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多孔陶瓷的特点

香蕉招牌
烂漫的机器猫
2022-12-29 02:09:16

多孔陶瓷的特点

最佳答案
安静的鸡
怡然的小笼包
2026-02-15 22:09:11

(1)气孔率高。多孔陶瓷的重要特征是具有中较多的均匀可控的气孔。气孔有开口气孔和闭口气孔之分,开口气孔具有过滤、吸收、吸附、消除回声等作用,而闭口气孔则有利于阻隔热量、声音以及液体与固体微粒传递。

(2)强度高。多孔陶瓷材料一般由金属氧化物、二氧化硅、碳化硅等经过高温煅烧而成,这些材料本身具有较高的强度,煅烧过程中原料颗粒边界部分发生融化而粘结,形成了具有较高

强度的陶瓷。

(3)物理和化学性质稳定。多孔陶瓷材料可以耐酸、碱腐蚀,也能够承受高温、高压,自身洁净状态好,不会造成二次污染,是一种绿色环保的功能材料。

(4)过滤精度高,再生性能好。用作过滤材料的多孔陶瓷材料具有较窄的孔径分布范围和较高的气孔率与比表面积,被过滤物与陶瓷材料充分接触,其中的悬浮物、胶体物及微生物等污染物质被阻截在过滤介质表面或内部,过滤效果良好。多孔陶瓷过滤材料经过一段时间的使用后,用气体或者液体进行反冲洗,即可恢复原有的过滤能力。

材质

(1)高硅质硅酸盐材料,它主要以硬质瓷渣、耐酸陶瓷渣及其他耐酸的合成陶瓷颗粒为骨料,具有耐水性、耐酸性,使用温度达700℃。

(2)铝硅酸盐材料,它以耐火粘土熟料、烧矾土、硅线石和合成莫来石颗粒为骨料。具有耐酸性和耐弱碱性,使用温度达1 000℃。

(3)精陶质材料,它以多种粘土熟料颗粒与粘土等混合烧结,得到微孔陶瓷材料。

(4)硅藻土质材料,它主要以精选硅藻土为原料,加粘土烧结而成。用于精滤水和酸性介质。

(5)纯炭质材料,它以低灰分煤或石油沥青焦颗粒为原料,或加入部分石墨,用稀焦油粘结烧制而成,用于耐水、冷热强酸、冷热强碱介质以及空气的消毒和过滤等。

(6)刚玉和金刚砂材料,它以不同型号的电熔刚玉和碳化硅颗粒为骨料,具有耐强酸、耐高温的特性

(7)堇青石、钛酸铝材料,其特点是热膨胀系数小,因而广泛用于热冲击环境。

添加剂

(1)助熔剂

陶瓷助熔剂的主要作用是降低烧成温度,增加液相,扩大烧成范围,提高坯体的力学强度和化学稳定性。常用的助熔剂有长石、珍珠岩、滑石、蛇纹石、硅灰石、石灰石、白云石等。

(2)增塑剂

陶瓷增塑剂主要作用是提高陶瓷坯体的整体塑性,保证坯体具有一定的强度,使坯体在烧成前保持原有形状。常用的增塑剂有粘性土、木节土、球土等。

(3)粘结剂

粘结剂是指为了提高坯体的强度或防止粉末偏析而添加到陶瓷坯料中的具有粘结作用的添加剂。粘结剂一般选择易于在烧结前或烧结过程除掉的物质,如淀粉、石蜡、羧甲基纤维素、聚乙烯醇等。水玻璃具有较好的粘性,水分挥发后留下的硅酸钠可以作为陶瓷的成分,所以也常被用作粘结剂。

(4)致孔剂

加入致孔剂是为了提高陶瓷的气孔率、扩大比表面积。致孔剂主要有天然有机细粉、煤粉、石灰石、白云石、烧沸石、珍珠岩、浮石等。一般来讲,增加致孔剂的用量可以提高陶瓷的气孔率,但是会引起陶瓷强度下降,因此必须控制致孔剂的添加比例。以石灰石和白云石作致孔剂时,在煅烧过程分解生成的CaO和MgO具有助熔作用,如果在煅烧温度过高、时间过长,会与原料中的部分物质形成玻璃相,填充部分已形成的气孔,降低陶瓷的气孔率

(5)流变剂

浆料的流动性能保证浆料在浸渍过程中能渗透到有机泡沫中,并均匀地涂敷在泡沫网络的孔壁上。浆料的触变性即要求浆料具有在静止时处于凝固状态,但在外力作用下又恢复流动性的特性。良好的触变性可以保证在浸渍浆料和挤出多余浆料时,在剪切作用下降低粘度,提高浆料的流动性,有助于成型,而在成型结束时,浆料的粘度升高,流动性降低。这就使得附着在孔壁上的浆料容易固化而定型,避免了因为浆料的流动造成坯体严重堵孔而影响制品的均匀性。

(6)分散剂

为了提高浆料的固含量,无论是水基体系还是非水基体系均需加入分散剂。分散剂可以提高浆料的稳定性,阻止颗粒再团聚,进而提高浆料的固含量。

(7)消泡剂和表面活性剂

为了防止浆料在浸渍和挤出多余浆料的过程中起泡而影响制品的性能,需加入消泡剂,一般采用低分子量的醇和硅酮。陶瓷浆料为水基浆料时,如果有机泡沫与浆料之间的润湿性差,在浸渍浆料时就会出现泡沫结构的交叉部分附着较厚的浆料,而在结构的桥部和棱线部分附着很薄的浆料的现象。这种情况严重时会导致烧结过程中坯体开裂,使多孔陶瓷的强度明显降低。因此,通常采用添加表面活性剂的方法以改善陶瓷浆料与有机泡沫体之间的附着性来解决此问题。

