二氧化硅的工业化生产
二氧化硅制备
二氧化硅制备二氧化硅是一种重要的无机化合物，化学式为SiO2。
它在自然界中广泛存在，是许多岩石和矿石的主要成分之一。
二氧化硅也被广泛应用于工业生产和科学研究中。
制备二氧化硅的方法有多种，下面将介绍几种常见的方法。
1. 硅石熔融法硅石熔融法是制备二氧化硅最常用的方法之一。
首先将硅石粉碎成粉末，并加入一定比例的氢氧化钠或氢氧化钾作为熔剂。
然后，在高温下将硅石和熔剂混合熔融，使其反应生成硅酸钠或硅酸钾。
随后，将得到的硅酸钠或硅酸钾溶液与酸反应，生成二氧化硅沉淀。
最后，将沉淀经过过滤、洗涤和干燥等步骤，得到纯净的二氧化硅。
2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的低温制备二氧化硅的方法。
首先，将适量的硅源（如硅酸酯）溶解在有机溶剂中，形成胶体溶液。
然后，在适当的温度下，通过水解、缩聚等反应，使溶液中的硅源逐渐聚合成二氧化硅凝胶。
最后，将凝胶进行热处理，去除有机物，并得到纯净的二氧化硅。
3. 气相法气相法是一种高温制备二氧化硅的方法。
在这种方法中，将硅源（如硅酸酯）蒸发成气态，然后与氧气反应生成二氧化硅。
反应过程通常在高温和低压下进行，以促进反应的进行。
气相法制备的二氧化硅通常具有较高的纯度和较细的颗粒大小。
4. 水热法水热法是一种在高温高压水环境下制备二氧化硅的方法。
首先，在适当的温度和压力下，将硅源（如硅酸酯）和溶剂（如水）混合，并进行加热。
在水热反应的条件下，硅源会逐渐水解和缩聚，生成二氧化硅。
水热法制备的二氧化硅通常具有较高的纯度和较大的比表面积。
除了以上几种常见的制备方法，还有其他一些方法可以用于制备二氧化硅，如电解法、溶液法等。
每种方法都有其适用的场景和特点。
在工业生产中，根据不同的需求和要求，可以选择合适的制备方法。
二氧化硅是一种重要的无机化合物，具有广泛的应用价值。
通过不同的制备方法，可以得到纯净的二氧化硅，并应用于各个领域，如材料科学、化学工程、电子技术等。
未来，随着科学技术的不断发展，制备二氧化硅的方法也将不断创新和改进，以满足人们对不同性质二氧化硅的需求。
二氧化硅的工业化生产
二氧化硅的工业化生产1.1 二氧化硅的种类二氧化硅也称硅质原料，不仅包括天然矿物，也包括各种合成产品，其产品可分为结晶态和无定形状两类。
二氧化硅天然矿物通常包括结晶态二氧化硅矿物石英砂、脉石英、粉石英和无定形硅矿物硅藻土。
合成产品要紧是白炭黑（无定形二氧化硅），包括气相白炭黑（气相二氧化硅）、沉淀白炭黑（沉淀二氧化硅）。
石英是二氧化硅天然矿物的要紧矿物组分，化学成分为SiO2，玻璃光泽，断口呈油脂光泽。
贝壳状断口，莫氏硬度7，密度2.65～2.66 。
颜色不一，无色透亮的叫水晶，乳白色的叫乳石英。
按其结晶习性分，三方晶系的为低温石英，又叫 -石英；六方晶系的为高温石英，又称 -石英。
石英砂是一个矿产品的专门名词，它泛指石英成分占绝对优势的各种砂，诸如海砂、河砂、湖砂等。
地质学按成因将它们划分为冲积砂、洪积砂、残积砂等。
石英砂的矿物含量变化专门大，以石英为主，其次包含各类长石、岩屑、重矿石（石榴子石、电气石、辉石、角闪石、榍石、黄玉、绿帘石、钛铁矿等）以及云母、绿泥石、黏土矿物等。
石英砂岩，是一种固结的砂质岩石，常简称为砂岩，是自然界最常见、最一般的硅质矿物原料之一，其石英和硅质碎屑含量一样在95%以上，副矿物多为长石、云母和黏土矿物，重矿物含量专门少。
常见的重矿物有电气石、金红石、磁铁矿等。
石英岩是由石英砂岩或其他硅质岩石通过变质作用而形成的变质岩。
