stringtranslate.com

Silicon dioxide

Silicon dioxide, also known as silica, is an oxide of silicon with the chemical formula SiO2, commonly found in nature as quartz.[5][6] In many parts of the world, silica is the major constituent of sand. Silica is one of the most complex and abundant families of materials, existing as a compound of several minerals and as a synthetic product. Examples include fused quartz, fumed silica, opal, and aerogels. It is used in structural materials, microelectronics, and as components in the food and pharmaceutical industries. All forms are white or colorless, although impure samples can be colored.

Silicon dioxide is a common fundamental constituent of glass.

Structure

Structural motif found in α-quartz, but also found in almost all forms of silicon dioxide
Typical subunit for low pressure silicon dioxide
Relationship between refractive index and density for some SiO2 forms[7]

In the majority of silicon dioxides, the silicon atom shows tetrahedral coordination, with four oxygen atoms surrounding a central Si atom (see 3-D Unit Cell). Thus, SiO2 forms 3-dimensional network solids in which each silicon atom is covalently bonded in a tetrahedral manner to 4 oxygen atoms.[8][9] In contrast, CO2 is a linear molecule. The starkly different structures of the dioxides of carbon and silicon are a manifestation of the double bond rule.[10]

Based on the crystal structural differences, silicon dioxide can be divided into two categories: crystalline and non-crystalline (amorphous). In crystalline form, this substance can be found naturally occurring as quartz, tridymite (high-temperature form), cristobalite (high-temperature form), stishovite (high-pressure form), and coesite (high-pressure form). On the other hand, amorphous silica can be found in nature as opal and diatomaceous earth. Quartz glass is a form of intermediate state between these structures.[11]

All of these distinct crystalline forms always have the same local structure around Si and O. In α-quartz the Si–O bond length is 161 pm, whereas in α-tridymite it is in the range 154–171 pm. The Si–O–Si angle also varies between a low value of 140° in α-tridymite, up to 180° in β-tridymite. In α-quartz, the Si–O–Si angle is 144°.[12]

Polymorphism

Alpha quartz is the most stable form of solid SiO2 at room temperature. The high-temperature minerals, cristobalite and tridymite, have both lower densities and indices of refraction than quartz. The transformation from α-quartz to beta-quartz takes place abruptly at 573 °C. Since the transformation is accompanied by a significant change in volume, it can easily induce fracturing of ceramics or rocks passing through this temperature limit.[13] The high-pressure minerals, seifertite, stishovite, and coesite, though, have higher densities and indices of refraction than quartz.[14] Stishovite has a rutile-like structure where silicon is 6-coordinate. The density of stishovite is 4.287 g/cm3, which compares to α-quartz, the densest of the low-pressure forms, which has a density of 2.648 g/cm3.[15] The difference in density can be ascribed to the increase in coordination as the six shortest Si–O bond lengths in stishovite (four Si–O bond lengths of 176 pm and two others of 181 pm) are greater than the Si–O bond length (161 pm) in α-quartz.[16]The change in the coordination increases the ionicity of the Si–O bond.[17]

Faujasite silica, another polymorph, is obtained by the dealumination of a low-sodium, ultra-stable Y zeolite with combined acid and thermal treatment. The resulting product contains over 99% silica, and has high crystallinity and specific surface area (over 800 m2/g). Faujasite-silica has very high thermal and acid stability. For example, it maintains a high degree of long-range molecular order or crystallinity even after boiling in concentrated hydrochloric acid.[18]

Molten SiO2

Molten silica exhibits several peculiar physical characteristics that are similar to those observed in liquid water: negative temperature expansion, density maximum at temperatures ~5000 °C, and a heat capacity minimum.[19] Its density decreases from 2.08 g/cm3 at 1950 °C to 2.03 g/cm3 at 2200 °C.[20]

Molecular SiO2

The molecular SiO2 has a linear structure like CO2. It has been produced by combining silicon monoxide (SiO) with oxygen in an argon matrix. The dimeric silicon dioxide, (SiO2)2 has been obtained by reacting O2 with matrix isolated dimeric silicon monoxide, (Si2O2). In dimeric silicon dioxide there are two oxygen atoms bridging between the silicon atoms with an Si–O–Si angle of 94° and bond length of 164.6 pm and the terminal Si–O bond length is 150.2 pm. The Si–O bond length is 148.3 pm, which compares with the length of 161 pm in α-quartz. The bond energy is estimated at 621.7 kJ/mol.[21]

Natural occurrence

Geology

SiO2 is most commonly encountered in nature as quartz, which comprises more than 10% by mass of the Earth's crust.[22] Quartz is the only polymorph of silica stable at the Earth's surface. Metastable occurrences of the high-pressure forms coesite and stishovite have been found around impact structures and associated with eclogites formed during ultra-high-pressure metamorphism. The high-temperature forms of tridymite and cristobalite are known from silica-rich volcanic rocks. In many parts of the world, silica is the major constituent of sand.[23]

Biology

Even though it is poorly soluble, silica occurs in many plants such as rice. Plant materials with high silica phytolith content appear to be of importance to grazing animals, from chewing insects to ungulates. Silica accelerates tooth wear, and high levels of silica in plants frequently eaten by herbivores may have developed as a defense mechanism against predation.[24][25]

Silica is also the primary component of rice husk ash, which is used, for example, in filtration and as supplementary cementitious material (SCM) in cement and concrete manufacturing.[26]

Silicification in and by cells has been common in the biological world and it occurs in bacteria, protists, plants, and animals (invertebrates and vertebrates).[27]

Prominent examples include:

Uses

Structural use

About 95% of the commercial use of silicon dioxide (sand) occurs in the construction industry, e.g. for the production of concrete (Portland cement concrete).[22]

Certain deposits of silica sand, with desirable particle size and shape and desirable clay and other mineral content, were important for sand casting of metallic products.[33] The high melting point of silica enables it to be used in such applications such as iron casting; modern sand casting sometimes uses other minerals for other reasons.

