二氧化硅是一种无机物,化学式为SiO2,硅原子和氧原子长程有序排列形成晶态二氧化硅,短程有序或长程无序排列形成非晶态二氧化硅 。二氧化硅晶体中,硅原子位于正四面体的中心,四个氧原子位于正四面体的四个顶角上,许多个这样的四面体又通过顶角的氧原子相连,每个氧原子为两个四面体共有,即每个氧原子与两个硅原子相结合 。二氧化硅的最简式是SiO2,但SiO2不代表一个简单分子(仅表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比) 。纯净的天然二氧化硅晶体,是一种坚硬、脆性、不溶的无色透明的固体,常用于制造光学仪器等 。
物理性质
晶态二氧化硅
密度:2.2 g/cm3
熔点:1723℃
沸点:2230℃
折射率:1.6
受热时的变化:与强碱在加热时熔化,生成硅酸盐
溶解度:不溶于水,能与HF作用生成气态SiF4
化学性质
化学性质比较稳定 。不跟水反应 。是酸性氧化物,不跟一般酸反应 。氢氟酸跟二氧化硅反应生成气态四氟化硅 。跟热的浓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 。二氧化硅的性质不活泼,它不与除氟、氟化氢以外的卤素、卤化氢以及硫酸、硝酸、高氯酸作用(热浓磷酸除外) 。常见的浓磷酸(或者说焦磷酸)在高温下即可腐蚀二氧化硅,生成杂多酸,高温下熔融硼酸盐或者硼酐亦可腐蚀二氧化硅,鉴于此性质,硼酸盐可以用于陶瓷烧制中的助熔剂,除此之外氟化氢也可以可使二氧化硅溶解的酸,生成易溶于水的氟硅酸 。
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O
SiO2+2NaOH(浓)=Na2SiO3+H2O
SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑(高温)
SiO2+CaO=CaSiO3
SiO2+2C=2CO↑+Si
物质用途
二氧化硅是制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维、电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品和耐火材料的原料,是科学研究的重要材料 。
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 。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(α-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(β-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 。
除此之外,二氧化硅还可以作为润滑剂,是一种优良 的流动促进剂,主要作为润滑剂、抗黏剂、助流剂 。特别适宜油类、浸膏类药物的制粒,制成的颗粒具有很好的流动性和可压性 。还可以在直接压片中用作助流剂 。作为崩解剂可大大改善颗粒流动性,提高松密度,使制得的片剂硬度增加,缩短崩解时限,提高药物溶出速度 。颗粒剂制造中可作内干燥剂,以增强药物的稳定性 。还可以作助滤剂、澄清剂、消泡剂以及液体制剂的助悬剂、增稠剂 。
二氧化硅对锅炉有什么危害
一、二氧化硅含量超高结垢,降低锅炉热效率,浪费大量燃料 。锅炉接成水垢后,受热面的传热性能变差 ,燃料燃烧时所放出的热量不能迅速的传递给炉水 ,因而大量热量被烟气带走 ,造成排烟温度升高 ,增加排烟热损失,使锅炉热效率降低 。二 、引起金属过热 ,强度过低 ,危及安全。锅炉受热面使用的钢材, 一 般 均 为 碳 素 钢 , 在 使 用 过 程 中 , 允 许 金 属 壁 温 在450 ℃以下。锅炉在正常运行时 ,金属壁温一般为 280 ℃以下。当锅炉受热面无水垢时,金属受热后能很快将热量传递给水 ,这时两者的温差约为 30 ℃ 。但如果受热面结生水垢,其两者的温差就大了。如 :当工作压力为 1. 25Mpa 的锅炉受热面结有 1 毫米厚的水垢时 (混合水垢) ,金属壁与炉水温差会达到 200 ℃左右. 当水垢是 3 毫米时, 金属壁温将上升到 580 ℃,远远超过了钢材的允许温度。这时钢材的抗拉强度就会降低 ,锅炉受压元件就会在内压作用下发生过热鼓疱 、变形 、泄漏 、甚至爆炸。实测数据表明 ,金属壁温是随着水垢厚度增加而增加的 ,水垢越厚 ,金属壁温就越高 ,因而事故发生的机率就越大。
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