脉石英是与花岗岩有关的岩浆热液矿脉，其矿物组成几乎全部为石英。
粉石英是一种颗粒极细、二氧化硅含量专门高的天然石英矿。
粉石英这一词过去叫法专门多，它既包括天然的粉石英，同时也包括了由硅质矿物原料（石英岩、脉石英）加工而成的石英细粉。
硅砂是以石英为要紧成分的砂矿飞总称。
以天然颗粒状态从地表或地层中产出的硅砂，以及石英岩、石英砂岩风化后呈粒状产出的砂矿称为“天然硅砂”（或简称“硅砂”）。
与此对应，将块状石英岩、石英砂岩粉碎成粒状则称“人造硅砂”。
1.2 二氧化硅的性质1.2.1 性质二氧化硅在自然界分布专门广，如石英、石英砂等。
气相法二氧化硅生产过程和应用特性
气相法二氧化硅生产过程及其应用特性高士忠，建强，耀，莉（化工股份，，110026 ）摘要：介绍了气相法二氧化硅的生产过程、作用机理及应用特性。
关键词：气相法二氧化硅；生产过程；应用特性气相法二氧化硅学名二氧化硅，为工业上独特的超微细纳米级材料。
具有粒度小，超高比表面积（100〜400 m2/g ），纯度高等特性，表现岀优越的分散性、补强性、增稠性、触变性、消光性、电绝缘性及表面处理后的疏水性等。
广泛应用于航空航天、橡胶、涂料、电子电力、汽车、建筑、农业、医药等领域中，发达国家称其为“工业味精”。
1气相法二氧化硅生产过程二氧化硅有2种主要生产路线，一个是高温气相水解法，即气相法或称干法，一个是湿法，即沉淀法。
由于二者的原料路线，生产过程不同，在应用过程中，气相法二氧化硅使用性能要明显优于沉淀法二氧化硅。
气相法二氧化硅是利用硅的氯化物在氢氧焰中燃烧进行高温气相水解，其火焰温度〉1 000 经过凝聚、分离、脱酸、筛选等精制过程生产而成。
总反应式：SiCI4 + 2H2 + 02 —SiO2 + 4HCI其生产工艺过程示意图如图1«1琵梱注二豪化ti生产过釋承畫圈沉淀法二氧化硅是采用硅酸钠为原料与浓硫酸在液相中发生反应，经过液相分离、中和、脱水、干燥、机械研磨等过程生产而成。
由于原料价格低廉，生产成本远远低于气相法二氧化硅。
气相法二氧化硅比沉淀法二氧化硅具有无与伦比的优越性能，如分散性、触变性、增稠性及在橡胶行业的补强性和在电子工业方面的绝缘性等。
2气相法二氧化硅的作用机理由于气相法二氧化硅的表面带有大量的羟基, 这些羟基会在气相法二氧化硅的聚集体之间形成氢键，当其充分分散于液态体系中时，便形成二氧化硅的网状结构。
其排列如图 2所示。
隔粒子\ j 呦我F 圈运 二畦塚状越樹希爲圈 这种网格能增加液体的黏度，并产生触变现象。
二氧化硅聚集体之间形成的氢键断裂， 液相体 新建立起网络结构，当剪切力完全消失后，液触变是液体的物理现象，当对液相体系施加剪切力后，使 系的黏度下降，当停止施加剪切力后， 聚集体又依靠 氢键重 相体系的黏度可恢复到初始值。
二氧化硅行业分析报告
二氧化硅行业分析报告二氧化硅行业分析报告1. 定义二氧化硅，又称二氧化硅（SiO2），是由硅和氧两种元素化合而成的一种化合物。
它是许多岩石，沙子和土壤的主要成分之一。
二氧化硅行业指的是生产和销售二氧化硅这种化合物的相关企业和行业。
2. 分类特点二氧化硅行业可分为以下几类：（1）天然二氧化硅：从天然矿物中提取的二氧化硅；（2）工业二氧化硅：通过反应硅酸铝和苏打反应，腐蚀氢氟酸来制造的；（3）高纯度二氧化硅：通过卫星制造和纯化硅材料而制造的。
3. 产业链二氧化硅行业产业链包括硅矿开采、原料运输、化学加工、生产销售和服务。
4. 发展历程二氧化硅行业的历史可以追溯到最早的石器时代。
