stringtranslate.com

Диоксид кремния

Диоксид кремния , также известный как диоксид кремния , представляет собой оксид кремния с химической формулой SiO 2 , обычно встречающийся в природе в виде кварца . [5] [6] Во многих частях мира кремнезем является основным компонентом песка . Кремнезема много, поскольку он состоит из нескольких минералов и синтетических продуктов. Все формы белые или бесцветные, хотя нечистые образцы могут быть окрашены.

Диоксид кремния является основным компонентом стекла .

Состав

Структурный мотив обнаружен в α-кварце, но также встречается почти во всех формах диоксида кремния.
Типичный субблок для диоксида кремния низкого давления
Связь показателя преломления и плотности для некоторых форм SiO 2 [7]

В большинстве диоксидов кремния атом кремния имеет тетраэдрическую координацию с четырьмя атомами кислорода, окружающими центральный атом Si (см. Трехмерную элементарную ячейку). Таким образом, SiO 2 образует трехмерные сетчатые твердые тела, в которых каждый атом кремния ковалентно связан тетраэдрическим образом с 4 атомами кислорода. [8] [9] Напротив, CO 2 представляет собой линейную молекулу. Резко различная структура диоксидов углерода и кремния является проявлением правила двойной связи . [10]

На основании кристаллических структурных различий диоксид кремния можно разделить на две категории: кристаллический и некристаллический (аморфный). В кристаллической форме это вещество встречается в природе в виде кварца, тридимита , кристобалита , стишовита и коэсита . С другой стороны, аморфный кремнезем можно найти в природе в виде опала , инфузории и диатомита . Кварцевое стекло является формой промежуточного состояния между этой структурой. [11]

Все эти различные кристаллические формы всегда имеют одинаковую локальную структуру вокруг Si и O. В α-кварце длина связи Si–O составляет 161 пм, тогда как в α-тридимите она находится в диапазоне 154–171 пм. Угол Si–O–Si также варьируется от небольшого значения 140° в α-тридимите до 180° в β-тридимите. В α-кварце угол Si–O–Si равен 144°. [12]

Полиморфизм

Альфа-кварц — наиболее стабильная форма твердого SiO 2 при комнатной температуре. Высокотемпературные минералы кристобалит и тридимит имеют меньшую плотность и показатель преломления, чем кварц. Превращение альфа-кварца в бета-кварц происходит резко при 573 °С. Поскольку превращение сопровождается значительным изменением объема, оно легко может вызвать разрушение керамики или горных пород, проходящих через этот температурный предел. [13] Минералы высокого давления, зейфертит , стишовит и коэсит, однако, имеют более высокие плотности и показатели преломления, чем кварц. [14] Стишовит имеет рутилоподобную структуру, в которой кремний имеет 6-координатную структуру. Плотность стишовита составляет 4,287 г/см 3 , что сопоставимо с плотностью α-кварца, самой плотной из форм низкого давления, имеющей плотность 2,648 г/см 3 . [15] Разницу в плотности можно объяснить увеличением координации, поскольку шесть самых коротких длин связей Si–O в стишовите (четыре связи Si–O по 176 пм и две другие по 181 пм) больше, чем у Si–O. длина связи (161 пм) в α-кварце. [16] Изменение координации увеличивает ионность связи Si–O. [17]

Фожазитовый кремнезем, еще одна полиморфная модификация, получается путем деалюминирования ультрастабильного цеолита Y с низким содержанием натрия с помощью комбинированной кислотной и термической обработки. Полученный продукт содержит более 99% кремнезема, имеет высокую кристалличность и удельную поверхность (более 800 м 2 /г). Фожазит-кремнезем обладает очень высокой термической и кислотной стабильностью. Например, он сохраняет высокую степень дальнего молекулярного порядка или кристалличности даже после кипячения в концентрированной соляной кислоте . [18]

Расплавленный SiO 2

Расплавленный кремнезем демонстрирует несколько своеобразных физических характеристик, аналогичных наблюдаемым в жидкой воде : отрицательное температурное расширение, максимум плотности при температуре ~ 5000 ° C и минимум теплоемкости. [19] Его плотность снижается с 2,08 г/см 3 при 1950 °С до 2,03 г/см 3 при 2200 °С. [20]

Молекулярный SiO 2

Молекулярный SiO 2 имеет линейную структуру, как и CO 2 . Он был произведен путем объединения монооксида кремния (SiO) с кислородом в матрице аргона . Димерный диоксид кремния (SiO 2 ) 2 был получен путем взаимодействия O 2 с выделенным в матрице димерным монооксидом кремния (Si 2 O 2 ). В димерном диоксиде кремния между атомами кремния имеются два атома кислорода, образующие мостик с углом Si-O-Si 94° и длиной связи 164,6 пм, а длина концевой связи Si-O составляет 150,2 пм. Длина связи Si–O составляет 148,3 пм, что сопоставимо с длиной 161 пм в α-кварце. Энергия связи оценивается в 621,7 кДж/моль. [21]

Естественное явление

Геология

SiO 2 чаще всего встречается в природе в виде кварца , составляющего более 10% массы земной коры. [22] Кварц – единственная полиморфная модификация кремнезема, стабильная на поверхности Земли. Метастабильные проявления высокобарических форм коэсита и стишовита обнаружены вокруг ударных структур и связаны с эклогитами , образовавшимися в ходе метаморфизма сверхвысокого давления . Из богатых кремнеземом вулканических пород известны высокотемпературные формы тридимита и кристобалита . Во многих частях мира кремнезем является основным компонентом песка . [23]

Биология

Несмотря на то, что кремнезем плохо растворяется, он содержится во многих растениях, таких как рис . Растительные материалы с высоким содержанием кремнезема в фитолитах , по-видимому, имеют важное значение для пасущихся животных, от жующих насекомых до копытных . Кремнезем ускоряет износ зубов, а высокий уровень кремнезема в растениях, которые часто поедают травоядные животные , возможно, стал защитным механизмом от хищников. [24] [25]

Кремнезем также является основным компонентом золы рисовой шелухи , которая используется, например, для фильтрации и в качестве дополнительного вяжущего материала (СКМ) при производстве цемента и бетона . [26]

На протяжении более 1000 миллионов лет окварцевание клеток и внутри клеток было обычным явлением в биологическом мире. В современном мире встречается у бактерий, протистов, растений и животных (беспозвоночных и позвоночных).

