H6 m2 u5 P+ T% j
3 A5 a3 M& f2 r! l" V SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O! t$ T2 s$ {7 a, y) ~) Q
; _. Q- D1 d7 \8 Q (盛碱的试剂瓶不能用玻璃塞而用橡胶塞)
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+ X. L5 ~& v# ~: R% U+ X 在高温下,二氧化硅能被碳、镁、铝还原:
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SiO2+2C=Si+2CO↑ V& u" ?% V+ t; J) R1 ]2 d
5 d% K5 p1 y0 \& { 二氧化硅结构
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1 \$ m; q9 x6 F, k- Z( A. I 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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( R4 S) J- k3 W9 ]5 h, x% b ?+ |1 T 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。
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% r! g/ a! L# j/ J! G. t0 X 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。2 v; U4 v/ K0 Z) n- `6 w
8 o* Q- \& W! e 应用领域\用途
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1 J7 C8 t7 e* g" `, M/ |: v' S 玻璃
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6 E. r+ `; E6 q1 _6 s 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
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陶瓷及耐火材料
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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 & E1 l8 p# N8 }) L" D( H
! f1 W R) [6 o 冶金
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# x; W, e! m+ j8 ^- Q5 x& s 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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建筑 0 [: N( d( j+ n" d
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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 0 M6 v) J0 t4 r/ ^0 o& S1 u
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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
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9 u' s- n1 q( M$ l+ z) ?9 ~ 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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% {+ F) U; }# _$ s3 ^! y' c t 电子 0 g: q2 h+ c; d) W- E t$ I* Y
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高纯度金属硅、通讯用光纤等
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橡胶、塑料 / I1 U1 N" E# a; _/ c
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填料(可提高耐磨性) - ^8 e7 Y7 `: `& i) B; g* {& j
, x, N: X6 J! W+ w7 }) J 涂料
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填料(可提高涂料的耐候性)
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7 D1 ?( H8 I, }+ @9 q0 X 二氧化硅粉尘的危害3 Q% E$ D. r4 ?& Z& g* m, _( ]' G1 K/ ]
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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。* v" J2 o e6 j) _
4 x) ?. V- {! s k* D6 c 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)。1 }* h$ Q% Z3 W% L( O5 v
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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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/ |( ] T: T! y, K [ 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。5 m# C& ?' T# i. ^3 }- A
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