在现代工业中，二氧化硅的利用和生产已经非常广泛，包括建筑材料、电子产品、化工产品、居民装饰、食品制造、医疗保健以及航天等领域。
随着科技的发展和工业化生产的逐步深入，二氧化硅行业也日益壮大。
5. 行业政策文件及其主要内容中国政府出台的关于二氧化硅行业的政策文件主要有：（1）《工业企业安全监督条例》：规定工业企业必须符合安全生产的基本要求，确保生产活动安全；（2）《矿山生产安全法》：规定矿山生产的安全要求和相关管理制度；（3）《二氧化硅的应用标准》：对二氧化硅的用途、规定和测试方法进行规范。
6. 经济环境近年来，中国政府已经将制造业定为发展战略的关键。
作为制造业的一项重要支柱产业，二氧化硅行业也受益于政府的政策和投资。
根据统计数据显示，中国政府对二氧化硅行业的政策和投资不断增加，使得二氧化硅行业的经济环境良好。
7. 社会环境随着人们生活水平的提高和环境保护意识的增强，社会对于环保的要求也不断提高。
因此，二氧化硅行业需要考虑如何在生产过程中保护环境，遵守相关法律法规，保证生产与环保和谐发展。
8. 技术环境现代科技水平的提高，使得二氧化硅行业能够使用更高效的生产设备和技术，提高生产效率和质量，促进产品的升级和市场竞争力的提升。
9. 发展驱动因素（1）科技进步：生产设备和技术的不断进步，使得效率和质量得到提升；（2）政府政策：政府制定的针对二氧化硅行业的支持政策，促进了行业的发展；（3）市场需求：随着人们生活水平和经济水平提高，对二氧化硅的需求不断增加。
白炭黑生产工艺
白炭黑生产工艺白炭黑是一种无机颜料，其化学名为二氧化硅，化学式为SiO2。
白炭黑具有极高的白度和亮度，透明度高，具有良好的覆盖性和增艳性，广泛应用于涂料、塑料、橡胶、油墨、造纸等工业领域。
下面将介绍白炭黑的生产工艺。
白炭黑的生产主要通过气相法和湿法两种工艺进行。
气相法主要是通过煅烧硅酸盐原料，在高温下进行氧化还原反应，制得白炭黑。
湿法生产主要通过硅酸盐溶液经过酸化、沉淀、离心、过滤等工序制得白炭黑。
气相法生产白炭黑的工艺较为复杂，具体分为下列几个步骤：首先是原料的准备，将硅酸盐原料和还原剂排列在炉子内部双层管道系统上方。
然后，通过将气体或液体反应介质引入到气相法反应装置中，使原料与介质进行反应。
第二步是反应过程，反应装置的温度一般在600℃~1500℃之间，通过高温条件使硅酸盐原料发生煅烧反应，生成白色的二氧化硅。
第三步是产物处理，将由反应产生的粉末产物通过气流、离心或过滤等方式进行分离和过滤，获取纯净的白炭黑产品。
湿法生产白炭黑的工艺相对简单，具体步骤如下：首先是原料的准备，将硅酸盐原料溶解在水中，得到硅酸盐溶液。
第二步是酸化过程，将硅酸盐溶液与酸进行反应，使其发生酸化反应，生成硅酸。
第三步是沉淀过程，通过搅拌或其他方式使酸化后的硅酸与一定浓度的盐酸或铝酸盐发生沉淀作用，生成白炭黑。
第四步是过滤和洗涤，将沉淀后的白炭黑产品用水进行洗涤，以去除残留的酸性物质和杂质。
第五步是产物干燥，将洗涤后的白炭黑产品通过干燥设备进行干燥，去除水分，得到干燥的白炭黑产品。
无论是气相法还是湿法，生产白炭黑都需要满足一定的生产条件和工艺要求。
例如，在气相法中需要控制合适的温度和反应时间，以及优化反应装置的结构和设计；在湿法中要保证原料浓度、酸化反应条件和沉降速度的控制。
总结起来，白炭黑的生产工艺主要包括气相法和湿法两种方法。
无论采用哪种方法，都需要经过一系列的步骤，包括原料准备、反应过程、产物处理和干燥等环节。
这些工艺要求严苛，需要合理的设备和操作条件，以确保生产出高质量的白炭黑产品。
我国气相法二氧化硅的生产状况及其应用