Яркие примеры включают:

Кристаллические минералы, образующиеся в физиологической среде, часто демонстрируют исключительные физические свойства (например, прочность, твердость, вязкость разрушения) и имеют тенденцию образовывать иерархические структуры, которые демонстрируют микроструктурный порядок в широком диапазоне масштабов. Кристаллизация минералов происходит в среде, недонасыщенной кремнием, в условиях нейтрального рН и низкой температуры (0–40 °С).

Использование

Структурное использование

Около 95% коммерческого использования диоксида кремния (песка) приходится на строительную отрасль, например, для производства бетона ( портландцементный бетон ). [22]

Определенные месторождения кварцевого песка с желаемым размером и формой частиц и желаемым содержанием глины и других минералов были важны для литья металлических изделий в песчаные формы . [27] Высокая температура плавления кремнезема позволяет использовать его в таких областях, как литье чугуна; в современном литье из песка иногда используются другие минералы по другим причинам.

Кристаллический кремнезем используется при гидроразрыве пластов, содержащих плотную нефть и сланцевый газ . [28]

Предшественник стекла и кремния

Кремнезем является основным ингредиентом в производстве большей части стекла . Поскольку другие минералы плавятся с кремнеземом, принцип понижения температуры замерзания снижает температуру плавления смеси и увеличивает текучесть. Температура стеклования чистого SiO 2 составляет около 1475 К. [29] При быстром охлаждении расплавленного диоксида кремния SiO 2 он не кристаллизуется, а затвердевает в виде стекла. По этой причине в большинстве керамических глазурей в качестве основного ингредиента используется кремнезем.

Структурная геометрия кремния и кислорода в стекле аналогична таковой в кварце и большинстве других кристаллических форм кремния и кислорода, где кремний окружен правильными тетраэдрами кислородных центров. Разница между стеклянной и кристаллической формами возникает из-за связности тетраэдрических единиц: хотя в стекловидной сетке нет дальнодействующей периодичности, упорядоченность сохраняется на масштабах длины, значительно превышающих длину связи SiO. Одним из примеров такого упорядочения является предпочтение образовывать кольца из 6-тетраэдров. [30]

Большинство оптических волокон для телекоммуникаций также изготавливаются из кремнезема. Это основное сырье для многих керамических изделий, таких как фаянс , керамика и фарфор .

Диоксид кремния используется для производства элементарного кремния . Процесс включает карботермическое восстановление в электродуговой печи : [31]

Белая сажа

Колючий кремнезем , также известный как пирогенный кремнезем, получают путем сжигания SiCl 4 в богатом кислородом водородном пламени с образованием «дыма» SiO 2 . [15]

Его также можно получить путем испарения кварцевого песка в электрической дуге при температуре 3000 °C. Оба процесса приводят к образованию микроскопических капель аморфного кремнезема, сплавленных в разветвленные, цепочечные, трехмерные вторичные частицы, которые затем агломерируются в третичные частицы, белый порошок с чрезвычайно низкой объемной плотностью (0,03-0,15 г/см 3 ) и, следовательно, с большой площадью поверхности. [32] Частицы действуют как тиксотропный загуститель или агент, препятствующий слеживанию, и могут быть обработаны, чтобы сделать их гидрофильными или гидрофобными для применения с водой или органическими жидкостями.

Произведенный коллоидный кремнезем с максимальной площадью поверхности 380 м 2 /г.

Дым кремнезема представляет собой ультратонкий порошок, собираемый как побочный продукт производства кремния и сплавов ферросилиция . Состоит из аморфных (некристаллических) сферических частиц со средним диаметром частиц 150 нм, без разветвления пирогенного продукта. Основное применение — в качестве пуццоланового материала для изготовления бетона с высокими эксплуатационными характеристиками. Наночастицы дымящего кремнезема можно успешно использовать в качестве средства, замедляющего старение, в асфальтовых вяжущих. [33]

Пищевое, косметическое и фармацевтическое применение

Кремнезем, коллоидный, осажденный или пирогенный, является распространенной добавкой в ​​производстве продуктов питания. Он используется главным образом в качестве антислеживающего агента или агента , препятствующего слеживанию, в порошкообразных пищевых продуктах, таких как специи и немолочные сливки для кофе, или в порошках для изготовления фармацевтических таблеток. [32] Он может адсорбировать воду в гигроскопических применениях. Коллоидный диоксид кремния используется в качестве осветлителя для вина, пива и соков, его номер E551 . [22]

В косметике кремнезем полезен благодаря своим светорассеивающим свойствам [34] и естественной впитывающей способности. [35]

Кизельгур , добываемый продукт, веками использовался в продуктах питания и косметике. Он состоит из кремнеземных панцирей микроскопических диатомей ; в менее обработанной форме он продавался как «зубной порошок». [ нужна цитация ] Произведенный или добытый гидратированный диоксид кремния используется в качестве твердого абразива в зубной пасте .

Полупроводники

Диоксид кремния широко используется в полупроводниковой технике.

Поскольку диоксид кремния является естественным оксидом кремния, он используется более широко по сравнению с другими полупроводниками, такими как арсенид галлия или фосфид индия .