Crystalline silica is used in hydraulic fracturing of formations which contain tight oil and shale gas.[34]

Precursor to glass and silicon

Silica is the primary ingredient in the production of most glass. As other minerals are melted with silica, the principle of freezing point depression lowers the melting point of the mixture and increases fluidity. The glass transition temperature of pure SiO2 is about 1475 K.[35] When molten silicon dioxide SiO2 is rapidly cooled, it does not crystallize, but solidifies as a glass.[36] Because of this, most ceramic glazes have silica as the main ingredient.[37]

The structural geometry of silicon and oxygen in glass is similar to that in quartz and most other crystalline forms of silicon and oxygen with silicon surrounded by regular tetrahedra of oxygen centres. The difference between the glass and crystalline forms arises from the connectivity of the tetrahedral units: Although there is no long-range periodicity in the glassy network ordering remains at length scales well beyond the SiO bond length. One example of this ordering is the preference to form rings of 6-tetrahedra.[38]

The majority of optical fibers for telecommunication are also made from silica. It is a primary raw material for many ceramics such as earthenware, stoneware, and porcelain.

Silicon dioxide is used to produce elemental silicon. The process involves carbothermic reduction in an electric arc furnace:[39]

Fumed silica

Fumed silica, also known as pyrogenic silica, is prepared by burning SiCl4 in an oxygen-rich hydrogen flame to produce a "smoke" of SiO2.[15]

It can also be produced by vaporizing quartz sand in a 3000 °C electric arc. Both processes result in microscopic droplets of amorphous silica fused into branched, chainlike, three-dimensional secondary particles which then agglomerate into tertiary particles, a white powder with extremely low bulk density (0.03-0.15 g/cm3) and thus high surface area.[40] The particles act as a thixotropic thickening agent, or as an anti-caking agent, and can be treated to make them hydrophilic or hydrophobic for either water or organic liquid applications.

Manufactured fumed silica with maximum surface area of 380 m2/g

Silica fume is an ultrafine powder collected as a by-product of the silicon and ferrosilicon alloy production. It consists of amorphous (non-crystalline) spherical particles with an average particle diameter of 150 nm, without the branching of the pyrogenic product. The main use is as pozzolanic material for high performance concrete. Fumed silica nanoparticles can be successfully used as an anti-aging agent in asphalt binders.[41]

Food, cosmetic, and pharmaceutical applications

Silica, either colloidal, precipitated, or pyrogenic fumed, is a common additive in food production. It is used primarily as a flow or anti-caking agent in powdered foods such as spices and non-dairy coffee creamer, or powders to be formed into pharmaceutical tablets.[40] It can adsorb water in hygroscopic applications. Colloidal silica is used as a fining agent for wine, beer, and juice, with the E number reference E551.[22]

In cosmetics, silica is useful for its light-diffusing properties[42] and natural absorbency.[43]

Diatomaceous earth, a mined product, has been used in food and cosmetics for centuries. It consists of the silica shells of microscopic diatoms; in a less processed form it was sold as "tooth powder".[44][45] Manufactured or mined hydrated silica is used as the hard abrasive in toothpaste.

Semiconductors

Silicon dioxide is widely used in the semiconductor technology:

Because silicon dioxide is a native oxide of silicon it is more widely used compared to other semiconductors like gallium arsenide or indium phosphide.

Silicon dioxide could be grown on a silicon semiconductor surface.[46] Silicon oxide layers could protect silicon surfaces during diffusion processes, and could be used for diffusion masking.[47][48]

Surface passivation is the process by which a semiconductor surface is rendered inert, and does not change semiconductor properties as a result of interaction with air or other materials in contact with the surface or edge of the crystal.[49][50] The formation of a thermally grown silicon dioxide layer greatly reduces the concentration of electronic states at the silicon surface.[50] SiO2 films preserve the electrical characteristics of p–n junctions and prevent these electrical characteristics from deteriorating by the gaseous ambient environment.[48] Silicon oxide layers could be used to electrically stabilize silicon surfaces.[47] The surface passivation process is an important method of semiconductor device fabrication that involves coating a silicon wafer with an insulating layer of silicon oxide so that electricity could reliably penetrate to the conducting silicon below. Growing a layer of silicon dioxide on top of a silicon wafer enables it to overcome the surface states that otherwise prevent electricity from reaching the semiconducting layer.[49][51]

Процесс пассивации поверхности кремния термическим окислением (диоксид кремния) имеет решающее значение для полупроводниковой промышленности . Он обычно используется для производства полевых транзисторов металл-оксид-полупроводник (МОП-транзисторы) и кремниевых интегральных микросхем (с планарным процессом ). [49] [51]

Другой

В качестве пеногасящего компонента используется гидрофобный диоксид кремния .

В качестве огнеупорного материала он полезен в виде волокна в качестве высокотемпературной теплозащитной ткани. [52]

Кремний используется при извлечении ДНК и РНК благодаря своей способности связываться с нуклеиновыми кислотами в присутствии хаотропов . [53]

Аэрогель из силиката использовался в космическом аппарате Stardust для сбора внеземных частиц. [54]

Чистый кремний (диоксид кремния), охлажденный в виде плавленого кварца и превратившийся в стекло, не имеющее истинной температуры плавления, может использоваться в качестве стекловолокна для стеклопластика.