制备

发泡工艺

发泡工艺是陶瓷组分添加有机或无机化学物质,通过化学反应等产生挥发气体,经干燥和烧成制成多孔陶瓷。发泡工艺与泡沫浸渍工艺相比,更容易控制制品的形状、成分和密度,并可制备各种气孔形状和大小的多孔陶瓷,特别适用于制备闭气孔的陶瓷材料。用来做发泡剂的化学物质有很多种类,例如,用碳化钙、氢氧化钙、铝粉硫酸铝和双氧水作发泡剂由亲水性聚氨脂塑料和陶瓷泥浆同时发泡制备多孔陶瓷用硫化物和硫酸盐混合作发泡剂等。

添加成孔剂工艺

此工艺是通过在陶瓷配料中添加造孔剂,利用造孔剂在坯体中占据一定的空间,然后经过烧结,造孔剂离开而形成气孔来制备多孔陶瓷。添加造孔剂制备多孔陶瓷的工艺流程与普通的陶瓷工艺流程相似。造孔剂的种类有无机和有机两类,无机造孔剂有碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵等高温可分解的盐类,以及煤粉、碳粉等。有机造孔剂主要是天然纤维、高分子聚合物和有机酸等。造孔剂颗粒的形状和大小决定了多孔陶瓷材料气孔的形状和大小。多孔陶瓷材料的成型方法与普通陶瓷的成型方法类似,主要有模压、挤压、等静压、扎制、注射和粉浆浇注等。

有机泡沫浸渍工艺

有机泡沫浸渍法是用有机泡沫浸渍陶瓷浆料,干燥后烧掉有机泡沫,获得多孔陶瓷的一种方发泡工艺法。该法适于制备高气孔率、开口气孔的多孔陶瓷。这种方法制备的泡沫陶瓷是目前最主要的多

孔陶瓷之一。

溶胶-凝胶工艺

溶胶- 凝胶工艺主要利用凝胶化过程中胶体粒子的堆积以及凝胶处理、热处理等过程中留下小气孔,形成可控多孔结构。这种方法大多数产生纳米级气孔,多用来生产微孔陶瓷。溶胶-凝胶工艺是一种新的制备多孔陶瓷的工艺,与其它工艺相比有其独特之处。例如,用溶胶-凝胶法制备氧化铝多孔陶瓷,与颗粒混合、泡沫浸渍、喷雾干燥颗粒等方法相比较,溶胶-凝胶法可进一步改善氧化铝多孔陶瓷孔径分布的控制、相变、纯度及显微结构。

挤出成型多孔蜂窝陶瓷

蜂窝陶瓷的成型方法有许多种,挤出成型是最普遍采用的制造方法之一。它的工艺流程为:原料合成-混和-挤出成型-干燥-烧成制品

固相烧结工艺

固相烧结工艺利用微细颗粒易于烧结的特点,在骨料中加入相同组分的微细颗粒,在一定的温度下微细颗粒通过蒸发和迁移,在大颗粒连接部烧结,从而将大颗粒连接起来。由于每一粒骨料仅在几个点上与其他颗粒发生连接,因而在烧结体中形成大量的三维贯通孔道。

凝胶注模工艺

凝胶注模工艺源于20世纪90年代,美国橡树岭国家实验室最早将传统陶瓷成型技术与高分子化学反应结合在一起,研制出这种新型陶瓷制备工艺。凝胶注模工艺过程是一个原位成型过程,主要利用有机单体或少量添加剂的化学反应原位凝固成型,获得具有良好微观均匀性和一定强度的坯体,而后烧结制得成品。

冷冻干燥工艺

在该工艺中,让冰将柱状的凝胶包围和隔离着,并且控制溶液中冰的生长方向为单向生长,冰溶化后纤维就形成了。在另外一种制备孔陶瓷的冻干工艺中,溶剂是直接由固态到气态升华而排除的。通过控制金属盐溶液的冷冻方向获得了方向性好、气孔率很高(>90%)的多孔陶瓷。

自蔓延高温合成(SHS) 工艺

燃烧合成, 又称自蔓延高温合成用燃烧合成技术制备多孔材料的主要过程是放热反应,化学反应释放出来的热量维持反应的自我进行,合成新物质的同时获得了所期望的多孔材料,包括具有一定形状的多孔材料。燃烧合成过程总是伴随着烧结现象,烧结体的孔隙度很高,可以达到50%左右,甚至更高。SHS与常规方法相比主要有以下特点和优势:合成反应过程迅速,能大量节省能源,产品纯度高,工艺相对简单,适合于制备各类无机材料。SHS 存在的主要不足之处是反应快迅速,试样的烧结尺寸难以控制。

水热-热静压工艺

该工艺通过水作为压力传递介质制备各种孔径多孔陶瓷。其简单制备步骤为:硅凝胶和10%(质量百分数)的水混合,置于高压釜中(压力10—15MPa,温度300℃),通过水蒸汽的挥发而制成多孔陶瓷。水热-热静压工艺中,反应时间一般为10—180 min。在25MPa下处理60min,制得的多孔陶瓷材料体积密度为0.88 g/cm,孔体积为0.59cm/g,孔尺寸分布范围为30~50nm,抗压强度高达80MPa。多孔陶瓷水热-热静压工艺具有以下优点:制得的多孔陶瓷材料抗压强度高、性能稳定、孔径分布范围广。