Диоксид кремния можно выращивать на поверхности кремниевого полупроводника . [36] Слои оксида кремния могут защитить кремниевые поверхности во время диффузионных процессов и могут использоваться для диффузионной маскировки. [37] [38]

Пассивация поверхности — это процесс, при котором поверхность полупроводника становится инертной и не меняет свойств полупроводника в результате взаимодействия с воздухом или другими материалами, контактирующими с поверхностью или краем кристалла. [39] [40] Формирование термически выращенного слоя диоксида кремния значительно снижает концентрацию электронных состояний на поверхности кремния . [40] Пленки SiO 2 сохраняют электрические характеристики p–n-переходов и предотвращают ухудшение этих электрических характеристик под воздействием газовой окружающей среды. [38] Слои оксида кремния можно использовать для электрической стабилизации кремниевых поверхностей. [37] Процесс пассивации поверхности является важным методом изготовления полупроводниковых устройств , который включает покрытие кремниевой пластины изолирующим слоем оксида кремния, чтобы электричество могло надежно проникать в проводящий кремний ниже. Выращивание слоя диоксида кремния поверх кремниевой пластины позволяет преодолеть поверхностные состояния , которые в противном случае препятствуют попаданию электричества в полупроводниковый слой. [39] [41]

Процесс пассивации поверхности кремния путем термического окисления (диоксидом кремния) имеет решающее значение для полупроводниковой промышленности . Он обычно используется для производства полевых транзисторов металл-оксид-полупроводник (MOSFET) и кремниевых интегральных микросхем (планарный процесс ). [39] [41]

Другой

В качестве пеногасителя используется гидрофобный диоксид кремния .

В качестве огнеупорного материала он полезен в форме волокна в качестве высокотемпературной термозащитной ткани. [ нужна цитата ]

Кремнезем используется при экстракции ДНК и РНК из-за его способности связываться с нуклеиновыми кислотами в присутствии хаотропов . [42]

Аэрогель кремнезема использовался в космическом корабле Stardust для сбора внеземных частиц. [43]

Чистый кремнезем (диоксид кремния) при охлаждении в виде плавленого кварца в стекло без истинной температуры плавления можно использовать в качестве стекловолокна для стекловолокна.

Инсектицид

Диоксид кремния исследовался для применения в сельском хозяйстве в качестве потенциального инсектицида . [44] [45]

Производство

Диоксид кремния в основном получают путем добычи полезных ископаемых, включая добычу песка и очистку кварца . Кварц пригоден для многих целей, в то время как для получения более чистого или более подходящего (например, более реакционноспособного или мелкозернистого) продукта требуется химическая обработка. [ нужна цитата ]

Осажденный кремнезем

Осажденный кремнезем или аморфный кремнезем получают подкислением растворов силиката натрия . Желатиновый осадок или силикагель сначала промывают, а затем обезвоживают с получением бесцветного микропористого кремнезема. [15] Идеализированное уравнение, включающее трисиликат и серную кислоту :

Таким способом производилось около одного миллиарда килограммов кремнезема в год (1999 г.), в основном для использования в полимерных композитах – шинах и подошвах обуви. [22]

На микрочипах

Тонкие пленки кремнезема самопроизвольно растут на кремниевых пластинах посредством термического окисления , образуя очень мелкий слой так называемого естественного оксида толщиной около 1 нм или 10 Å . [46] Для выращивания хорошо контролируемых слоев диоксида кремния на кремнии используются более высокие температуры и альтернативные среды, например, при температурах от 600 до 1200 °C, с использованием так называемого сухого окисления O 2 .

или мокрое окисление H 2 O. [47] [48]

Слой собственного оксида полезен в микроэлектронике , где он действует как электрический изолятор с высокой химической стабильностью. Он может защищать кремний, накапливать заряд, блокировать ток и даже действовать как контролируемый путь для ограничения тока. [49]

Лабораторные или специальные методы

Из кремнийорганических соединений

Многие пути получения диоксида кремния начинаются с кремнийорганических соединений, например, HMDSO, [50] TEOS. Синтез кремнезема проиллюстрирован ниже с использованием тетраэтилортосиликата (ТЭОС). [51] Простое нагревание ТЭОС при температуре 680–730 °C приводит к образованию оксида:

Аналогично TEOS сгорает при температуре около 400 °C:

ТЭОС подвергается гидролизу посредством так называемого золь-гель процесса . Катализаторы влияют на ход реакции и природу продукта, но идеализированное уравнение таково: [52]

Другие методы

Будучи очень стабильным, диоксид кремния получается многими способами. Концептуально простой, но не имеющий практической ценности, сжигание силана дает диоксид кремния. Эта реакция аналогична горению метана:

Однако ранее применялось химическое осаждение диоксида кремния из паровой фазы на поверхность кристаллов из силана с использованием азота в качестве газа-носителя при температуре 200–500 °С. [53]

Химические реакции

Диоксид кремния — относительно инертный материал (отсюда его широкое распространение в качестве минерала). Кремнезем часто используется в качестве инертных контейнеров для химических реакций. При высоких температурах он превращается в кремний путем восстановления углеродом.

Фтор реагирует с диоксидом кремния с образованием SiF 4 и O 2 , тогда как другие галогенные газы (Cl 2 , Br 2 , I 2 ) нереакционноспособны. [15]

Большинство форм диоксида кремния подвергаются воздействию («травлению») плавиковой кислоты (HF) с образованием гексафторкремниевой кислоты : [12]

SiO 2 + 6 HF → H 2 SiF 6 + 2 H 2 O

Стишовит в сколько-нибудь существенной степени не реагирует на HF. [54] HF используется для удаления или формирования рисунка диоксида кремния в полупроводниковой промышленности.

