二氧化硅在工業(yè)上的應(yīng)用

二氧化硅在工業(yè)上的應(yīng)用第一頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六硅的分布與存在存在：沒(méi)有游離態(tài)，只有化合態(tài)分布：自然界中分布廣泛，在地殼中居第二位，僅次于氧。是構(gòu)成礦物和巖石的主要成分。第二頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六硅單質(zhì)第三頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六硅的物理性質(zhì)硅有晶體硅和無(wú)定形硅兩種。晶體硅是灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體。硅的結(jié)構(gòu)類似于金剛石，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都很高，硬度大。導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。第四頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第五頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六硅的化學(xué)性質(zhì)常溫下，化學(xué)性質(zhì)不活潑，除氟氣、氫氟酸和強(qiáng)堿外，硅不跟其他物質(zhì)（如氧氣、氯氣、硫酸、硝酸等）起反應(yīng)。在加熱條件下，能跟一些非金屬反應(yīng)。Si＋O2SiO2Si＋2H2SiH4（不穩(wěn)定）高溫Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑第六頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六硅的工業(yè)制法高溫在工業(yè)上，用碳在高溫下還原二氧化硅的方法制得粗硅。SiO2＋2CSi（粗硅）＋2CO↑與氯反應(yīng)：Si＋2Cl2＝SiCl4(溫度為400～500℃)生成的SiCl4液體通過(guò)蒸餾，除去其中的硼、砷等雜質(zhì)。然后用氫氣還原：SiCl4＋2H2Si＋4HCl高溫第七頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六硅的用途硅是一種重要的非金屬單質(zhì)，它的用途非常廣泛。作為良好的半導(dǎo)體材料，硅可用來(lái)制造集成電路、晶體管、硅整流器等半導(dǎo)體器件，還可以制成太陽(yáng)能電池，可制成有良好導(dǎo)磁性、耐酸性的合金。第八頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六大規(guī)模集成電路第九頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六太陽(yáng)能電池第十頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第十一頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第十二頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第十三頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六瑪瑙第十四頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第十五頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第十六頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六二氧化硅的物理性質(zhì)和用途物理性質(zhì)：硬度大、熔點(diǎn)高、難溶于水用途：制光導(dǎo)纖維、電子工業(yè)重要部件、光學(xué)儀器、耐高溫化學(xué)儀器、。利用石英晶體制造石英電子表、石英鐘等。第十七頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六石英及制品石英制品第十八頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六硅礦山硅石第十九頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六水晶及制品第二十頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六水晶制品第二十一頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六瑪瑙第二十二頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六瑪瑙第二十三頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六裝飾品石英坩堝光導(dǎo)纖維石英手表光學(xué)儀器精密儀器軸承耐磨器皿SiO2二氧化硅的用途第二十四頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六納米二氧化硅具有強(qiáng)的電子、電性能，可使材料性能出現(xiàn)大的改觀。納米二氧化硅能較大地提高環(huán)氧樹(shù)脂的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、熱穩(wěn)定性等性能，保持透明度。

第二十五頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六納米二氧化硅的改性第二十六頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六稱取4g的納米SiO2粉體裝入燒杯，加入100mL去離子水，同時(shí)攪拌；再向燒杯中加入15mLH2O2和15mL無(wú)水乙醇溶液，超聲分散30min，使用培養(yǎng)皿封口，放入陰涼處?kù)o置24h。

第二十七頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六將上述混合懸浮液加入三頸燒瓶，使用油浴鍋加熱至60~C，同時(shí)進(jìn)行機(jī)械攪拌，攪拌速度為400r／min。取120mL乙酸乙酯溶液加入三頸燒瓶。

第二十八頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六使用0．1mol／L氨水把反應(yīng)環(huán)境的pH值調(diào)節(jié)到8～9，再取0．5mL~-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷加入三頸燒瓶，反應(yīng)8h(以改性后的親油性粉體完全進(jìn)入有機(jī)相為準(zhǔn))。待反應(yīng)結(jié)束，靜置6h使水相、油相分層，然后用分液漏斗分離有機(jī)相，加熱有機(jī)相至80℃進(jìn)行蒸餾，使乙酸乙酯蒸發(fā)，并冷凝回收，粉體在60℃干燥12h得到親油性納米SiO2粉體。第二十九頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第三十頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第三十一頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第三十二頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六硅烷偶聯(lián)劑改性二氧化硅第三十三頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第三十四頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第三十五頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第三十六頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第三十七頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第三十八頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六改性二氧化硅增韌環(huán)氧樹(shù)脂第三十九頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六1、耐熱性：由于納米二氧化硅粒子比表面積很大，與環(huán)氧基體的界面粘接作用強(qiáng)，吸收大量沖擊能，還增加了基體的剛性，因此納米二氧化硅粒子在一定范圍內(nèi)增強(qiáng)增韌環(huán)氧樹(shù)脂，同時(shí)還提高了材料的耐熱性。

