二氧化硅又稱硅石,化學式SiO?。自然界中存在有結晶二氧化硅和無定形二氧化硅兩種。 結晶二氧化硅因晶體構造不同,分為石英、鱗石英和方石英三種。純石英為無色晶體,大而透明棱柱狀的石英叫水晶。若含有微量雜質的水晶帶有不同顏色,有紫水晶、茶晶、墨晶等。普通的砂是細小的石英晶體,有黃砂(較多的鐵雜質)和白砂(雜質少、較純真)。二氧化硅晶體中,硅原子的4個價電子與4個氧原子構成4個共價鍵,硅原子位于正四面體的中心,4個氧原子位于正四面體的4個頂角上,SiO?是表示組成的很簡式,是表示二氧化硅晶體中硅和氧的原子個數(shù)之比。二氧化硅是原子晶體。自然界存在的硅藻土是無定形二氧化硅,是低等水生植物硅藻的遺體,為白色固體或粉末狀,多孔、質輕、松軟的固體,吸附性強。納米二氧化硅較廣用于家用電器以及文體教育中的橡膠制品。云南超細二氧化硅
在熱塑性塑料中的應用:傳統(tǒng)的對塑料增韌的方法是在基體中加入橡膠類物質,該法雖然使材料的韌性大幅度提高,但同時也使材料的強度及加工性能等大幅度下降。氣相法白炭黑增韌塑料的增韌原理是無機剛性粒子增韌,它被添加到塑料中后,可以在不削弱材料剛性的前提下提高材料的韌性,甚至還能提高材料的剛性。在熱固性塑料中的應用:在環(huán)氧樹脂中添加氣相二氧化硅可明顯改善其脆性,可以克服彈性體增韌而致的材料剛性和強度降低的缺陷,達到增強增韌的目的。作為阻燃添加劑:由于氣相二氧化硅通過在凝聚相的物理過程提高了炭硅層的強度,使之能夠阻止燃燒中熱量和物質的傳遞。通過在EVA/MH共混體中添加氣相二氧化硅并且減少總的填充量,在阻燃性能不變的情況下,其斷裂伸長率可以提高一倍。云南超細二氧化硅合成納米氣相二氧化硅在實驗室中還存在有溶膠凝膠法等,在此討論沉淀法和氣相法兩種制備方法。
氣相法二氧化硅的用途范圍:在飼料中的應用:氣相二氧化硅由于粒徑小、比表面積大和獨特的三維網狀結構,具有較強的吸附、吸濕性能。在飼料行業(yè)中,礦物質預混料、維生素預混料和其它粉末狀添加劑不能充分自由流動,添加氣相二氧化硅主要作為流動助劑,可以明顯降低飼料結塊趨勢和改善流動性能,提升飼料的生產、運輸效率,并防止因受潮影響產品質量。在化肥中的應用;化肥在運輸、儲存過程中,常因為溫度變化、濕度增加以及擠壓等因素會導致結塊,從而影響化肥在運輸環(huán)節(jié)的效率和產品的質量。在化肥中添加氣相二氧化硅,可利用其較強的吸附和吸濕性,起到抗結塊作用,從而促進肥料粉體的自由流動,便于化肥的運輸和儲存,防止其受潮。
等離子體法是利用交流或直流電弧等離子矩產生的高溫區(qū)將二氧化硅或石英粉體熔化,液體表面受到張力的作用收縮形成球形小液滴,再經過氣化及淬冷形成球形二氧化硅或石英顆粒。采用高頻等離子法制備球形硅微粉,研究表明高頻等離子法可以提高粉體的純度,二氧化硅粉體在經過等離子設備高溫弧區(qū)內,在弧內3000℃高溫下,一些雜質在高溫下汽化,從而起到提高球形二氧化硅粉體純度的作用。以高頻氬氣等離子體產生的高溫氣體為熱源,通過四氯化硅與氧氣反應,制備出粒徑小于4nm的球形二氧化硅顆粒。所得的非晶態(tài)等離子二氧化硅粉末具有較高的溶解性,有利于在分子篩合成中的應用。利用等離子體法制備出的球形二氧化硅或石英顆粒純度高,因為一些雜質在高溫場中汽化,起到提純作用;加熱溫度較高,反應速率快;淬冷過程顆粒不再長大,顆粒粒徑較容易控制。同時,也存在一些不可控的因素,使得等離子體技術難以大規(guī)模地應用,如高溫場的溫度不容易控制,電流不穩(wěn)定等。二氧化硅是一種無機物,化學式為SiO2。
SiO2氣凝膠耐高溫涂料是指能長期在200℃以上高溫環(huán)境中使用,能夠對基材進行保護,且涂層自身的物理化學性能仍能保持相對穩(wěn)定的一種功能涂料。SiO2氣凝膠可在900℃以下保持良好的多孔網絡結構特性,但當溫度達到900℃以上時會發(fā)生燒結現(xiàn)象,Si-O-Si網絡結構會收縮并團聚,孔結構遭到破壞,因此為實現(xiàn)SiO2氣凝膠在超高溫度下維持原有的納米孔網絡結構,保持其低熱導率及高孔隙率,一般通過摻雜其他耐高溫材料的方法來制備耐高溫復合材料。SiO2氣凝膠耐高溫涂料具有厚度薄、耐高溫、絕熱等特性,且在高溫環(huán)境下,可根據(jù)使用環(huán)境溫度和要達到的降溫幅度,選擇施工的涂膜厚度,可應用于高溫蒸汽管道、高溫爐、石油裂解設備、發(fā)動機部位和冶金行業(yè)的金屬高溫防護等領域。高溫時二氧化硅能被焦炭、鎂等還原。云南超細二氧化硅
氫氟酸跟二氧化硅反應生成氣態(tài)四氟化硅。云南超細二氧化硅
二氧化硅微粉由于其特殊的生產過程導致其為無定型晶體結構,在顆粒的表面容易形成斷鍵。由于斷鍵的存在,使二氧化硅微粉在水溶液中很容易吸附水中的OH-而形成Si-OH,并在水溶液中離解成Si-O-和H+。由于其粒度相對較小(微米級),二氧化硅微粉很容易在水溶液中形成帶有雙電層的膠團結構?;钚暂^高的二氧化硅微粉在水溶液中能夠吸附OH-,在其顆粒表面的形成大量的羥基。在低溫養(yǎng)護時,二氧化硅微粉能夠發(fā)生脫水反應使顆粒之間形成-Si-O-Si-鍵結合,從而提高了澆注料脫模強度。二氧化硅微粉在高溫下能夠成為液相,降低顆粒之間傳質的粘度,從而增強傳質速率,促進顆粒之間的燒結。因此,摻加二氧化硅微粉的澆注料在800℃下能促進澆注料內基質間的燒結,增強了顆粒間交錯互鎖的結合能力,使得澆注料的中溫強度得以提高。云南超細二氧化硅