Диоксид кремния действует как кислота Люкса-Флуда , способная при определенных условиях вступать в реакцию с основаниями. Поскольку негидратированный кремнезем не содержит водорода, он не может напрямую действовать как кислота Бренстеда-Лоури . В то время как диоксид кремния плохо растворим в воде при низком или нейтральном pH (обычно от 2 × 10 -4 М для кварца до 10 -3 М для скрытокристаллического халцедона ), сильные основания реагируют со стеклом и легко растворяют его. Поэтому сильные основания необходимо хранить в пластиковых флаконах во избежание заклинивания крышки флакона, сохранения целостности ресивера и во избежание нежелательного загрязнения силикат-анионами. [55]

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

Диоксид кремния нейтрализует оксиды основных металлов (например , оксид натрия , оксид калия , оксид свинца (II) , оксид цинка или смеси оксидов, образуя силикаты и стекла по мере последовательного разрыва связей Si-O-Si в кремнеземе). [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 кремнезем называют сеткообразователем или решетообразователем. [12] Реакция также используется в доменных печах для удаления примесей песка из руды путем нейтрализации оксидом кальция с образованием силикатно-кальциевого шлака .

Пучок оптических волокон из кремнезема высокой чистоты.

Диоксид кремния реагирует при нагретой флегме в атмосфере динитрога с этиленгликолем и основанием щелочного металла с образованием высокореактивных пятикоординированных силикатов, которые обеспечивают доступ к широкому спектру новых соединений кремния. [56] Силикаты по существу нерастворимы во всех полярных растворителях, кроме метанола .

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

Растворимость воды

Растворимость диоксида кремния в воде сильно зависит от его кристаллической формы и у кремнезема [ необходимо уточнение ] в три-четыре раза выше , чем у кварца; В зависимости от температуры она достигает максимума около 340 ° C (644 ° F). [57] Это свойство используется для выращивания монокристаллов кварца в гидротермальном процессе, при котором природный кварц растворяется в перегретой воде в сосуде под давлением, который более прохладен вверху. Кристаллы массой 0,5–1 кг можно вырастить за 1–2 месяца. [12] Эти кристаллы являются источником очень чистого кварца для использования в электронных приложениях. [15] Выше критической температуры воды 647,096 К (373,946 °C; 705,103 °F) и давления 22,064 мегапаскаля (3200,1 фунтов на квадратный дюйм) или выше вода представляет собой сверхкритическую жидкость , и ее растворимость снова выше, чем при более низких температурах. [58]

Влияние на здоровье

Кварцевый песок (кремнезем) как основное сырье для производства товарного стекла

Кремнезем, принимаемый перорально, практически нетоксичен: его LD 50 составляет 5000 мг/кг (5 г/кг). [22] Исследование 2008 года, в котором участвовали испытуемые в течение 15 лет, показало, что более высокие уровни кремнезема в воде, по-видимому, снижают риск деменции . Увеличение содержания кремнезема в питьевой воде на 10 мг/день было связано со снижением риска деменции на 11%. [59]

Вдыхание мелкодисперсной пыли кристаллического кремнезема может привести к силикозу , бронхиту или раку легких , поскольку пыль задерживается в легких и постоянно раздражает ткани, снижая объем легких. [60] Когда мелкие частицы кремнезема вдыхаются в достаточно больших количествах (например, в результате профессионального воздействия), это увеличивает риск системных аутоиммунных заболеваний , таких как волчанка [61] и ревматоидный артрит, по сравнению с ожидаемыми показателями среди населения в целом. [45]

Профессиональная опасность

Кремнезем представляет собой профессиональную опасность для людей, занимающихся пескоструйной обработкой или работающих с продуктами, содержащими порошкообразный кристаллический кремнезем. Аморфный кремнезем, такой как коллоидный кремнезем, в некоторых случаях может вызывать необратимое повреждение легких, но не связан с развитием силикоза. Дети, астматики любого возраста, аллергики и пожилые люди (у всех из которых снижен объем легких ) могут пострадать за меньшее время. [62]

Кристаллический кремнезем представляет собой профессиональную опасность для тех, кто работает с каменными столешницами , поскольку в процессе резки и установки столешниц образуется большое количество переносимого по воздуху кремнезема. [63] Кристаллический кремнезем, используемый при гидроразрыве пласта, представляет опасность для здоровья рабочих. [28]

Патофизиология

В организме частицы кристаллического кремнезема не растворяются в течение клинически значимого периода времени. Кристаллы кремнезема внутри легких могут активировать воспалительную сому NLRP3 внутри макрофагов и дендритных клеток и тем самым приводить к выработке интерлейкина , сильно провоспалительного цитокина в иммунной системе. [64] [65] [66]

Регулирование

В правилах, ограничивающих воздействие кремнезема «в связи с опасностью силикоза», указывается, что они касаются только кремнезема, который является как кристаллическим, так и пылящим. [67] [68] [69] [70] [71] [72]

В 2013 году Управление по охране труда США снизило предельно допустимый уровень воздействия до 50 мкг /м 3 воздуха. До 2013 года допускалось 100 мкг/м 3 , а у строителей – даже 250 мкг/м 3 . [28] В 2013 году OSHA также потребовало «зеленого заканчивания» скважин с гидроразрывом, чтобы уменьшить воздействие кристаллического кремнезема, а также ограничить предел воздействия. [28]

Кристаллические формы

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

Безопасность

Вдыхание мелкодисперсного кристаллического кремнезема 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 последствия заживают. [88]