第四十頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六2、

增強(qiáng)增韌作用由于納米二氧化硅粒子的加入，環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等性能在一定范圍內(nèi)有較大提高，這說(shuō)明納米二氧化硅粒子起到了增強(qiáng)增韌作用。它突出了納米級(jí)二氧化硅優(yōu)良的填充特性，使材料性能得到了較大的提高。第四十一頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六制備方法：

在攪拌狀態(tài)下把經(jīng)烘干脫水的納米二氧化硅加入到溶有偶聯(lián)劑的溶劑中，然后用碾磨、高速剪切、球磨、砂磨、超聲波等處理幾十分鐘。在攪拌狀態(tài)下，將上述溶液和環(huán)氧樹(shù)脂混合均勻，脫除溶劑，升溫至130℃，使偶聯(lián)劑與環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)1h．冷卻后，加入化學(xué)計(jì)量的固化劑，混合均勻，抽空脫氣后澆入涂有脫膜劑并預(yù)熱好的鋼模中，經(jīng)程序升溫固化完全后冷卻脫膜。

第四十二頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六添加量：環(huán)氧樹(shù)脂與納米二氧化硅質(zhì)量之比100：5。第四十三頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六

納米二氧化硅的分散:

由于納米粒子尺寸小，表面活性高，容易團(tuán)聚而失去應(yīng)有的對(duì)聚合物增強(qiáng)增韌的作用，因此制備納米粒子填充復(fù)合材料時(shí)，納米粒子應(yīng)充分分散．碾磨、高速剪切、球磨、砂磨、超聲波等處理將有助于納米粒子在樹(shù)脂中的分散。

第四十四頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六由于納米粒子的表面能高，吸附作用強(qiáng)，容易集聚，難以均勻、穩(wěn)定地分散，用碾磨、高速剪切、球磨、砂磨、超聲波等方法和偶聯(lián)劑處理的方法促進(jìn)納米二氧化硅在環(huán)氧樹(shù)脂中的均勻分散。第四十五頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第四十六頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六各種材料配方均以EP100g為標(biāo)準(zhǔn)，基體配方為m(EP)：m(固化劑)：m(稀釋劑)：m(偶聯(lián)劑)=100：42：12：2，將納米SiO2按不同摻混量和環(huán)氧樹(shù)脂以及稀釋劑先在高速研磨機(jī)中研磨(研磨料直徑為2mm鋯珠)30min后，經(jīng)真空捏合機(jī)攪拌10min后倒出A組分，靜置3d后和B組分(固化劑和偶聯(lián)劑)按比例混合，制成各種試件測(cè)試其7天的各種性能。第四十七頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六

隨著納米SiO2摻混量的增大，環(huán)氧樹(shù)脂從牛頓流體向觸變性流體轉(zhuǎn)變。當(dāng)納米SiO2的摻混量為5%和10%時(shí)，結(jié)構(gòu)膠的觸變指數(shù)為1.8和5.8。納米SiO2對(duì)結(jié)構(gòu)膠有較好的增韌作用；當(dāng)納米SiO2的摻混量為5%時(shí)，鋼-鋼剪切強(qiáng)度21.3MPa，提高23.8%；當(dāng)納米SiO2的摻混量為3%時(shí)，結(jié)構(gòu)膠的沖擊強(qiáng)度為5.3kJ/m2，提高23.5%。第四十八頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六在低摻混量范圍內(nèi)，納米SiO2對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)膠的拉伸強(qiáng)度沒(méi)有明顯影響，其摻混量增大結(jié)構(gòu)膠的拉伸強(qiáng)度呈下降趨勢(shì)，但彈性模量有52.3%的提高，有利于工程應(yīng)用。第四十九頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六

SEM實(shí)驗(yàn)表明高速研磨的分散方法，納米SiO2在環(huán)氧樹(shù)脂中分散基本均勻，納米SiO2誘發(fā)銀紋能力明顯，是增韌環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)膠的主要原因。通過(guò)高速研磨的方法制備的納米SiO2改性環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)膠的綜合性能良好，有積極的工程推廣價(jià)值。第五十頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第五十一頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第五十二頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第五十三頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第五十四頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第五十五頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第五十六頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六增強(qiáng)聚丙烯第五十七頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第五十八頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第五十九頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第六十頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第六十一頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第六十二頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第六十三頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第六十四頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第六十五頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第六十六頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第六十七頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第六十八頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第六十九頁(yè)，共七十八頁(yè)，編輯于