Производство

Диоксид кремния в основном добывают путем добычи, включая добычу песка и очистку кварца . Кварц подходит для многих целей, в то время как химическая обработка требуется для получения более чистого или иного более подходящего (например, более реактивного или мелкозернистого) продукта. [55] [56]

Осажденный кремнезем

Осажденный кремнезем или аморфный кремнезем получают путем подкисления растворов силиката натрия . Желатиновый осадок или силикагель сначала промывают, а затем обезвоживают для получения бесцветного микропористого кремнезема. [15] Идеализированное уравнение, включающее трисиликат и серную кислоту , выглядит следующим образом:

Примерно один миллиард килограммов/год (1999) кремния было произведено таким образом, в основном для использования в полимерных композитах – шинах и подошвах обуви. [22]

На микрочипах

Тонкие пленки кремния растут спонтанно на кремниевых пластинах посредством термического окисления , образуя очень тонкий слой толщиной около 1 нм или 10 Å так называемого собственного оксида. [57] Более высокие температуры и альтернативные среды используются для выращивания хорошо контролируемых слоев диоксида кремния на кремнии, например, при температурах от 600 до 1200 °C, используя так называемое сухое окисление с помощью O 2

или мокрое окисление с H 2 O. [58] [59]

The native oxide layer is beneficial in microelectronics, where it acts as electric insulator with high chemical stability. It can protect the silicon, store charge, block current, and even act as a controlled pathway to limit current flow.[60]

Laboratory or special methods

From organosilicon compounds

Many routes to silicon dioxide start with an organosilicon compound, e.g., HMDSO,[61] TEOS. Synthesis of silica is illustrated below using tetraethyl orthosilicate (TEOS).[62] Simply heating TEOS at 680–730 °C results in the oxide:

Similarly TEOS combusts around 400 °C:

TEOS undergoes hydrolysis via the so-called sol-gel process. The course of the reaction and nature of the product are affected by catalysts, but the idealized equation is:[63]

Other methods

Being highly stable, silicon dioxide arises from many methods. Conceptually simple, but of little practical value, combustion of silane gives silicon dioxide. This reaction is analogous to the combustion of methane:

However the chemical vapor deposition of silicon dioxide onto crystal surface from silane had been used using nitrogen as a carrier gas at 200–500 °C.[64]

Chemical reactions

Silicon dioxide is a relatively inert material (hence its widespread occurrence as a mineral). Silica is often used as inert containers for chemical reactions. At high temperatures, it is converted to silicon by reduction with carbon.

Fluorine reacts with silicon dioxide to form SiF4 and O2 whereas the other halogen gases (Cl2, Br2, I2) are unreactive.[15]

Most forms of silicon dioxide are attacked ("etched") by hydrofluoric acid (HF) to produce hexafluorosilicic acid:[12]

SiO2 + 6 HF → H2SiF6 + 2 H2O

Stishovite does not react to HF to any significant degree.[65] HF is used to remove or pattern silicon dioxide in the semiconductor industry.

Диоксид кремния действует как кислота Люкса-Флуда , будучи способным реагировать с основаниями при определенных условиях. Поскольку он не содержит водорода, негидратированный кремний не может напрямую действовать как кислота Бренстеда-Лоури . В то время как диоксид кремния плохо растворяется в воде при низком или нейтральном pH (обычно 2 × 10−4 M для кварца и до 10−3 M для криптокристаллического халцедона ) , сильные основания реагируют со стеклом и легко растворяют его. Поэтому сильные основания необходимо хранить в пластиковых бутылках, чтобы избежать заклинивания крышки бутылки, сохранить целостность реципиента и избежать нежелательного загрязнения силикатными анионами. [66]

Диоксид кремния растворяется в горячей концентрированной щелочи или расплавленном гидроксиде, как описано в этом идеализированном уравнении: [15]

Диоксид кремния нейтрализует основные оксиды металлов (например, оксид натрия , оксид калия , оксид свинца (II) , оксид цинка или смеси оксидов, образуя силикаты и стекла, поскольку связи Si-O-Si в кремнеземе последовательно разрываются). [12] Например, реакция оксида натрия и SiO 2 может привести к образованию ортосиликата натрия , силиката натрия и стекол в зависимости от пропорций реагентов: [15]

.

Примеры таких стекол имеют коммерческое значение, например, натриево-известковое стекло , боросиликатное стекло , свинцовое стекло . В этих стеклах кремний называется сеткообразователем или решеткообразователем. [12] Реакция также используется в доменных печах для удаления примесей песка в руде путем нейтрализации оксидом кальция , образуя шлак силиката кальция .

Пучок оптических волокон , состоящий из высокочистого кремния

Диоксид кремния реагирует при нагревании с обратным холодильником в атмосфере азота с этиленгликолем и основанием щелочного металла , образуя высокореакционные пентакоординированные силикаты, которые обеспечивают доступ к широкому спектру новых соединений кремния. [67] Силикаты по существу нерастворимы во всех полярных растворителях, за исключением метанола .

Диоксид кремния реагирует с элементарным кремнием при высоких температурах, образуя SiO: [12]

Растворимость в воде

The solubility of silicon dioxide in water strongly depends on its crystalline form and is three to four times higher for amorphous silica than quartz; as a function of temperature, it peaks around 340 °C (644 °F).[68] This property is used to grow single crystals of quartz in a hydrothermal process where natural quartz is dissolved in superheated water in a pressure vessel that is cooler at the top. Crystals of 0.5–1  kg can be grown for 1–2 months.[12] These crystals are a source of very pure quartz for use in electronic applications.[15] Above the critical temperature of water 647.096 K (373.946 °C; 705.103 °F) and a pressure of 22.064 megapascals (3,200.1 psi) or higher, water is a supercritical fluid and solubility is once again higher than at lower temperatures.[69]

Health effects

Quartz sand (silica) as main raw material for commercial glass production

Silica ingested orally is essentially nontoxic, with an LD50 of 5000 mg/kg (5 g/kg).[22] A 2008 study following subjects for 15 years found that higher levels of silica in water appeared to decrease the risk of dementia. An increase of 10 mg/day of silica in drinking water was associated with a reduced risk of dementia of 11%.[70]