Другие имена

В этом расширенном списке перечислены синонимы диоксида кремния; все эти значения взяты из одного источника; значения в источнике были представлены с заглавной буквы. [89]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abcde Haynes WM, изд. (2011). Справочник CRC по химии и физике (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . ISBN 1-4398-5511-0.
  2. ^ abc Карманный справочник NIOSH 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. ^ Аб Зумдал, Стивен С. (2009). Химические принципы 6-е изд . Компания Хоутон Миффлин. п. А22. ISBN 978-0-618-94690-7.
  5. ^ Илер РК (1979). Химия кремнезема . Нью-Йорк: Уайли. ISBN 9780471024040.
  6. ^ аб Фернандес Л.Д., Лара Э., Митчелл Э.А. (2015). «Контрольный список, разнообразие и распространение раковинных амеб в Чили» (PDF) . Европейский журнал протистологии . 51 (5): 409–24. дои : 10.1016/j.ejop.2015.07.001. PMID  26340665. Архивировано (PDF) из оригинала 10 октября 2022 г.
  7. ^ аб Скиннер Б.Дж., Эпплман Д.Э. (1963). «Меланофлогит, кубическая полиморфная модификация кремнезема» (PDF) . Являюсь. Минеральная. 48 : 854–867. Архивировано (PDF) из оригинала 10 октября 2022 г.
  8. ^ Дуглас Б.Е., Хо С., ред. (2006), «Кристаллические структуры кремнезема и силикатов металлов», Структура и химия кристаллических твердых тел , Нью-Йорк, Нью-Йорк: Springer, стр. 233–278, номер документа : 10.1007/0-387-36687-3_10, ISBN 978-0-387-36687-6, получено 8 октября 2023 г.
  9. ^ Некрашевич СС, Гриценко В.А. (01.02.2014). «Электронная структура диоксида кремния (обзор)». Физика твердого тела . 56 (2): 207–222. Бибкод : 2014PhSS...56..207N. дои : 10.1134/S106378341402022X. ISSN  1090-6460. S2CID  255234311.
  10. ^ Северная Каролина Норман (1997). Периодичность и элементы s- и p-блока . Издательство Оксфордского университета. стр. 50–52, 65–67. ISBN 978-0-19-855961-0.
  11. ^ Унгер К.К., изд. (1979), Глава 1. Общая химия кремнезема, Journal of Chromatography Library, vol. 16, Elsevier, стр. 1–14, номер документа : 10.1016/s0301-4770(08)60805-2, ISBN. 978-0-444-41683-4, получено 12 сентября 2023 г.
  12. ^ abcdefg Холлеман А.Ф., Виберг Э. (2001), Виберг Н. (редактор), Неорганическая химия , перевод Иглсона М., Брюэра В., Сан-Диего/Берлин: Academic Press/De Gruyter, ISBN 0-12-352651-5
  13. ^ Манжета YH (1996). Керамическая технология для гончаров и скульпторов. Филадельфия: Пенсильванский университет. стр. 93–95. ISBN 9780812213775.
  14. ^ Де Ла Роча C, Конли DJ (2017). «Мистические кристаллы кремнезема». Кремнеземные истории . Чам: Спрингер. стр. 50–55. дои : 10.1007/978-3-319-54054-2_4. ISBN 9783319540542.
  15. ^ abcdefgh Greenwood NN , Эрншоу А (1984). Химия элементов. Оксфорд: Пергамон Пресс . стр. 393–99. ISBN 978-0-08-022057-4.
  16. ^ Уэллс А.Ф. (1984). Структурная неорганическая химия . Оксфордские научные публикации. ISBN 9780198553700.
  17. ^ Кирфель А., Крейн Х.Г., Блаха П. и др. (2001). «Распределение электронной плотности в стишовите SiO2: новое исследование синхротронного излучения высоких энергий». Акта Кристаллогр. А. _ 57 (6): 663–77. Бибкод : 2001AcCrA..57..663K. дои : 10.1107/S0108767301010698 . ПМИД  11679696.
  18. ^ Шерцер Дж (1978). «Деалюминированные структуры типа фожазита с соотношением SiO 2 /Al 2 O 3 более 100». Дж. Катал. 54 (2): 285. дои : 10.1016/0021-9517(78)90051-9.
  19. ^ Shell SM, Дебенедетти П.Г., Панагиотопулос АЗ (2002). «Молекулярный структурный порядок и аномалии жидкого кремнезема» (PDF) . Физ. Преподобный Е. 66 (1): 011202. arXiv : cond-mat/0203383 . Бибкод : 2002PhRvE..66a1202S. doi : 10.1103/PhysRevE.66.011202. PMID  12241346. S2CID  6109212. Архивировано из оригинала (PDF) 4 июня 2016 г. Проверено 7 июля 2009 г.
  20. ^ Аксай И.А., Паск Дж.А., Дэвис РФ (1979). «Плотность расплавов SiO2-Al2O3» (PDF) . Варенье. Керам. Соц. 62 (7–8): 332–336. doi :10.1111/j.1151-2916.1979.tb19071.x. Архивировано (PDF) из оригинала 10 октября 2022 г.
  21. ^ Юци П., Шуберт У (2003). Химия кремния: от атома к расширенным системам . Вайли-ВЧ. 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 . Уайли и сыновья. п. 138. ИСБН 9781405160544.
  24. ^ Мэсси Ф.П., Эннос А.Р., Хартли С.Э. (2006). «Кремнезем в травах как защита от травоядных насекомых: контрастное воздействие на фоливоры и флоэмные питатели». Дж. Аним. Экол. 75 (2): 595–603. Бибкод : 2006JAnEc..75..595M. дои : 10.1111/j.1365-2656.2006.01082.x . ПМИД  16638012.
  25. ^ Keeping MG, Кведарас OL (2008). «Кремний как защита растений от травоядных насекомых: ответ Мэсси, Энносу и Хартли». Дж. Аним. Экол. 77 (3): 631–3. Бибкод : 2008JAnEc..77..631K. дои : 10.1111/j.1365-2656.2008.01380.x . ПМИД  18341561.