组织遗传制备工艺

该工艺是利用植物材质(木材、竹子等)的天然多孔组织,将其在800~1000℃下和惰性气体环境中热解碳化得到与木材多孔结构几乎完全相同的碳预制体。然后以碳预制体为模板,1600℃时液态硅蒸发形成的硅蒸汽渗入模板与碳化合形成多孔碳化硅陶瓷。该工艺过程简单,成本低廉,但制品的孔结构主要决定于材质本身的组织,可设计性较差,同时SiC的转化率相对较低。也可将木材在真空中浸渍渗入树脂,之后在1200℃左右热解,冷却后得到一定孔隙率的木材陶瓷。

离子交换法

层状硅酸纳晶体与十八烷基三甲基溴化铵在水中充分混合, 硅酸盐层间的阳离子与铵盐阳离子将自发地进行交换, 由于铵盐离子体积较大, 硅酸盐的片层结构会因铵盐的引入而发生弯曲变形, 弯曲的片层之间发生缩聚, 将有机物包围在片层当中, 经高温烧结除去有机物, 即形成多孔SiO2。目前,人们正在研究这种多孔材料的稳定性和比表面积问题, 并期望将其应用于催化或吸附系统中。

应用

载体

多孔陶瓷具有良好的吸附能力和活性。被覆催化剂后,反应流体通过泡沫陶瓷孔道,将大大提高转化效率和反应速率。由于多孔陶瓷具有比表面积高、热稳定性好、耐磨、不易中毒、低密度等特点,作为汽车尾气催化净化器载体已被广泛使用除了作催化剂载体外,它还可以作为其它功能性载体,例如药剂载体、微晶载体、气体储存等。

过滤和分离

1.超纯水的制备和除菌

用硅藻土或粘土熟料质制成的多孔陶瓷滤芯,已用于饮水、石油油井注水用水等的除菌和净化,还用于注射液的消毒过滤,以及电子工业、医药工业、光学透镜研磨用的超纯水的净化等。

2.废水处理

用多孔陶瓷过滤工业废水和生活污水已成为废水处理和净化的重要发展方向,适用各种污染废水,效率高,成本低。

3.腐蚀性流体过滤

多孔陶瓷的强耐腐蚀性使其在过滤酸性、碱性等腐蚀性液体或气体时显示出特有的优势。

4.熔融金属过滤

经多孔陶瓷的过滤能除去熔融金属中大部分的夹杂物和气体等杂质,提高金属材料的强度等内在质量。特别在电子元件、电线用金属和精密铸造用金属方面尤其重要。

5.高温气体过滤

高温烟气的除尘、高温煤气的净化等高温气体的过滤都必须使用耐高温的多孔陶瓷。

6.医药工业食品工业过滤

多孔陶瓷由于具有耐高温、耐腐蚀和良好的生物、化学相容性,因而可用于医药工业中的疫苗、酶、病毒、核酸、蛋白质等生理活性物质的浓缩、分离、精制等。在食品、饮料工业中,特别适用于色、香、味强的饮料及低度酒类的过滤,并可望在啤酒(尤其是生啤)的生产中发挥不可替代的作用。

7.放射性物质的过滤

核电厂等产生大量放射性废物,经过燃烧能成为化学稳定的固体粉末,多孔陶瓷能将其固化,保管起来方便又经济。

吸音材料

多孔陶瓷具有连通开气孔,当声波传入时,在很小的气孔内受力振荡。振动受到的摩擦和阻碍,使声波传播受到抑制,导致声音衰减,从而起到吸音的作用。是一种消除噪声公害,益于人们身心健康的好材料。作为吸音材料的多孔陶瓷要求较小的孔径(20~150/um),相当高的气孔率(>60%)及较高的机械强度。陶瓷所具有的优良的耐火性和耐候性,使它可用于变压器、道路、桥梁等的隔音。现在已在高层建筑、隧道、地铁等防火要求极高的场合及电视发射中心、影剧院等有较高隔音要求的场合使用,效果很好。

隐身材料

多孔陶瓷吸波涂料是一种研制较多的吸波材料,它比铁氧体、复合金属粉末等吸波涂料的密度低、吸波性能好,而且还可以有效地减弱红外辐射信号。另外,多孔陶瓷具有良好的力学性能、热物理性能和化学稳定性,能满足隐身的要求。著名的F-117隐身飞机的尾喷管就使用了多孔陶瓷基吸波材料达到飞机隐身的目的。

隔热保温材料

由于多孔陶瓷具有巨大的气孔率和低的基体热传导系数,其最传统的应用是作为隔热材料。传统的窑

炉、高温电炉其内衬多为多孔陶瓷。为增加其隔热性能还可将内部气体抽真空。目前世界上最好的隔热材料正是这种多孔陶瓷材料。高级的多孔陶瓷隔热材料还可用于航天飞机的外壳隔热。除此以外,由于其多孔性还可以作为换热材料用,且换热充分。

多孔介质燃烧器

多孔介质燃烧器有功率大、范围可调、高功率密度、极低的C0和N0x排放量、安全稳定燃烧等优点。而且很重要的一点是,多孔介质燃烧器的结构紧凑,尺寸大大减小,制造成本低,系统效率较高,消除了额外能耗。

生物工程材料

在传统生物陶瓷基础上研究开发的多孔生物陶瓷,由于生物相容性好,理化性能稳定,无毒副作用的特点而被用于制作生物材料。当用于修补骨缺损部位时,新生物将逐渐进入多孔陶瓷珊瑚状孔隙内,慢慢将多孔陶瓷吸收,最终,这种多孔陶瓷将由新生骨制质取代。与传统生物陶瓷相比,生物体内不会残留任何异物,因而不易感染。国外利用多孔生物陶瓷修复头盖骨、大腿骨、脊椎骨、人造齿根等临床实验均已获成功。

