| 構造 | |
|---|---|
| SiO2 は分子ではなく、各 Si 原子が 4 つの酸素原子に結合している無機ポリマーのグループの分子式です。 | |
| 全般 | |
| 名前 | 二酸化ケイ素 |
| 他の名前 | シリカ、二酸化ケイ素 |
| 分子式 | SiO2 |
| CAS 番号 | さまざま。 7631-86-9、112945-52-5、112926-00-8、14808-60-7 |
| 簡単な説明 | - |
| プロパティ | |
| モル質量 | 60.1 g/モル |
| 物質の状態 | 修正済み |
| 密度 | 1.9 から 4.29 g/cm³ の間の変更に応じて、ほとんどの場合 2.2 (アモルファス) から 2.65 (結晶) g/cm³ |
| 屈折率 | 1.47 ± 0.015 (アモルファス薄膜の場合) |
| 内訳電界強度 | 4～10MV/cm (製造プロセスによって異なります。たとえば、ウェット熱酸化では 4 ～ 6 MV/cm、ドライではそれ以上です。) |
| 融点 | 1723 °C |
| 沸点 | 2230 °C |
| 蒸気圧 | - Pa (x °C) |
| 溶解度 | - |
| 安全上の注意 | |
| 危険のシンボル | |
| <表> | |
| なし | |
R:?
S:22
二酸化ケイ素 (多くの場合:二酸化ケイ素 ) は、分子式 SiO2 の化合物の総称です。 .ドイツ語では、二酸化ケイ素はオルトケイ酸 Si(OH)4 の無水物にすぎませんが、ケイ酸という用語も二酸化ケイ素に対して誤って使用されています。 またはH4 SiO4 は、2 つの水分子の付加によって二酸化ケイ素から形成されます。
二酸化ケイ素は、あらゆる種類のガラスの主成分です。
鉱物学と産状
非晶質（アモルファス）SiO2 大部分は純粋な形で自然に発生します - 火山ガラスやテクタイトにも存在します - これらは組成が非常に不均一で不均一です:
- 生物起源:オパールでできた放散虫、珪藻、海綿の骨格で、粘板岩などの岩に続成的に固化したもの
- 間欠泉:温泉からのアモルファス焼結製品
- タキライト:玄武岩組成の火山ガラスで、SiO2 に加えて FeO、MgO、CaO、Al2 の含有量が多い O3 含む
- 黒曜石:花崗岩組成の火山ガラス
- テクタイト:隕石の衝突によって岩石が溶けてできたロックグラス
- Lechatelierite:純粋な天然 SiO2 -ガラスのようなもの。 B. テクタイトで発生するか、落雷時に石英砂で発生する (フルグライト)
- オパール
- SiO2 -融解:1727 °C 以上の温度 (1 bar で)
アモルファス SiO2 とは対照的に 結晶形は、不純物に対する耐性が非常に低いだけです。構造のみが異なります。
- モガナイト (カルセドニー):
- α-クォーツ (ディープクォーツ):形成条件:温度 T <573 °C、圧力 p <20 kbar
- β 石英 (高石英):573 °C
- トリジマイト:867 °C <1470 °C、p <5 kbar
- クリストバライト:1470 °C <1727 °C
- コーサイト:20 kbar
- スティショバイト:75 kbar
二酸化ケイ素は、ケイ酸塩の一部として形成されます。 B. 長石、粘土鉱物、または石英などの自由な形で、地球の地殻の主成分であり、したがって最も一般的なケイ素化合物でもあります.
化学的性質
水と酸は SiO2 の能力があります フッ化水素酸 (HF) を除いて、実質的に不溶性で、ガス状の四フッ化ケイ素 (SiF4) の形成とともに形成されます。 ）が攻撃されます。アルカリは溶けますが、程度は低いですが、アルカリ水溶液も特に非晶質の二酸化ケイ素を溶解します。
エンジニアリング製造
合成SiO2 、ほとんどが非晶質であり、さまざまな工業プロセスで大量に生産されます.
合成SiO2の大量生産 炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムで石英砂を消化することによって得られる水ガラスから始まる沈殿プロセスを介して主に行われます。こうしてできたSiO2 プロセス条件に応じて、沈降シリカまたはシリカゲルと呼ばれます。別の重要な製造方法は、いわゆるパイロジェニック SiO2 の製造です。 四塩化ケイ素 (SiCl4 ）。合成シリカの重要なメーカーは、Degussa、Wacker-Chemie、Rhodia、Grace などです。
技術応用
合成SiO2 日常生活の中で重要な役割を果たしていますが、通常は気付かれません。それは、塗料やワニス、プラスチック、接着剤において、半導体技術の最新の製造プロセスや、インクジェット紙コーティングの顔料と同じくらい重要です。毒性のない物質として、医薬品や化粧品に含まれており、食品プロセス (ビールの清澄など) や歯磨き粉の洗浄補助剤として使用されています。体積に関しては、主な用途には、プラスチックやシーリングコンパウンド、特にゴム製品のフィラーとしての使用が含まれます。現代の車のタイヤは、特別な SiO2 による補強の恩恵を受けています このシステムは、すすだけで満たされた従来のゴムコンパウンドと比較して約 5% の燃料を節約すると同時に、安全性能を向上させます。
体積に関しては、二酸化ケイ素はもちろんガラスの形で最も重要です。ほとんどの場合、酸化アルミニウム、酸化ホウ素、酸化カルシウム、酸化ナトリウムなどの物質と混合して、溶融温度を下げ、加工を容易にし、最終製品の特性を改善します。純粋な二酸化ケイ素は、溶けにくい石英ガラスですが、特に頑丈です。
石英ガラスはレンズやプリズムなどの光学部品に使われています。マイクロシステム技術またはナノテクノロジーでは、マスク キャリア、MOSFET のゲート酸化物、IC (集積回路) の絶縁層としてもよく使用されます。石英ガラスは、温度変化、耐薬品性、または UV 透過性に対する特に高い耐性が必要な場合はいつでも、化学実験室の機器ガラスとして使用されます。実験室では通常、比較的耐久性のあるホウケイ酸ガラスが使用されます。
SiO2にもなる 食品業界でますます使用されています。これはあなたがそれを見つける方法です。 B. スパイスおよびスパイス混合物 (通常はパプリカ混合物)。
二酸化ケイ素の別の可能な用途は、火工品です。 B. ファイヤージェルを製造するため。または、穀物ゾウムシ (穀物をくりぬき、熱を発生させ、カビの侵入を促進するなど) と闘う手段として。
- クォーツ