  26. ^ Зейн М.Ф., Ислам М.Н., Махмуд Ф., Джамиль М. (2011). «Производство золы рисовой шелухи для использования в бетоне в качестве дополнительного вяжущего материала». Строительство и строительные материалы . Композиционные материалы и технология клеевого соединения. 25 (2): 798–805. doi :10.1016/j.conbuildmat.2010.07.003. ISSN  0950-0618.
  27. ^ Невин CM (1925). Формовочные пески Олбани в долине Гудзона . Университет штата Нью-Йорк в Олбани.
  28. ^ abcd Greenhouse S (23 августа 2013 г.). «Новые правила позволят сократить воздействие кремнеземной пыли». Нью-Йорк Таймс . Проверено 24 августа 2013 г.
  29. ^ Оджован М.И. (2004). «Стеклообразование в аморфном SiO 2 как перколяционный фазовый переход в системе сетчатых дефектов». Письмо в ЖЭТФ. 79 (12): 632–634. Бибкод : 2004JETPL..79..632O. дои : 10.1134/1.1790021. S2CID  124299526.
  30. ^ Эллиотт С.Р. (1991). «Средний структурный порядок в ковалентных аморфных твердых телах». Природа . 354 (6353): 445–452. Бибкод : 1991Natur.354..445E. дои : 10.1038/354445a0. S2CID  4344891.
  31. ^ Аткинс П.В., Овертон Т., Рурк Дж. и др., ред. (2010). Неорганическая химия Шрайвера и Аткинса (5-е изд.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. п. 354. ИСБН 9780199236176. ОСЛК  430678988.
  32. ^ ab «Дымящие оксиды металлов Cab-O-Sil».
  33. ^ Черагян Дж., Член парламента Вистубы, Киани С., Бэррон А.Р., Бехнуд А. (декабрь 2021 г.). «Реологические, физико-химические и микроструктурные свойства асфальтового вяжущего, модифицированного наночастицами коллоидного кремнезема». Научные отчеты . 11 (1): 11455. Бибкод : 2021NatSR..1111455C. doi : 10.1038/s41598-021-90620-w. ПМК 8169902 . ПМИД  34075083. 
  34. ^ Барель А.О., Пэй М., Майбах Х.И. (2014). Справочник по косметической науке и технологиям (4-е изд.). ЦРК Пресс. п. 444. ИСБН 9781842145654. Эти мягкофокусные пигменты, в основном состоящие из полимеров, слюд и тальков, покрытых шероховатыми или сферическими частицами небольшого диаметра, такими как диоксид кремния или диоксид титана, используются для оптического уменьшения морщин. Эти эффекты достигаются за счет оптимизации очертаний морщин и уменьшения разницы яркости из-за диффузного отражения.
  35. ^ Барель А.О., Пэй М., Майбах Х.И. (2014). Справочник по косметической науке и технологиям (4-е изд.). ЦРК Пресс. п. 442. ИСБН 9781842145654. Кремнезем представляет собой многопористый ингредиент, который впитывает масло и кожный жир.
  36. ^ Бассетт РК (2007). В эпоху цифровых технологий: исследовательские лаборатории, стартапы и развитие MOS-технологий. Издательство Университета Джонса Хопкинса . стр. 22–23. ISBN 9780801886393.
  37. ^ ab Lécuyer C, Brock DC (2010). Создатели микрочипов: документальная история Fairchild Semiconductor. МТИ Пресс . п. 111. ИСБН 9780262294324.
  38. ^ аб Саксена А (2009). Изобретение интегральных схем: неописуемые важные факты. Международная серия о достижениях в области твердотельной электроники и технологий. Всемирная научная . стр. 96–97. ISBN 9789812814456.
  39. ^ abc «Мартин Аталла в Зале славы изобретателей, 2009» . Проверено 21 июня 2013 г.
  40. ^ ab Black LE (2016). Новые перспективы пассивации поверхности: понимание интерфейса Si-Al2O3. Спрингер . п. 17. ISBN 9783319325217.
  41. ^ аб "Давон Кан". Национальный зал славы изобретателей . Проверено 27 июня 2019 г.
  42. ^ Гудвин В., Линакр А., Хади С. (2007). Введение в судебную генетику . Уайли и сыновья. п. 29. ISBN 9780470010259.
  43. ↑ Кальдероне Дж (20 августа 2015 г.). «Этот облачный футуристический материал проникает в вашу жизнь с 1931 года». Бизнес-инсайдер . Проверено 11 февраля 2019 г.
  44. ^ Табет А.Ф., Бораи Х.А., Галал О.А., Эль-Самахи М.Ф., Муса К.М., Чжан Ю.З., Туда М., Хелми Э.А., Вэнь Дж., Нозаки Т. (14 июля 2021 г.). «Наночастицы кремнезема как пестицид против насекомых разного типа питания и нецелевое привлечение ими хищников». Научные отчеты . 11 (1): 14484. Бибкод : 2021NatSR..1114484T. дои : 10.1038/s41598-021-93518-9. ISSN  2045-2322. ПМК 8280210 . ПМИД  34262071. 
  45. ^ Аб Мейер А., Сэндлер Д.П., Бин Фриман Л.Е. и др. (2017). «Воздействие пестицидов и риск ревматоидного артрита среди лицензированных мужчин, применяющих пестициды, в исследовании здоровья в сельском хозяйстве». Перспективы гигиены окружающей среды . 125 (7): 077010-1–077010-7. дои : 10.1289/EHP1013 . ПМЦ 5744649 . ПМИД  28718769. 
  46. ^ Деринг Р., Ниши Ю., ред. (2007). Справочник по технологии производства полупроводников. ЦРК Пресс. ISBN 9781574446753.