散气(布气)材料

多孔陶瓷还可用于气-液、气-粉两相混合,即通常所说的布气、散气。通过多孔陶瓷的散气作用,使两相接触面积增大而加速反应。目前活性污泥法处理城市污水中使用的多孔陶瓷布气装置就比较成功,不仅布气效果好,而且使用寿命长。利用多孔陶瓷材料将气体吹入粉料中,使粉料处于疏松和流化状态,有利于混匀、传热和均匀受热,能加速反应,防止团聚,便于粉料的输送、加热、干燥和冷却等,特别在水泥、石灰、和氧化铝粉等粉料生产及输送中有着良好的应用前景。

新能源材料

1) 多孔陶瓷因其与液体和气体的接触面积大,使电解池的槽电压比使用一般材料低得多,而成为优良的电解隔膜材料,可大大降低电解槽电压,提高电解效率,节约电能和昂贵的电极材料。目前陶瓷隔膜材料已用在化学电池、燃料电池、光化学电池中,特别是固体氧化物电池。

2)利用多孔陶瓷制备多孔电极。以多孔气体扩散电极为例,它的比表面积不但比平板电极提高3~5个数量级,而且液相传质层的厚度也从平板电极的10cm压缩到1O~10cm,从而大大提高电极的极限电流密度,减少浓差极化。

敏感元件

陶瓷传感器的敏感元件工作原理是当微孔陶瓷元件置于气体或液体介质中时,介质的某些成分被多孔体吸附或与之反应,使微孔陶瓷的电位或电流发生变化,从而检验出气体或液体的成分。比较常用的有温度传感器、湿度传感器、气体传感器以及多功能传感器。

微孔膜

陶瓷分离膜因耐高温、耐酸碱、抗生物侵蚀、不老化、寿命长等优点,被开发应用于食品工业、生物化工、能源工程、环境工程、电子技术等领域。随着材料科学技术的发展,纳米级多孔无机膜的制备和应用成为人们目前研究的热点。微孔无机膜还应用于光学、电子学、磁学等领域。

存在的问题:

材料的脆性;缺乏完整材料的大规模生产系统;缺乏对材料的孔径大小、形状分布等的精确控制方法;缺乏连续生产工艺;缺乏将孔结构与力学性能相联系的有效模型;材料间连接技术的不足;多孔泡沫制备中溶剂提取法的简化;合成催化剂的活性和尺寸选择性;完整的膜净化方法;生产成本高。

最新回答
高贵的哑铃
超级的烤鸡
2026-02-15 22:09:11

陶瓷内胆是一种无机材料制作。r-sio2陶瓷内胆涂层茶杯安全的。虽然陶瓷保温杯在保温杯行业中并不是很多,但是陶瓷杯是完全无害的,它不会像金属杯、塑料杯那样,长期使用会有摄入金属等物质的可能性。陶瓷涂层的保温杯,是隔热保温,重要的是陶瓷经过一千多度窑烧,对人体健康无害。由此可见,陶瓷涂层保温杯安全。

优美的飞鸟
粗暴的耳机
2026-02-15 22:09:11
氧化铝陶瓷目前分为高纯型与普通型两种。高纯型氧化铝陶瓷系Al2O3含量在99.9%以上的陶瓷材料,由于其烧结温度高达1650— 1990℃,透射波长为1~6μm,一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚:利用其透光性及可耐碱金属腐蚀性用作钠灯管;在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘材料。普通型氧化铝陶瓷系按Al2O3含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种,有时Al2O3含量在80%或75%者也划为普通氧化铝陶瓷系列。其中99氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料,如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等;95氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件;85 瓷中由于常掺入部分滑石,提高了电性能与机械强度,可与钼、铌、钽等金属封接,有的用作电真空装置器件。

配方组成

在95瓷中普遍采用CaO、MgO、SiO2以及过渡金属和稀土金属氧化物为添加剂。它能在较低温度下烧成,在呈微结构中一般会有10%(体积) 的玻璃相和次晶相,在CaO-Al2O3_SiO2系相图中,最低共溶相温度为1495℃,当瓷料组成中SiO2/CaO比<2.16时,与刚玉共存的矿物是钙长石和六铝酸钙;而当SiO2/CaO>2.16时,则刚玉将与莫来石和钙长石共存。

MgO-Al2O3-SiO2系的优点是耐酸性好,结构中晶粒细小,但烧结温度要比CaO-Al2O3-SiO2偏高几度。引入物Y2O3、La2O3与之复合,可进一步降低烧成温度。

CaO-MgO-Al2O3-SiO2系兼具烧成温度低和晶粒小,组织结构较致密,抗酸碱腐蚀能力较强的特点。

95瓷还可添加BaO、BaO-Al2O-SiO2系具有瓷体表面光洁度好,耐酸碱腐蚀性好,体积电阻率高等优点。以Cr2O3、MnO2、TiO2等过渡金属氧化物作为添加剂,便生成着色95瓷,具有烧结温度低,机械强度高,耐磨性和金属封接性能好等特点。

75瓷中加入高岭土、膨润土、BaCO3、方解石、滑石、菱镁矿等作为添加物,它有两类,一类是以SiO2为主要添加物的瓷料,其主晶相除刚玉外,尚有一定量的莫来石相;另一类加入少量CaO,MgO,BaO等碱土金属氧化物,这类瓷料中的晶相仍以刚玉为多,莫来石热爱少。

性能优异的黑色氧化铝陶瓷是引入过渡元素Fe、Co、Ni、Cr、Mn、Ti、V等生成的。如在氧化铝瓷料中加入3%-4%上述部分过渡元素的混合物,即可烧制黑色氧化铝陶瓷。