Inhaling finely divided crystalline silica dust can lead to silicosis, bronchitis, or lung cancer, as the dust becomes lodged in the lungs and continuously irritates the tissue, reducing lung capacities.[71] When fine silica particles are inhaled in large enough quantities (such as through occupational exposure), it increases the risk of systemic autoimmune diseases such as lupus[72] and rheumatoid arthritis compared to expected rates in the general population.[73]

Occupational hazard

Silica is an occupational hazard for people who do sandblasting or work with powdered crystalline silica products. Amorphous silica, such as fumed silica, may cause irreversible lung damage in some cases but is not associated with the development of silicosis. Children, asthmatics of any age, those with allergies, and the elderly (all of whom have reduced lung capacity) can be affected in less time.[74]

Кристаллический кремнезем представляет собой профессиональную опасность для тех, кто работает с каменными столешницами, поскольку процесс резки и установки столешниц создает большое количество переносимого по воздуху кремнезема. [75] Кристаллический кремнезем, используемый при гидроразрыве пласта, представляет опасность для здоровья рабочих. [34]

Патофизиология

В организме кристаллические частицы кремния не растворяются в течение клинически значимых периодов. Кристаллы кремния внутри легких могут активировать инфламмасому NLRP3 внутри макрофагов и дендритных клеток и тем самым приводить к выработке интерлейкина , высоко провоспалительного цитокина в иммунной системе. [76] [77] [78]

Регулирование

Правила, ограничивающие воздействие кремнезема «в связи с опасностью силикоза», указывают, что они касаются только кремнезема, который является как кристаллическим, так и пылеобразующим. [79] [80] [81] [82] [83] [84]

В 2013 году Управление по охране труда и промышленной гигиене США снизило предел воздействия до 50 мкг /м3 воздуха . До 2013 года оно допускало 100 мкг/м3 , а для строительных рабочих даже 250 мкг/м3 . [ 34] В 2013 году Управление по охране труда и промышленной гигиене также потребовало «зеленого завершения» скважин с гидроразрывом пласта для снижения воздействия кристаллического кремния и ограничения предела воздействия. [34]

Кристаллические формы

SiO 2 , более чем любой другой материал, существует во многих кристаллических формах. Эти формы называются полиморфами .

Безопасность

Вдыхание мелкодисперсного кристаллического кремния может привести к тяжелому воспалению легочной ткани , силикозу , бронхиту , раку легких и системным аутоиммунным заболеваниям , таким как волчанка и ревматоидный артрит . Вдыхание аморфного диоксида кремния в высоких дозах приводит к непостоянному кратковременному воспалению, при котором все эффекты заживают. [100]

