说到工业二氧化硅材料, 许多人将无定形二氧化硅与硅粉混淆. 虽然两者都是非晶态二氧化硅的形式 (二氧化硅), 它们的起源有很大不同, 生产流程, 和应用.
定义和组成
| 物品 | 无定形二氧化硅 | 微硅粉 |
|---|---|---|
| 意义 | 二氧化硅的总称 (二氧化硅) 没有晶体结构——原子随机排列. | 具体的 副产品类型 金属硅或硅铁合金生产过程中形成的无定形二氧化硅. |
| 二氧化硅含量 | 90–99.9% 取决于纯度和生产方法 | 85–98%, 取决于炉源 |
| 结构 | 非晶态, 细小的球形或链状颗粒 | 超细, 具有非常高表面积的球形颗粒 |
简而言之, 硅粉是一种特殊的无定形二氧化硅, 但通过非常特定的工业流程生产.
生产过程
无定形二氧化硅可以通过多种方式合成生产:
- 气相二氧化硅 (气相过程) – 通过在氢氧火焰中燃烧四氯化硅.
- 沉淀二氧化硅 – 通过酸化硅酸钠溶液.
- 胶体二氧化硅 – 通过溶胶凝胶或湿化学方法.
微硅粉, 另一方面, 是用于生产硅或硅铁的电弧炉的副产品.
当废气中的SiO气体被氧化并凝结时, 它形成超细无定形 SiO2 颗粒, which are then collected by dust filters.
Particle Size and Physical Properties
| 财产 | 无定形二氧化硅 | 微硅粉 |
|---|---|---|
| Average Particle Size | 5–500 nm (depends on type) | ~0.1 µm (关于 1/100 the size of cement grain) |
| 比表面积 | 50–400 m²/g (especially fumed silica) | 15–25 m²/g |
| 堆积密度 | 0.05–0.3 g/cm³ | 0.2–0.7 g/cm³ (densified silica fume can reach 0.6–0.8 g/cm³) |
| 颜色 | White | Gray or dark gray |
应用差异
| Industry | 无定形二氧化硅 | 微硅粉 |
|---|---|---|
| 橡皮 & Plastics | Reinforcing filler, anti-caking agent | Rarely used |
| 涂料 & 油漆 | 流变控制, 消光剂 | 未使用 |
| 电子产品 & 光学材料 | 用于半导体, 玻璃, 和陶瓷 | 未使用 |
| 具体的 & 迫击炮 | 偶尔用于特殊混音 | 提高混凝土强度和耐久性的主要火山灰添加剂 |
| 耐火材料 | 有时用作粘合剂 | 广泛应用于浇注料, 混合料, 和自流材料 |
微硅粉主要应用于 建筑和 耐火材料行业, 而无定形二氧化硅具有更广泛的化学和工业用途.
反应性和火山灰活性
硅粉因其超细颗粒和大表面积而具有极高的火山灰反应活性. 添加到混凝土中时, 它与氢氧化钙反应 [钙(哦)2] 形成更多的C-S-H凝胶, 哪个:
- 增加抗压强度
- 降低渗透性
- 提高耐化学性
无定形二氧化硅也可能具有火山灰特性, 但其反应性取决于生产方法和粒径——通常低于硅粉.
要点
- 所有硅粉均为无定形二氧化硅, 但并非所有无定形二氧化硅都是硅粉.
- 硅粉是硅/硅铁生产的副产品, 而其他无定形二氧化硅是合成或加工材料.
- 由于硅灰具有很强的火山灰活性，因此成为混凝土和耐火材料应用的首选.
- 无定形二氧化硅在化学工业中的应用, 橡皮, 和电子工业用于完全不同的目的.
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常见问题
Q1: 微硅粉和无定形二氧化硅一样吗?
→ 没有. 硅粉是金属硅生产过程中形成的一种特殊类型的无定形二氧化硅.
Q2: 无定形二氧化硅的结构是什么?
→ 它没有长程晶序——Si 和 O 原子随机排列.
第三季度: 为什么在混凝土中使用微硅粉?
→ 提高抗压强度, 降低渗透性, 并增强耐用性.
第四季度: 混凝土中应添加多少微硅粉?
→ 通常为水泥重量的 5–10%, 取决于应用.
Q5: 哪里可以买到优质硅粉?
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