  47. ^ Ли С (2006). Энциклопедия химической обработки . ЦРК Пресс. ISBN 9780824755638.
  48. ^ Морган Д.В., Совет K (1991). Введение в полупроводниковую микротехнологию (2-е изд.). Чичестер, Западный Суссекс, Англия: John Wiley & Sons. п. 72. ИСБН 9780471924784.
  49. ^ Риордан М (2007). «Решение из диоксида кремния: как физик Жан Эрни построил мост от транзистора к интегральной схеме». IEEE-спектр . Проверено 11 февраля 2019 г.
  50. ^ Кристи Р.С., Эбертц Флорида, Драйер Т., Шульц С. (28 января 2019 г.). «Визуализация абсолютной концентрации SiO в пламени синтеза наночастиц низкого давления с помощью лазерно-индуцированной флуоресценции». Прикладная физика Б. 125 (2): 29. Бибкод : 2019ApPhB.125...29C. дои : 10.1007/s00340-019-7137-8. ISSN  1432-0649. S2CID  127735545.
  51. ^ Ромеро-Хайме А.К., Акоста-Энрикес MC, Варгас-Эрнандес Д., Танори-Кордова Х.К., Пинеда Леон Х.А., Кастильо С.Дж. (август 2021 г.). «Синтез и характеристика наносфер ядро-оболочка кремнезем – сульфид свинца для применения в оптоэлектронных устройствах». Журнал материаловедения: Материалы в электронике . 32 (16): 21425–21431. дои : 10.1007/s10854-021-06648-1. ISSN  0957-4522. S2CID  236182027.
  52. ^ Нандиянто А.Б., Ким С.Г., Искандар Ф. и др. (2009). «Синтез сферических мезопористых наночастиц кремнезема с контролируемыми порами нанометрового размера и внешним диаметром». Микропористые и мезопористые материалы . 120 (3): 447–453. doi :10.1016/j.micromeso.2008.12.019.
  53. ^ Морган Д.В., Совет K (1991). Введение в полупроводниковую микротехнологию (2-е изд.). Чичестер, Западный Суссекс, Англия: John Wiley & Sons. п. 27. ISBN 9780471924784.
  54. ^ Флейшер М (1962). «Новые названия минералов» (PDF) . Американский минералог . Минералогическое общество Америки. 47 (2): 172–174. Архивировано (PDF) из оригинала 22 июля 2011 г.
  55. ^ Роджерс GE (2011). Описательная неорганическая, координационная химия и химия твердого тела. Cengage Обучение. стр. 421–2. ISBN 9781133172482.
  56. ^ Лэйн Р.М., Блоховяк К.Ю., Робинсон Т.Р., Хоппе М.Л., Нарди П., Кампф Дж., Ум Дж. (17 октября 1991 г.). «Синтез пятикоординированных комплексов кремния из SiO2» (PDF) . Природа . 353 (6345): 642–644. Бибкод : 1991Natur.353..642L. дои : 10.1038/353642a0. hdl : 2027.42/62810 . S2CID  4310228. Архивировано (PDF) из оригинала 19 августа 2017 г.
  57. ^ Фурнье Р.О., Роу Дж.Дж. (1977). «Растворимость аморфного кремнезема в воде при высоких температурах и высоких давлениях» (PDF) . Являюсь. Минеральная. 62 : 1052–1056. Архивировано (PDF) из оригинала 10 октября 2022 г.
  58. ^ Окамото А (2019). «Образование частиц кремнезема из сверхкритических флюидов и его влияние на гидрологические свойства земной коры». Тезисы докладов конференции Генеральной ассамблеи ЕГУ : 4614. Бибкод : 2019EGUGA..21.4614O.
  59. ^ Рондо В., Жакмин-Гадда Х., Комменж Д. и др. (2008). «Алюминий и кремнезем в питьевой воде и риск болезни Альцгеймера или снижения когнитивных функций: результаты 15-летнего наблюдения за группой PAQUID». Американский журнал эпидемиологии . 169 (4): 489–96. дои : 10.1093/aje/kwn348. ПМК 2809081 . ПМИД  19064650. 
  60. ^ «Безопасно работать с кремнеземом». CPWR — Центр строительных исследований и обучения . Проверено 11 февраля 2019 г.
  61. ^ «План действий по исследованию волчанки». Национальный институт артрита, скелетно-мышечных и кожных заболеваний . Национальные институты здоровья . 2017 . Проверено 11 февраля 2019 г.
  62. ^ Reuzel PG, Bruijntjes JP, Feron VJ и др. (1991). «Субхроническая ингаляционная токсичность аморфного кремнезема и кварцевой пыли у крыс». Пищевая хим. Токсикол. 29 (5): 341–54. дои : 10.1016/0278-6915(91)90205-Л. ПМИД  1648030.
  63. ^ «Воздействие кремнезема на рабочих во время производства, отделки и установки столешниц» (PDF) . Национальный институт безопасности и гигиены труда и Управление по безопасности и гигиене труда . 2015. Архивировано (PDF) из оригинала 10 октября 2022 г. Проверено 26 февраля 2015 г.
  64. ^ Хорнунг В., Бауэрнфейнд Ф., Галле А. и др. (2008). «Кристаллы кремнезема и соли алюминия активируют воспаление NALP3 посредством фагосомной дестабилизации». Нат. Иммунол. 9 (8): 847–856. дои : 10.1038/ni.1631. ПМЦ 2834784 . ПМИД  18604214.  
  65. ^ Торговец JA, изд. (1986). Профессиональные респираторные заболевания (PDF) . Цинциннати, Огайо: Министерство здравоохранения и социальных служб США, NIOSH. дои : 10.26616/NIOSHPUB86102. hdl : 2027/uc1.31210023588922. Публикация DHHS (NIOSH) 86-102.