Другие имена

В этом расширенном списке перечислены синонимы для диоксида кремния; все эти значения взяты из одного источника; значения в источнике были представлены заглавными буквами. [101]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcde Haynes WM, ред. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92-е изд.). Boca Raton, FL: CRC Press . ISBN 1-4398-5511-0.
  2. ^ abc NIOSH Карманный справочник по химическим опасностям. "#0552". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  3. ^ ab Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. "#0682". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  4. ^ ab Zumdahl, Steven S. (2009). Химические принципы 6-е изд . Houghton Mifflin Company. стр. A22. ISBN 978-0-618-94690-7.
  5. ^ Iler RK (1979). Химия кремния . Нью-Йорк: Wiley. ISBN 9780471024040.
  6. ^ ab Fernández LD, Lara E, Mitchell EA (2015). «Контрольный список, разнообразие и распределение раковинных амеб в Чили» (PDF) . European Journal of Protistology . 51 (5): 409–24. doi :10.1016/j.ejop.2015.07.001. PMID  26340665. Архивировано (PDF) из оригинала 2022-10-10.
  7. ^ ab Skinner BJ, Appleman DE (1963). «Меланофлогит, кубический полиморф кремнезема» (PDF) . Am. Mineral. 48 : 854–867. Архивировано (PDF) из оригинала 2022-10-10.
  8. ^ Дуглас BE, Хо SM, ред. (2006), «Кристаллические структуры кремнезема и металлических силикатов», Структура и химия кристаллических твердых тел , Нью-Йорк, Нью-Йорк: Springer, стр. 233–278, doi :10.1007/0-387-36687-3_10, ISBN 978-0-387-36687-6, получено 2023-10-08
  9. ^ Некрашевич СС, Гриценко ВА (2014-02-01). "Электронная структура диоксида кремния (обзор)". Физика твердого тела . 56 (2): 207–222. Bibcode :2014PhSS...56..207N. doi :10.1134/S106378341402022X. ISSN  1090-6460. S2CID  255234311.
  10. ^ NC Norman (1997). Периодичность и s- и p-элементы блока . Oxford University Press. С. 50–52, 65–67. ISBN 978-0-19-855961-0.
  11. ^ Unger KK, ред. (1979), Глава 1 Общая химия кремнезема, Библиотека хроматографии, т. 16, Elsevier, стр. 1–14, doi :10.1016/s0301-4770(08)60805-2, ISBN 978-0-444-41683-4, получено 2023-09-12
  12. ^ abcdefg Holleman AF, Wiberg E (2001), Wiberg N (ред.), Неорганическая химия , перевод Eagleson M, Brewer W, Сан-Диего/Берлин: Academic Press/De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5
  13. ^ Cuff YH (1996). Керамическая технология для гончаров и скульпторов. Филадельфия: Университет Пенсильвании. С. 93–95. ISBN 9780812213775.
  14. ^ De La Rocha C, Conley DJ (2017). «Мистические кристаллы кремния». Silica Stories . Cham: Springer. стр. 50–55. doi :10.1007/978-3-319-54054-2_4. ISBN 9783319540542.
  15. ^ abcdefgh Гринвуд NN , Эрншоу A (1984). Химия элементов. Оксфорд: Pergamon Press . С. 393–99. ISBN 978-0-08-022057-4.
  16. ^ Уэллс А.Ф. (1984). Структурная неорганическая химия . Oxford Science Publications. ISBN 9780198553700.
  17. ^ Kirfel A, Krane HG, Blaha P, et al. (2001). «Распределение электронной плотности в стишовите, SiO2: новое исследование синхротронного излучения высокой энергии». Acta Crystallogr. A . 57 (6): 663–77. Bibcode :2001AcCrA..57..663K. doi : 10.1107/S0108767301010698 . PMID  11679696.
  18. ^ Scherzer J (1978). "Деалюминированные структуры типа фожазита с соотношением SiO 2 /Al 2 O 3 более 100". J. Catal. 54 (2): 285. doi :10.1016/0021-9517(78)90051-9.
  19. ^ Shell SM, Debenedetti PG, Panagiotopoulos AZ (2002). "Molecular structure order and anomalies in liquid silica" (PDF) . Phys. Rev. E . 66 (1): 011202. arXiv : cond-mat/0203383 . Bibcode :2002PhRvE..66a1202S. doi :10.1103/PhysRevE.66.011202. PMID  12241346. S2CID  6109212. Архивировано из оригинала (PDF) 2016-06-04 . Получено 2009-07-07 .
  20. ^ Aksay IA, Pask JA, Davis RF (1979). "Densities of SiO2-Al2O3 Melts" (PDF) . J. Am. Ceram. Soc. 62 (7–8): 332–336. doi :10.1111/j.1151-2916.1979.tb19071.x. Архивировано (PDF) из оригинала 2022-10-10.
  21. ^ Jutzi P, Schubert U (2003). Химия кремния: от атома к расширенным системам . Wiley-VCH. ISBN 9783527306473.
  22. ^ abcde Flörke OW, Graetsch HA, Brunk F и др. (2018). «Силикат». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a23_583.pub3. ISBN 978-3527306732.
  23. ^ Берслиен Э. (2012). Введение в судебную геонауку . Wiley & Sons. стр. 138. ISBN 9781405160544.
  24. ^ Massey FP, Ennos AR, Hartley SE (2006). «Кремний в травах как защита от насекомых-травоядных: контрастные эффекты на листвоядных и флоэмных питающихся». J. Anim. Ecol. 75 (2): 595–603. Bibcode :2006JAnEc..75..595M. doi : 10.1111/j.1365-2656.2006.01082.x . PMID  16638012.
  25. ^ Keeping MG, Kvedaras OL (2008). «Кремний как защита растений от травоядных насекомых: ответ Мэсси, Энносу и Хартли». J. Anim. Ecol. 77 (3): 631–3. Bibcode :2008JAnEc..77..631K. doi : 10.1111/j.1365-2656.2008.01380.x . PMID  18341561.
  26. ^ Zain MF, Islam MN, Mahmud F, Jamil M (2011). «Производство золы рисовой шелухи для использования в бетоне в качестве дополнительного цементирующего материала». Строительство и строительные материалы . Композитные материалы и технология склеивания. 25 (2): 798–805. doi :10.1016/j.conbuildmat.2010.07.003. ISSN  0950-0618.
  27. ^ Perry CC (2003). «Окиселечение: процессы, посредством которых организмы захватывают и минерализуют кремний». Обзоры по минералогии и геохимии . 1 (54): 291–327. Bibcode : 2003RvMG...54..291P. doi : 10.2113/0540291.