难过的麦片
甜蜜的荔枝
2026-02-15 22:09:11

玻璃:Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2

陶瓷是混合物,成分特别多而复杂,而且根据陶瓷的产地不同成分也不同。其主要成分是Al2O3·SiO2,Ca2SiO3,Mg2SiO3,SiO2。

扩展资料:

玻璃是非晶无机非金属材料,一般是用多种无机矿物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等)为主要原料,另外加入少量辅助原料制成的。它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物。

陶瓷,是以天然粘土以及各种天然矿物为主要原料经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料的各种制品。以前人们把用陶土制作成的在专门的窑炉中高温烧制的物品称作陶瓷,陶瓷是陶器和瓷器的总称。陶瓷的传统概念是指所有以粘土等无机非金属矿物为原料的人工工业产品。它包括由粘土或含有粘土的混合物经混炼,成形,煅烧而制成的各种制品。由最粗糙的土器到最精细的精陶和瓷器都属于它的范围。对于它的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物(如粘土、石英等),因此与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业,同属于“硅酸盐工业”的范畴。

参考资料:玻璃-百度百科陶瓷-百度百科

紧张的火龙果
殷勤的蜜蜂
2026-02-15 22:09:11

这四种材料,均属于硅酸盐材料,所以SiO2都是组成原料。

虽说是原料但是根据不同的需求含量,SiO2的存在形式也不同,例如陶瓷SiO2有的在粘土中存在,玻璃要形成硅酸钠,水泥要形成C3S和C2S,耐火材料要形成硅酸盐化合物,比如莫来石等

所以,作用具体是什么,还要看你具体的陶瓷、和耐材是什么材料,而玻璃和水泥中,SiO2是关键原料。

望采纳!

斯文的红酒
舒适的耳机
2026-02-15 22:09:11
我国陶瓷原料矿物资源十分丰富,陶瓷原料矿点分布遍及全国各省、市、自治区。我国陶瓷企业在长期的开发利用实践中,积累了丰富的技术与经验,创造出很大的经济效益,其概述如下。 陶瓷粘土:如依据最新统计资料,全国已经探明的陶瓷粘土矿床达到180余处。其中高岭土矿床,湖南占全国的29%,其次有江苏、广东、江西、辽宁、福建等省,探明的储量均达到1000万吨以上。福建省龙岩发现了我国目前最大的高岭土矿,其储量高达5400万吨。瓷石的储量以江西和湖南最多,湖南醴陵马泥沟的储量达到1亿吨。陶土的储量中以新疆为最,仅塔士库一地陶土矿储量就达到1.7亿吨。另外还有吉林、江苏、江西等省集中了全国75%的陶土储量。作为可塑性陶瓷原料的粘土,可用于陶瓷坯体、釉色、色料等配方。高岭土原料除了用于生产陶瓷产品外,还被广泛用于造纸工业以及建筑材料中涂料的填料等多种用途。 石英:石英在地球上储量多,在陶瓷工业中属于非可塑性陶瓷原料,可用于陶瓷产品的坯体、釉料等配方。我国优质石英资源储量丰富,以湖南、江西、河北、福建等省最丰富。它们通常以水晶、脉石英、石英岩、石英砂岩、石英砂、燧石、硅藻土、海卵石及粉石英等形式存在。石英的化学成分主要是二氧化硅。石英是陶瓷坯体中的主要原料,它可以降低陶瓷泥料的可塑性,减小坯体的干燥收缩,缩短干燥时间,防止坯体变形。在烧成中,石英的加热膨胀可以部分抵消坯体的收缩;高温时石英成为坯体的骨架,与氧化铝共同生成莫来石,能够防止坯体发生软化变形;石英还能提高瓷器的白度与半透明度。石英在釉料中能够提高釉的熔融温度与粘度,减少釉的膨胀系数,也能够提高釉的机械强度、硬度、耐磨性与耐化学腐蚀性。 熔剂原料:通常指能够降低陶瓷坯釉烧成温度,促进产品烧结的原料。陶瓷工业常用的熔剂原料有长石 钾长石、钠长石 、方解石、白云石、滑石、萤石、含锂矿物等。我国长石资源分布于江西、湖南、福建、广西、广东、河南、河北、辽宁、内蒙等地。烧成前长石属于非可塑性原料,可以减少坯体收缩与变形,提高干坯强度。长石是坯釉的熔剂原料,在坯体中占有25%含量;在釉料中占50%的含量。长石的主要作用是降低烧成温度;在烧成中长石熔融玻璃可以充填坯体颗粒间空隙,并能促进熔融其他矿物原料;长石原料还可以使坯体质地致密,提高了陶瓷制品的机械强度、电气性能与半透明度。在各种陶瓷产品中,长石是一种不可缺少的常用的陶瓷原料。 碳酸盐类熔剂原料:作为主要的陶瓷熔剂原料,碳酸盐类熔剂原料品种非常多。它们有碳酸钙、方解石、大理石、白云石、菱镁矿 碳酸镁 、石灰岩等。碳酸盐类熔剂原料在我国分布面积很广。如方解石、石灰石,我国各地均有出产。石灰岩分布我国北方河北、内蒙、山西、陕西与大西南的四川、云南、广西、贵州等省区;出产方解石的地区有湖北鄂西咸丰、江西萍乡与景德镇、湖南湘潭;菱镁矿的主要产区集中在辽宁海城与营口,储量占全国80%以上,约为世界产量的四分之一。此外山东、河北、四川、甘肃、西藏、青海都产出菱镁矿原料。碳酸盐类熔剂原料的主要成分碳酸钙在陶瓷坯釉料中主要是发挥熔剂作用。尤其在陶瓷面砖中,使用石灰石、方解石、大理石,其用量在5~15%之间。用于釉料中可以增加釉的硬度与耐磨度;增加釉的抗腐蚀性;降低釉的高温粘度与增加釉的光泽度等优点。碳酸盐类熔剂原料在建筑卫生陶瓷产品中使用很多。 镁硅酸盐类原料:产地有辽宁、山东、内蒙、广西、湖南、云南等地。该类原料主要有滑石、蛇纹石及镁橄榄石。滑石在陶瓷工业中用途范围很广,可以生产白度高,透明度好的高档日用陶瓷产品、电瓷、及特种陶瓷制品。建筑卫生陶瓷坯料中加入滑石后,可以降低烧成温度,扩大烧成范围,提高产品的半透明与热稳定性。滑石加入到釉料中时,能够防止釉面的开裂,增加釉料的乳浊性。并能扩大釉料的烧成范围,提高成品率。 此外还有广东的萤石、霞石、锆石英,新疆的含锂矿物,东北地区的透辉石,遍布全国许多地区的硅灰石及磷酸盐类原料等,在我国的储量均非常丰富,许多原料可供使用上千年或上万年。这一资源优势既能够为继续推动我国陶瓷发展打下基础,又为我国发展陶瓷原料大批量出口,创造了丰厚的条件。 来源: http://www.dehuachina.com参考资料: http://www.dehuachina.com

