Что такое кристаллический кремнезем?
Кристаллический кремнезем - это научное название химического соединения, SiO 2 , обнаруженного во всех регионах Земли и во всех слоях в геологической записи. Он использовался во многих отраслях промышленности на протяжении тысячелетий, начиная с древнего Египта. Наиболее распространенной формой кристаллического кремнезема является кварц.
Кремнезем не следует путать с кремнием, силикатами или силиконом. Кремний является элементом Si, который вместе с кислородом составляет кремнезем. Кремний является вторым по распространенности элементом на земле после кислорода. Силикаты также образуются путем сочетания кремния и кислорода, но также включают металл в своем химическом составе. Силиконы - это полимеры, синтетические соединения.
В двух формах кремнезем может быть кристаллическим или аморфным. Для того чтобы кремнезем был кристаллическим, его молекулы должны быть расположены в трехмерном повторяющемся порядке. Аморфный кремнезем не имеет кристаллической структуры. Опалы являются разновидностью некристаллического кремнезема.
Поскольку он является полиморфным, кристаллический кремнезем можно найти в более чем одном состоянии. Существует семь полиморфов или форм SiO 2 . Четыре из этих типов чрезвычайно редки. Другие три - кварц, кристобалит и тридимит - встречаются обычно.
Кварц также имеет два состояния, альфа и бета. Альфа-кварц обычно встречается в природе. Когда кварц нагревают до температуры 1063,4 ° F (573 ° C), он превращается в бета-кварц. Производственные процессы создают это изменение, но молния или метеоры также могут завершить процесс.
Компонент почвы и песка, кристаллический кремнезем, часто используется в производстве стекла. При нагревании песок, содержащий SiO 2, затвердевает в стекло. Первое зарегистрированное производство стекла было в Египте около 5000 лет назад.
В дополнение к песку кристаллический кремнезем содержится в каждом типе горных пород. Магматические породы имеют наименьшее количество кварца по сравнению с осадочными или метаморфическими породами. Магматическая порода, изготовленная из лавы, содержит кремний, кислород и металлы, поэтому обычно образуется кремний. Если избыток кремния и кислорода останется после истощения металла, также будет образовываться кварц. Около 12 процентов магматических пород представляют собой SiO 2 .
Кристаллический кремнезем используется во многих отраслях промышленности, а также в керамике, стекловарении, а также для изготовления пластиковых и резиновых наполнителей. Кроме того, он содержится в бетоне, граните, песчанике и других видах камней. Многие известные структуры, такие как Белый дом в Вашингтоне, округ Колумбия, содержат кристаллический кремнезем.
Работа с кристаллическим кремнеземом может быть опасной. Пыль, образующаяся при сверлении или резке кварца, легко вдыхается и вызывает силикоз, который создает рубцовую ткань в легких и делает больного человека более восприимчивым к другим заболеваниям легких, таким как туберкулез. При работе с этим материалом следует соблюдать особую осторожность.