  28. ^ Radini A (2024). «Археоботаника: Микроископаемые растения». В Nikita E, Rehren T (ред.). Энциклопедия археологии (второе изд.). Oxford: Academic Press. стр. 698–707. doi :10.1016/b978-0-323-90799-6.00114-2. ISBN 978-0-323-91856-5. Получено 2024-06-20 .
  29. ^ Нейман М., Вагнер С., Носке Р., Тирш Б., Штраух П. (2010). «Морфология и структура биоморфного кремнезема, выделенного из Equisetum hyemale и Equisetum telmateia». Zeitschrift für Naturforschung B . 65 (9): 1113–1120. дои : 10.1515/znb-2010-0910 . ISSN  1865-7117.
  30. ^ Tubaña BS, Heckman JR (2015), Rodrigues FA, Datnoff LE (ред.), «Кремний в почвах и растениях», Кремний и болезни растений , Cham: Springer International Publishing, стр. 7–51, doi : 10.1007/978-3-319-22930-0_2, ISBN 978-3-319-22929-4, получено 2024-07-19
  31. ^ Ирзаман И, Юстаени Д, Аминулла А, Ирмансьях И, Юлиарто Б (19.04.2021). «Чистота, морфологическая и электрическая характеристика диоксида кремния из травы когона (Imperata cylindrica) с использованием различных температур озоления». Egyptian Journal of Chemistry . 64 (8): 4143–4149. doi : 10.21608/ejchem.2019.15430.1962. ISSN  2357-0245.
  32. ^ Uriz MJ, Turon X, Becerro MA, Agell G (2003). «Кремниевые спикулы и каркасы скелета в губках: происхождение, разнообразие, ультраструктурные образцы и биологические функции». Исследования и техника микроскопии . 62 (4): 279–299. doi :10.1002/jemt.10395. ISSN  1059-910X. PMID  14534903.
  33. ^ Nevin CM (1925). Формовочные пески Олбани в долине реки Гудзон . Университет штата Нью-Йорк в Олбани.
  34. ^ abcd Greenhouse S (23 августа 2013 г.). «Новые правила сократят воздействие кремниевой пыли». The New York Times . Получено 24 августа 2013 г.
  35. ^ Оджован MI (2004). «Стеклообразование в аморфном SiO 2 как перколяционный фазовый переход в системе дефектов сетки». Письма в ЖЭТФ 79 (12): 632–634. Bibcode :2004JETPL..79..632O. doi :10.1134/1.1790021. S2CID  124299526.
  36. ^ Stachurski ZH (2015). Основы аморфных твердых тел: структура и свойства. John Wiley & Sons. стр. 176. ISBN 978-3-527-68219-5.
  37. ^ Продвинутая неорганическая химия: Том II. Krishna Prakashan Media. стр. 563.
  38. ^ Эллиотт SR (1991). "Структурный порядок среднего диапазона в ковалентных аморфных твердых телах". Nature . 354 (6353): 445–452. Bibcode :1991Natur.354..445E. doi :10.1038/354445a0. S2CID  4344891.
  39. ^ Atkins PW, Overton T, Rourke J, et al., ред. (2010). Неорганическая химия Шрайвера и Аткинса (5-е изд.). Оксфорд: Oxford University Press. стр. 354. ISBN 9780199236176. OCLC  430678988.
  40. ^ ab "Cab-O-Sil Fumed Metal Oxides".
  41. ^ Cheraghian G, Wistuba MP, Kiani S, Barron AR, Behnood A (декабрь 2021 г.). «Реологические, физико-химические и микроструктурные свойства асфальтового вяжущего, модифицированного наночастицами пирогенного кремнезема». Scientific Reports . 11 (1): 11455. Bibcode :2021NatSR..1111455C. doi :10.1038/s41598-021-90620-w. PMC 8169902 . PMID  34075083. 
  42. ^ Barel AO, Paye M, Maibach HI (2014). Справочник по косметической науке и технологии (4-е изд.). CRC Press. стр. 444. ISBN 9781842145654. Эти пигменты с мягким фокусом, в основном состоящие из полимеров, слюд и тальков, покрытых грубыми или сферическими частицами малого диаметра, такими как диоксид кремния или диоксид титана, используются для оптического уменьшения видимости морщин. Эти эффекты достигаются путем оптимизации контуров морщин и уменьшения разницы яркости из-за диффузного отражения.
  43. ^ Barel AO, Paye M, Maibach HI (2014). Справочник по косметической науке и технологии (4-е изд.). CRC Press. стр. 442. ISBN 9781842145654. Кремний — это многопористый ингредиент, который впитывает масло и кожный жир.
  44. ^ Гарднер Дж. С. (1882). «О причинах возвышения и опускания». Geological Magazine . 9 (10): 479–480. Bibcode : 1882GeoM....9..479G. doi : 10.1017/S0016756800172474. ISSN  0016-7568.
  45. ^ Манн А. (1917). Экономическое значение диатомовых водорослей . Вашингтон, округ Колумбия, Соединенные Штаты Америки: Смитсоновский институт.
  46. ^ Бассетт РК (2007). В цифровую эпоху: исследовательские лаборатории, стартапы и рост технологии МОП. Johns Hopkins University Press . С. 22–23. ISBN 9780801886393.
  47. ^ ab Lécuyer C, Brock DC (2010). Создатели микрочипа: документальная история Fairchild Semiconductor. MIT Press . стр. 111. ISBN 9780262294324.
  48. ^ ab Saxena A (2009). Изобретение интегральных схем: нераскрытые важные факты. Международная серия о достижениях в области твердотельной электроники и технологий. World Scientific . стр. 96–97. ISBN 9789812814456.
  49. ^ abc "Мартин Аталла в Зале славы изобретателей, 2009" . Получено 21 июня 2013 г. .
  50. ^ ab Black LE (2016). Новые перспективы пассивации поверхности: понимание интерфейса Si-Al2O3. Springer . стр. 17. ISBN 9783319325217.
  51. ^ ab "Dawon Kahng". Национальный зал славы изобретателей . Получено 27 июня 2019 г.
  52. ^ Лю Г, Лю И, Чжао Х (2017). «Влияние содержания сферических нано-SiO 2 на теплозащитные характеристики термоизоляционных тканей с покрытием, устойчивым к абляции». Журнал наноматериалов . 2017 : 1–11. doi : 10.1155/2017/2176795 . ISSN  1687-4110.
  53. ^ Гудвин В., Линакр А., Хади С. (2007). Введение в судебную генетику . Wiley & Sons. стр. 29. ISBN 9780470010259.
  54. ^ Calderone J (20 августа 2015 г.). «Этот футуристический материал, похожий на облако, проникает в вашу жизнь с 1931 года». Business Insider . Получено 11 февраля 2019 г.