激情的宝贝
安静的面包
2026-02-15 22:09:11
[1]二氧化硅又称硅石,化学式SiO₂。自然界中存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种。 沙状二氧化硅

结晶二氧化硅因晶体结构不同,分为石英、鳞石英和方石英三种。纯石英为无色晶体,大而透明棱柱状的石英叫水晶。若含有微量杂质的水晶带有不同颜色,有紫水晶、茶晶、墨晶等。普通的砂是细小的石英晶体,有黄砂(较多的铁杂质)和白砂(杂质少、较纯净)。二氧化硅晶体中,硅原子的4个价电子与4个氧原子形成4个共价键,硅原子位于正四面体的中心,4个氧原子位于正四面体的4个顶角上,SiO₂是表示组成的最简式,仅是表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比。二氧化硅是原子晶体。 SiO₂中Si—O键的键能很高,熔点、沸点较高(熔点1723℃,沸点2230℃)。 自然界存在的硅藻土是无定形二氧化硅,是低等水生植物硅藻的遗体,为白色固体或粉末状,多孔、质轻、松软的固体,吸附性强。

化学性质

化学性质比较稳定。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。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[2],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 酸氧通性: 二氧化硅与碱性氧化物 SiO₂ + CaO =(高温) CaSiO3 二氧化硅能溶于浓热的强碱溶液: SiO₂ + 2NaOH = Na2SiO3+ H₂O (盛碱的试剂瓶不能用玻璃塞而用橡胶塞的原因) 在高温下,二氧化硅能被碳、镁、铝还原: SiO₂+2C=(高温)Si+2CO↑ 若c过量,则发生反应: Si+C=高温=SiC(金刚砂) 硅酸酸酐:二氧化硅(SiO2)。  二氧化硅不与水反应,即与水接触不生成硅酸,但人为规定二氧化硅为硅酸的酸酐。

编辑本段存在形态

结构

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,但它却表现出短的有序结构,它的结构可认为是4个氧原子位于四面体的顶点上。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。

形态

根据形态可分为硅石、沉淀法二氧化硅、气相法二氧化硅、硅胶 无定形二氧化硅

、无定形二氧化硅。

编辑本段矿物介绍

二氧化硅矿物是指化学式相同(SiO₂),但结构有差异的矿物,这些矿物统称为类质异像体,主要包括石英、方石英和鳞石英。这些矿物在地球上主要存于花岗岩、砂岩和黑硅岩中,而月球上几乎缺乏,主要原因是:化学成分演化上,月球形成一个低硅、高铝的月壳,高硅的花岗质岩石极为稀少;月球在演化上缺乏像地球一样有一个可以结晶出二氧化硅矿物的水系和热水体系。尽管二氧化硅矿物在月球岩石上极为稀少,但对月球岩石的分类和成因的研究具有重要的作用。 二氧化硅抗结剂

月球上的石英矿物最早是在几块类花岗岩碎处中发现的,在霏细岩中同时也充填了不少方石英矿物,从其微细结构和成分的分析表明,这些石英实际上是由方石英变化过来的。后来在粗晶状的月球花岗岩碎块中也发现有石英矿物,根据其同位素的分析结果,这些矿物是41亿年左右,在较深的环境下结晶形成的,说明这些石英不是在岩浆岩形成期间结晶形成的。 月海武岩中的二氧化硅矿物绝大多数是方石英,体积百分数最多可达5%,几乎没有石英矿物,只有在细晶状月海玄武岩中才存在少量的石英矿物,这些方石英具有典型的双晶结构表明:在熔浆冷却过程中,从高温到低温条件下形成的方石英都有。另外,在一些粗晶状的月海玄武岩中也同时存在方石英和鳞石英,但从结构特征看,方石英是由鳞石英转变的,因为鳞石英一般是镶嵌在于不规则的颗粒之间。