  66. ^ NIOSH (2002) Обзор опасностей, Влияние на здоровье профессионального воздействия вдыхаемого кристаллического кремнезема. Цинциннати, Огайо: Министерство здравоохранения и социальных служб США, Служба общественного здравоохранения США, Центры по контролю заболеваний, Национальный институт безопасности и гигиены труда, Публикация DHHS (NIOSH) № 2002-129.
  67. ^ «Информационный бюллетень о кристаллах» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 22 декабря 2017 года . Проверено 3 августа 2017 г.
  68. ^ «Кремнезем кристаллический» . Проверено 3 августа 2017 г.
  69. ^ «Часто задаваемые вопросы» . Проверено 3 августа 2017 г.
  70. ^ «Если это кремнезем, то это не просто пыль!» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 10 октября 2022 г. Проверено 3 августа 2017 г.
  71. ^ «Что вам следует знать о кристаллическом диоксиде кремния, силикозе и правилах использования кремния OSHA штата Орегон» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 10 октября 2022 г. Проверено 3 августа 2017 г.
  72. ↑ Шимендера С.Д. (16 января 2018 г.). Вдыхаемый кристаллический кремнезем на рабочем месте: новые стандарты Управления по охране труда (OSHA) (PDF) . Вашингтон, округ Колумбия: Исследовательская служба Конгресса. Архивировано (PDF) из оригинала 10 октября 2022 г. Проверено 27 января 2018 г.
  73. ^ Лагер Г.А., Йоргенсен Дж.Д., Ротелла Ф.Дж. (1982). «Кристаллическая структура и тепловое расширение a-кварца SiO 2 при низкой температуре». Журнал прикладной физики . 53 (10): 6751–6756. Бибкод : 1982JAP....53.6751L. дои : 10.1063/1.330062.
  74. ^ Райт А.Ф., Леманн М.С. (1981). «Структура кварца при 25 и 590 °С, определенная методом нейтронографии». Журнал химии твердого тела . 36 (3): 371–80. Бибкод : 1981JSSCh..36..371W. дои : 10.1016/0022-4596(81)90449-7.
  75. ^ 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.
  76. ^ Даунс RT, Палмер, округ Колумбия (1994). «Поведение кристобалита под давлением» (PDF) . Американский минералог . 79 : 9–14. Архивировано (PDF) из оригинала 10 октября 2022 г.
  77. ^ Райт А.Ф., Ледбеттер А.Дж. (1975). «Структуры β-кристобалитовых фаз SiO 2 и AlPO 4 ». Философский журнал . 31 (6): 1391–401. Бибкод : 1975PMag...31.1391W. дои : 10.1080/00318087508228690.
  78. ^ 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.
  79. ^ Михе Г., Греч Х. (1992). «Кристаллическая структура моганита: новый тип структуры кремнезема». Европейский журнал минералогии . 4 (4): 693–706. Бибкод : 1992EJMin...4..693M. дои : 10.1127/ejm/4/4/0693.
  80. ^ Левиен Л., Превитт, Коннектикут (1981). «Кристаллическая структура коэсита при высоком давлении и сжимаемость» (PDF) . Американский минералог . 66 : 324–333. Архивировано (PDF) из оригинала 10 октября 2022 г.
  81. ^ Смит-младший, Своп Р.Дж., Поли А.Р. (1995). «H в соединениях рутильного типа: II. Кристаллохимия замещения Al в H-содержащем стишовите» (PDF) . Американский минералог . 80 (5–6): 454–456. Бибкод : 1995AmMin..80..454S. дои : 10.2138/am-1995-5-605. S2CID  196903109. Архивировано (PDF) из оригинала 10 октября 2022 г.
  82. ^ Дера П., Превитт, Коннектикут, Боктор, Новая Зеландия, Хемли, Р.Дж. (2002). «Характеристика фазы кремнезема высокого давления из марсианского метеорита Шерготти». Американский минералог . 87 (7): 1018. Бибкод : 2002AmMin..87.1018D. дои : 10.2138/am-2002-0728. S2CID  129400258.
  83. ^ Зейфертит. Mindat.org.
  84. ^ Накагава Т., Кихара К., Харада К. (2001). «Кристаллическая структура низкого меланофлогита». Американский минералог . 86 (11–12): 1506. Бибкод : 2001AmMin..86.1506N. дои : 10.2138/am-2001-11-1219. S2CID  53525827.
  85. ^ Розмари Шостак (1998). Молекулярные сита: принципы синтеза и идентификации. Спрингер. ISBN 978-0-7514-0480-7.
  86. ^ 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.
  87. ^ Бьоркман Т., Кураш С., Лехтинен О, Котакоски Дж., Язьев О.В., Шривастава А., Скакалова В., Смет Дж.Х., Кайзер У., Крашенинников А.В. (2013). «Дефекты в двухслойном кремнеземе и графене: общие тенденции в различных гексагональных двумерных системах». Научные отчеты . 3 : 3482. Бибкод : 2013NatSR...3E3482B. дои : 10.1038/srep03482. ПМЦ 3863822 . ПМИД  24336488. 
  88. ^ Джонстон CJ, Дрисколл К.Э., Финкельштейн Дж.Н. и др. (2000). «Легочные хемокины и мутагенные реакции у крыс после субхронического вдыхания аморфного и кристаллического кремнезема». Токсикологические науки . 56 (2): 405–413. дои : 10.1093/toxsci/56.2.405 . ПМИД  10911000.
  89. ^ Льюис GR (1999). 1001 химическое вещество в продуктах повседневного спроса (2-е изд.). Джон Уайли и сыновья (Wiley-Interscience). стр. 250–1. ISBN 0-471-29212-5– через Интернет-архив.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме диоксида кремния .