  55. ^ Гетце Дж., Мёкель Р., ред. (2012). Кварц: месторождения, минералогия и аналитика. Спрингер Геология. Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg. Бибкод : 2012qdma.book.....G. дои : 10.1007/978-3-642-22161-3. ISBN 978-3-642-22160-6.
  56. ^ Pan X, Li S, Li Y, Guo P, Zhao X, Cai Y (2022). «Ресурсы, характеристики, очистка и применение кварца: обзор». Minerals Engineering . 183 : 107600. Bibcode : 2022MiEng.18307600P. doi : 10.1016/j.mineng.2022.107600.
  57. ^ Doering R, Nishi Y, ред. (2007). Справочник по технологии производства полупроводников. CRC Press. ISBN 9781574446753.
  58. ^ Ли С. (2006). Энциклопедия химической обработки . CRC Press. ISBN 9780824755638.
  59. ^ Морган Д.В., Борд К. (1991). Введение в полупроводниковую микротехнологию (2-е изд.). Чичестер, Западный Сассекс, Англия: John Wiley & Sons. стр. 72. ISBN 9780471924784.
  60. ^ Риордан М (2007). «Решение на основе диоксида кремния: как физик Жан Эрни построил мост от транзистора к интегральной схеме». IEEE Spectrum . Получено 11 февраля 2019 г.
  61. ^ Chrystie RS, Ebertz FL, Dreier T, Schulz C (2019-01-28). "Визуализация абсолютной концентрации SiO в пламени синтеза наночастиц при низком давлении с помощью лазерно-индуцированной флуоресценции". Applied Physics B . 125 (2): 29. Bibcode :2019ApPhB.125...29C. doi :10.1007/s00340-019-7137-8. ISSN  1432-0649. S2CID  127735545.
  62. ^ Romero-Jaime AK, Acosta-Enríquez MC, Vargas-Hernández D, Tánori-Córdova JC, Pineda León HA, Castillo SJ (август 2021 г.). «Синтез и характеристика наносфер из кремния–сульфида свинца с ядром–оболочкой для применения в оптоэлектронных устройствах». Журнал материаловедения: Материалы в электронике . 32 (16): 21425–21431. doi :10.1007/s10854-021-06648-1. ISSN  0957-4522. S2CID  236182027.
  63. ^ Nandiyanto AB, Kim SG, Iskandar F, et al. (2009). «Синтез сферических мезопористых наночастиц кремния с контролируемыми порами и внешними диаметрами нанометрового размера». Микропористые и мезопористые материалы . 120 (3): 447–453. Bibcode : 2009MicMM.120..447N. doi : 10.1016/j.micromeso.2008.12.019.
  64. ^ Морган Д.В., Борд К. (1991). Введение в полупроводниковую микротехнологию (2-е изд.). Чичестер, Западный Сассекс, Англия: John Wiley & Sons. стр. 27. ISBN 9780471924784.
  65. ^ Fleischer M (1962). "Новые названия минералов" (PDF) . American Mineralogist . 47 (2). Mineralogic Society of America: 172–174. Архивировано (PDF) из оригинала 2011-07-22.
  66. ^ Роджерс GE (2011). Описательная неорганическая, координационная и твердотельная химия. Cengage Learning. С. 421–2. ISBN 9781133172482.
  67. ^ Laine RM, Blohowiak KY, Robinson TR, Hoppe ML, Nardi P, Kampf J, Uhm J (17 октября 1991 г.). "Синтез пентакоординированных кремниевых комплексов из SiO2" (PDF) . Nature . 353 (6345): 642–644. Bibcode :1991Natur.353..642L. doi :10.1038/353642a0. hdl : 2027.42/62810 . S2CID  4310228. Архивировано (PDF) из оригинала 2017-08-19.
  68. ^ Фурнье РО, Роу ДЖ (1977). «Растворимость аморфного кремнезема в воде при высоких температурах и высоких давлениях» (PDF) . Am. Mineral. 62 : 1052–1056. Архивировано (PDF) из оригинала 2022-10-10.
  69. ^ Окамото А (2019). «Образование частиц кремния из сверхкритических флюидов и его влияние на гидрологические свойства в коре». Тезисы докладов Генеральной ассамблеи конференции EGU : 4614. Bibcode : 2019EGUGA..21.4614O.
  70. ^ Rondeau V, Jacqmin-Gadda H, Commenges D и др. (2008). «Алюминий и кремний в питьевой воде и риск болезни Альцгеймера или снижения когнитивных способностей: результаты 15-летнего наблюдения за группой PAQUID». American Journal of Epidemiology . 169 (4): 489–96. doi :10.1093/aje/kwn348. PMC 2809081. PMID  19064650 . 
  71. ^ «Безопасная работа с кремнием». CPWR — Центр исследований и обучения в строительстве . Получено 11 февраля 2019 г.
  72. ^ "План действий по исследованию волчанки". Национальный институт артрита, мышечно-скелетных и кожных заболеваний . Национальные институты здравоохранения . 2017. Получено 11 февраля 2019 г.
  73. ^ Мейер А., Сандлер Д.П., Бин Фримен Л.Е. и др. (2017). «Воздействие пестицидов и риск ревматоидного артрита среди лицензированных мужчин, занимающихся применением пестицидов, в исследовании здоровья сельского хозяйства». Перспективы охраны окружающей среды . 125 (7): 077010-1–077010-7. doi : 10.1289/EHP1013 . PMC 5744649. PMID  28718769 . 
  74. ^ Reuzel PG, Bruijntjes JP, Feron VJ и др. (1991). «Субхроническая ингаляционная токсичность аморфного кремнезема и кварцевой пыли у крыс». Food Chem. Toxicol. 29 (5): 341–54. doi :10.1016/0278-6915(91)90205-L. PMID  1648030.
  75. ^ "Воздействие кремния на рабочих во время производства, отделки и установки столешниц" (PDF) . Национальный институт охраны труда и здоровья и Управление охраны труда . 2015. Архивировано (PDF) из оригинала 2022-10-10 . Получено 26 февраля 2015 .
  76. ^ Хорнунг В., Бауэрнфейнд Ф., Халле А. и др. (2008). «Кристаллы кремния и соли алюминия активируют инфламмасому NALP3 через дестабилизацию фагосомы». Nat. Immunol. 9 (8): 847–856. doi :10.1038/ni.1631. PMC 2834784 . PMID  18604214.  
  77. ^ Merchant JA, ред. (1986). Профессиональные респираторные заболевания (PDF) . Цинциннати, Огайо: Министерство здравоохранения и социальных служб США, NIOSH. doi : 10.26616/NIOSHPUB86102. hdl : 2027/uc1.31210023588922. Номер публикации DHHS (NIOSH) 86-102.