编辑本段药物分析

方法名称: 三硅酸镁—二氧化硅的测定—重量法 应用范围: 本方法采用重量法测定三硅酸镁中二氧化硅的含量。 本方法适用于三硅酸镁。 方法原理: 供试品加硫酸与硝酸作用完全后加稀硫酸与水,将残渣置铂坩埚中炽灼灰化,残渣用水湿润,加氢氟酸与硫酸,蒸干,炽灼后放冷,减失的重量即二氧化硅的重量。 试剂: 1. 硫酸 2. 稀硫酸 3. 硝酸 4. 氢氟酸 仪器设备: 1. 瓷皿 2. 铂坩埚 试样制备: 1.稀硫酸 取硫酸57mL,加水稀释至1000mL。 操作步骤: 取供试品约0.4g,精密称定,置瓷皿中,加硫酸3mL与硝酸5mL的混合液,待作用完全,置砂浴上蒸干,放冷,加稀硫酸10mL与水100mL,煮沸使镁盐溶解,上层液用倾泻法经无灰滤纸滤过,残渣用倾泻法以热水洗涤3次,洗液一并滤过,最后将残渣移置滤纸上,用热水洗涤,将残渣连同滤纸置铂坩埚中,干燥,炽灼灰化后,再炽灼30分钟,放冷,精密称定。再将残渣用水湿润,加氢氟酸3mL与硫酸3滴,蒸干,炽灼5分钟,放冷,精密称定,减失的重量即得供试量中含二氧化硅(SiO₂)的重量。 参考文献: 中华人民共和国药典,国家药典委员会编,化学工业出版社,2005年版,二部,p.23。

编辑本段测定介绍

动物胶凝聚重量法

·试剂 无水碳酸钠(固体) 盐酸(比重1.19)1%动物胶水溶液取1克动物胶溶于100毫升热水中(随配随用)。热盐酸洗液(5:95%) ·操作步骤 精确称取研细并在105-110℃干燥过的试样0.5-1克于铂坩埚中,称取无水碳酸钠约6-8倍试样重,将2/3加坩埚和试样搅拌均匀,留下的无水碳酸钠铺于混合物表面,盖上坩埚盖,开始用小火烘烧10-25分钟,然后用大火灼烧30分钟。待其冷却后,用热水将熔融物 医用二氧化硅

洗入500毫升烧杯内,铂坩埚用1:1稀盐酸洗净,洗液并入烧杯,盖好表面皿,徐徐加入比重1.19的浓盐酸15-20毫升,将烧杯置于水浴上蒸发至湿盐状,再加入10毫升浓盐酸,放置过夜(如工作急需,在加入盐酸后可加热近沸,稍冷,按下述手续进行)。将烧杯置于60-70℃水浴中,当杯中液体到达水浴的温度时,加入新鲜配制的1%动物胶溶液10毫升,同时用玻璃棒剧烈搅拌4-5分钟,再在水浴中保温10分钟。然后将烧杯取出,待其冷却后用中速无灰滤纸过滤于250毫升容量瓶中,用5:95热盐酸洗涤烧杯4-5次,并将二氧化硅沉淀及氯化钠等盐的晶体尽可能全部移入滤纸内。然后用带有橡皮头的玻璃棒擦净烧杯,将橡皮头上所沾的沉淀用5:95热盐酸洗入滤纸上,沉淀继续用5:95的热盐酸溶液洗至接近无铁离子(沉淀呈白色或洗液无黄色),最后用热水洗涤3-4次。 将滤液和洗液混匀,冷却至室温,用水稀释至刻度摇匀,以备测定Al₂O3、Fe₂O3、TiO₂、MnO₂、CaO、MgO等将滤纸连同沉淀置于已在900-1000℃灼烧至恒重的铂坩埚中,先在酒精灯上用小火将滤纸灰化至沉淀物为白色,然后在煤气喷灯或酒精喷灯上灼烧30分钟左右(或放入高温电炉中,逐渐升温至900-950℃保温30分钟)。取出稍冷后,移入干燥器内,冷却至室温后称重,再灼烧至恒重。