  78. ^ NIOSH (2002) Обзор опасностей, Влияние на здоровье профессионального воздействия вдыхаемого кристаллического кремния. Цинциннати, Огайо: Министерство здравоохранения и социальных служб США, Служба общественного здравоохранения США, Центры по контролю и профилактике заболеваний, Национальный институт охраны труда и здоровья, DHHS (NIOSH) Публикация № 2002-129.
  79. ^ "Crystalline Factsheet" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 22 декабря 2017 г. . Получено 3 августа 2017 г. .
  80. ^ "Кремний, Кристаллический" . Получено 3 августа 2017 г.
  81. ^ "Часто задаваемые вопросы" . Получено 3 августа 2017 г.
  82. ^ «Если это кремний, то это не просто пыль!» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2022-10-10 . Получено 3 августа 2017 .
  83. ^ "Что вы должны знать о кристаллическом кремнеземе, силикозе и правилах Oregon OSHA по кремнезему" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2022-10-10 . Получено 3 августа 2017 .
  84. ^ Szymendera SD (16 января 2018 г.). Вдыхаемый кристаллический кремний на рабочем месте: новые стандарты Управления по охране труда и здоровья (OSHA) (PDF) . Вашингтон, округ Колумбия: Исследовательская служба Конгресса. Архивировано (PDF) из оригинала 2022-10-10 . Получено 27 января 2018 г.
  85. ^ Lager GA, Jorgensen JD, Rotella FJ (1982). «Кристаллическая структура и тепловое расширение a-кварца SiO2 при низкой температуре». Журнал прикладной физики . 53 (10): 6751–6756. Bibcode : 1982JAP....53.6751L. doi : 10.1063/1.330062.
  86. ^ Райт А. Ф., Леманн М. С. (1981). «Структура кварца при 25 и 590 °C, определенная методом нейтронной дифракции». Журнал химии твердого тела . 36 (3): 371–80. Bibcode : 1981JSSCh..36..371W. doi : 10.1016/0022-4596(81)90449-7.
  87. ^ аб Кихара К., Мацумото Т., Имамура М. (1986). «Структурное изменение ромбического итридимита с температурой: исследование, основанное на термовибрационных параметрах второго порядка». Zeitschrift für Kristallographie . 177 (1–2): 27–38. Бибкод : 1986ZK....177...27K. дои :10.1524/zkri.1986.177.1-2.27.
  88. ^ Downs RT, Palmer DC (1994). "The pressure behavior of a cristobalite" (PDF) . American Mineralogist . 79 : 9–14. Архивировано (PDF) из оригинала 2022-10-10.
  89. ^ Райт А. Ф., Лидбеттер А. Дж. (1975). «Структуры фаз β-кристобалита SiO 2 и AlPO 4 ». Philosophical Magazine . 31 (6): 1391–401. Bibcode :1975PMag...31.1391W. doi :10.1080/00318087508228690.
  90. ^ Шропшир Дж., Кит П.П., Воган, Пенсильвания (1959). «Кристаллическая структура кеатита, новой формы кремнезема». Zeitschrift für Kristallographie . 112 (1–6): 409–13. Бибкод : 1959ZK....112..409S. дои : 10.1524/zkri.1959.112.1-6.409.
  91. ^ Miehe G, Graetsch H (1992). «Кристаллическая структура моганита: новый тип структуры для кремнезема». European Journal of Mineralogy . 4 (4): 693–706. Bibcode : 1992EJMin...4..693M. doi : 10.1127/ejm/4/4/0693.
  92. ^ Levien L., Prewitt CT (1981). "High-pressure crystal structure and compressibility of coesite" (PDF) . American Mineralogist . 66 : 324–333. Архивировано (PDF) из оригинала 2022-10-10.
  93. ^ Smyth JR, Swope RJ, Pawley AR (1995). "H в соединениях типа рутила: II. Кристаллическая химия замещения Al в стишовите, содержащем H" (PDF) . American Mineralogist . 80 (5–6): 454–456. Bibcode :1995AmMin..80..454S. doi :10.2138/am-1995-5-605. S2CID  196903109. Архивировано (PDF) из оригинала 2022-10-10.
  94. ^ Dera P., Prewitt CT, Boctor NZ, Hemley RJ (2002). "Характеристика фазы высокого давления кремнезема из марсианского метеорита Sherrotty". American Mineralogist . 87 (7): 1018. Bibcode : 2002AmMin..87.1018D. doi : 10.2138/am-2002-0728. S2CID  129400258.
  95. ^ Сейфертит. Mindat.org.
  96. ^ Накагава Т., Кихара К., Харада К. (2001). «Кристаллическая структура низкого меланофлогита». American Mineralogist . 86 (11–12): 1506. Bibcode : 2001AmMin..86.1506N. doi : 10.2138/am-2001-11-1219. S2CID  53525827.
  97. ^ Rosemarie Szostak (1998). Молекулярные сита: принципы синтеза и идентификации. Springer. ISBN 978-0-7514-0480-7.
  98. ^ Вайс А, Вайс А (1954). «Убер халькогенид кремния. VI. Zur Kenntnis der faserigen Модификация диоксида кремния». Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie . 276 (1–2): 95–112. дои : 10.1002/zaac.19542760110.
  99. ^ Björkman T, Kurasch S, Lehtinen O, Kotakoski J, Yazyev OV, Srivastava A, Skakalova V, Smet JH, Kaiser U, Krasheninnikov AV (2013). "Дефекты в двухслойном кремнии и графене: общие тенденции в разнообразных гексагональных двумерных системах". Scientific Reports . 3 : 3482. Bibcode :2013NatSR...3E3482B. doi :10.1038/srep03482. PMC 3863822 . PMID  24336488. 
  100. ^ Johnston CJ, Driscoll KE, Finkelstein JN и др. (2000). «Легочные хемокины и мутагенные реакции у крыс после субхронической ингаляции аморфного и кристаллического кремния». Toxicological Sciences . 56 (2): 405–413. doi : 10.1093/toxsci/56.2.405 . PMID  10911000.
  101. ^ Льюис GR (1999). 1001 химикат в повседневных продуктах (2-е изд.). John Wiley & Sons (Wiley-Interscience). стр. 250–1. ISBN 0-471-29212-5– через Интернет-архив.
  102. ^ Bergna HE, ред. (1994-05-05). Коллоидная химия кремния. Advances in Chemistry. Т. 234. Вашингтон, округ Колумбия: Американское химическое общество. стр. 1–47. doi :10.1021/ba-1994-0234.ch001. ISBN 978-0-8412-2103-1.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Диоксид кремния» .