重量法与比色法联用

·试剂 盐酸(比重1.19),硫酸(比重1.84),硝酸(比重1.42),氢氟酸(40%)10%氢氧化钠溶液取氢氧化钠10克溶于水中,冷却后稀释至100毫升,混匀,移入塑料瓶中贮存。 硼酸10%酒石酸溶液将10克酒石酸溶于水中,稀释至100毫升,混匀,移入塑料瓶中贮存。对硝基苯酚指示剂取对硝基苯酚0.5克溶于100毫升乙醇中。8%钼酸铵溶液称取8克钼酸铵溶于100毫升水中,贮于塑料瓶中,过滤使用,如出现沉淀则不可使用。5%抗坏血酸溶液取5克抗坏血酸溶于100毫升水中,贮存于塑料瓶中,一周后更换新鲜溶液。95%乙醇甲醇2%氟化钾溶液取氟化钾2克溶于水中稀释至100毫升(贮于塑料瓶中)。2%硼酸溶液取硼酸2克溶于水中稀释至100毫升。 二氧化硅贮备液(1毫升含0.5毫克二氧化硅)准确称取在1000℃灼烧两小时的二氧化硅(99.99%)0.5克于铂坩埚中,加入无水碳酸钠5克拌匀,在1000℃中熔融5分钟,取出冷却。在500毫升烧杯中,用沸水浸出,冷却。移入1000毫升容量瓶中稀释在至刻度,摇匀。二氧化硅标准液(1毫升含0.01毫克二氧化硅)取上述贮备液10毫升,稀释至500毫升容量瓶中。 ·操作步骤 主量二氧化硅的测定:精确称取105-110℃干燥过的试样0.5-1克于铂金坩埚中,加入4克无水碳酸钠,混匀,上面再覆盖1克,置于高温沪中,于1000℃熔融15-20分钟,取出坩埚,冷却后移入瓷蒸发皿内。用少许盐酸(1:1)洗净坩埚盖,盖上表面皿,加开水20毫升,盐酸(1:1)30毫升,硫酸(1:1)10滴。待试样分解后,用热水洗净坩埚,将瓷蒸发皿移到沸水浴上,间歇搅拌,蒸发至干。用平头玻璃棒小心压碎结块,再蒸至无盐酸味,然后移入恒温箱内,于110℃保温1小时,使其脱水完全。取出冷却后,加入10毫升盐酸(比重1.19),在沸水浴上放置10分钟,用中速定量滤纸过滤于500毫升容量瓶中,用1:19热盐酸洗涤沉淀,并用带有橡皮头的玻璃棒擦净蒸发皿,冲洗5次,使转移完全。再用热水洗沉于无氯离子,大约6-8次即可。将沉淀移入铂坩埚内,加盖盖好并留一条缝隙,先低温灰化,然后入入高温炉内,1100℃灼烧半小时,称至恒重(两次称重差≤0.0004g),加入少许水润湿已恒重的沉淀,加入5滴硫酸(1:1),10毫升氢氟酸(40%),先小火,然后逐渐升温至开始冒烟,取下冷却,再加入2-3滴硫酸(1:1),10毫升氢氟酸,蒸发至白烟逸尽。移入1100℃高温炉中灼烧30分钟,冷却称得。如残渣超出10毫克,则分析无效,重新称样测定。用1克焦硫酸钾熔融残渣,加入几滴稀盐酸浸取,加热溶解后,洗入三液中,用水稀释至容量瓶刻度以备测定残余二氧化硅和其他成分。 ·计算 主量二氧化硅按下式计算:式中SiO2(m1)一一脱水法测得的主量二氧化硅;M1一一沉淀与坩埚重量,克;M2一一残渣与坩埚重量,克;G一一称取的试样重量,克。滤液中残余硅的测定(钼蓝比色法):准确吸取备用试液(分离二氧化硅后的滤液)10毫升于塑料杯中,同时吸取一份空白滤液同样操作。加入氟化钠(2%)5毫升,混匀,放置10分钟,加入硼酸溶液(2%)5毫升,摇匀,加对硝基苯酚指示剂一滴,用氢氧化钠逐滴中和至黄色,然后用盐酸(2N)中和至黄色消失,再过量5毫升,加钼酸铵(8%)4毫升,乙醇8毫升,摇匀,于20-40℃放置15分钟,然后加入20毫升盐酸(1:1),酒石酸(10%)5毫升,立即加入抗坏血酸5毫升。移入100毫升容量瓶中,稀释至刻度,摇匀。从加还原剂开始计算,1小时后,以蒸馏水为参比,在72型分光光度计上,于波长650纳米,2厘米比色槽测定消光值。减去空白,然后在标准曲线上查出相应量,计算出试样及残余硅的百分含量。 标准曲线的绘制:用滴定管分取标准硅溶液(每毫升含二氧化硅0.01毫克)3、5、7、9、11、13毫升于塑料杯中,然后按上述操作方法操作。以消光值与相应浓度含量绘制标准曲线。 残余二氧化硅含量的计算:式中SiO2(m2)一一滤液中残余SiO2的含量;A一一从标准曲线中查出SiO2量,克G一一称取试样重量,克二氧化硅总量计算:SiO2(总)%=SiO2(m1)%+SiO2(m2)%

编辑本段应用

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。 二氧化硅

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。

玻璃及玻璃刻字

[1]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。 特殊用途:玻璃刻字:先在玻璃瓶上涂一层石蜡,再用锐器刻上字,再用氢氟酸在刻字的蜡上涂抹一遍,.稍等片刻字迹即可显现出来。原理:氢氟酸腐蚀二氧化硅。

陶瓷及耐火材料

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。

冶金

硅金属、硅铁合金和硅铝合金等的原料或添加剂、熔剂。

建筑

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。

化工

硅化合物和水玻璃等的原料,硫酸塔的填充物,无定形二氧化硅可作为吸附剂来使用。

机械

铸造型砂的主要原料,研磨材料(喷砂、硬研磨纸、砂纸、砂布等)。.

电子

高纯度金属硅、通讯用光纤等。

橡胶、塑料

在橡胶中添加二氧化硅,可提高橡胶的耐磨度。 可降低轮胎滚动阻力的同时可改善轮胎的耐磨性和抗湿滑性。 使用二氧化硅的胶料拉伸强度、撕裂强度、耐磨性等均有提高。

涂料

填料(可提高涂料的耐候性)、可用来生产消光剂,亦可以作为涂料增稠剂。

食品、药品

在食品工业中主要用于防止粉状食品聚集结块,以保持自由流动的一类食品添加剂或用于吸附液态的香料、油脂、维生素等,使之成为粉末状,如粉末油脂、固体香料和固体酒之类制品。(例:奶粉) 在药品生产中可作为助流剂、催化剂载体等。

编辑本段危害

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。 二氧化硅粉末

二氧化硅的粉尘极细,比表面积达到100㎡/g以上可以悬浮在空气中,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)。 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。 因此,在这些粉尘较多的工作场所,应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。词条图册更多图册 词条图片(7张)

聪慧的羽毛
醉熏的柠檬
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(1)硅藻土中含有少量Fe2O3、Al2O3及有机物等杂质,除去有机杂质可以采用煅烧的方法,故答案为:除去有机杂质;

(2)二氧化硅和氧化铝均能和强碱反应,方程式为:SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O,Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O,故答案为:SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O,Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O;

(3)化学反应遵循强酸制弱酸的规律,所以H2SO4能和Na2SiO3反应,方程式为:Na2SiO3+H2SO4═Na2SO4+H2SiO3↓,故答案为:Na2SiO3+H2SO4═Na2SO4+H2SiO3↓;

(4)根据图示的流程,当沉淀时加入粒子阻隔剂(或加入硅酸钠和水调浓度)可以控制二氧化硅粒子直径,故答案为:沉淀时加入粒子阻隔剂(或加入硅酸钠和水调浓度).