1气相法白炭黑的用途1.1赋予材料的特性气相法二氧化硅又称气相法白炭黑，是千种极其重要的高科技无机化工产品，也是目前唯一能够实现大规模工业化生产的纳米材料。
它是一种无定形、半透明、流动性很强的絮状胶态物质，是由硅或硅的氯化物在氢氧焰的高温条件下水解而成，是表面带有羟基官能团的超微细粒子。
其原生粒径为1-40nm，平均原生粒径为7～18 nm(接近于分子直径)，聚集体粒径为1μm左右，具有较大的比表面积(通常为50-400m2/g)。
它的分子间由Si-O共价键结合在一起，形成结构稳定的晶格场。
当物质颗粒的粒径达到纳米级时，也就是接近分子状态时，粒子的量子效应使物质的物理化学性质发生显著的变化，粒子表面不再是传统意义上的物体表面，更多的表征是表面原子、化学键、内能、焓、熵及分子间的作用力等。
气相法二氧化硅的高比表面积和孔结构对许多物质的物理化学性能产生显著的影响。
它具有高触变性、高分散性、抗温变性、高耐磨性、高折光性，在材料中具有“分子桥”作用，可改善材料的性能，赋予材料与众不同的性能，因此在新型材料中占有特殊的地位，尤其是在国防与航天工业中占有极其重要的地位。
(1)高张力性。
在纺织材料表面涂含气相法二氧化硅的涂料，可以极大地提高材料表面的张力，如现代防弹衣。
(2)热屏蔽性。
橡胶在实际应用中，局部受热后会产生热聚积效应，使该部位的力学强度下降。
气相法二氧化硅在橡胶中可以起到热屏蔽作用和热传导作用。
在能量转换元件中，损失的能量会产生大量的热，而气相法二氧化硅可以起到良好的热屏蔽作用和表面热传导作用，使损失的能量减少，提高材料的安全性。
(3)憎水性。
普通陶瓷绝缘子的表面能较高，容易形成水膜，降低绝缘性能，给电力安全生产带来隐患。
由硅橡胶制成的复合绝缘子主要是由混有憎水性气相法二氧化硅的甲基乙烯基硅橡胶制成，每片耐10kV电。
当硅橡胶材料表面有微小雾珠和雨滴时，绝大部分雾珠和雨滴都呈球状，不连续地散落在表面。
二氧化硅粉尘与矽肺
二氧化硅粉尘与矽肺引言：随着工业化的发展，许多行业产生的粉尘对人体健康产生了严重影响。
其中，二氧化硅粉尘对人体的危害尤为突出，可引发矽肺等严重疾病。
本文将介绍二氧化硅粉尘的来源、危害以及防护措施，并对矽肺的病因、症状和治疗进行详细阐述。
一、二氧化硅粉尘的来源和危害二氧化硅粉尘是一种常见的工业粉尘，主要由矽石、石英等矿石破碎、磨削和研磨过程中产生。
以下行业是二氧化硅粉尘主要的来源：1. 石英砂制造行业：石英砂是玻璃、陶瓷、建材等行业的主要原料，其制备过程中会产生大量二氧化硅粉尘。
2. 石材加工行业：加工大理石、花岗岩、板岩等天然石材时，会产生大量二氧化硅粉尘。
3. 铸造行业：铸造过程中经常使用砂芯，这些砂芯的制备和处理过程中会产生大量二氧化硅粉尘。
4. 建筑行业：建筑工地进行石材切割、墙体打磨、水泥搅拌等工艺时也会产生二氧化硅粉尘。
然而，长期接触二氧化硅粉尘会对人体健康造成严重影响。
二氧化硅粉尘可以在空气中悬浮，并被人体吸入。
一旦进入呼吸道，会造成气管、支气管、肺泡等呼吸器官组织的损伤，长期积累还会引发矽肺等疾病。
二、矽肺的病因、症状和治疗矽肺是由长期吸入二氧化硅粉尘引起的一种肺部疾病，主要表现为肺纤维化和肺功能受损。
以下是矽肺的病因、症状和治疗方法：1. 病因：矽肺主要是长期接触二氧化硅粉尘所导致的，一般工人在矽肺高风险行业从事20年以上，吸入总量超过70mg/m³·a（质量浓度每立方米70毫克以上）才会发生矽肺。
2. 症状：矽肺的早期症状包括咳嗽、咳痰和胸闷等。
随着疾病的进展，症状会加重，如呼吸困难、乏力、食欲减退等。
在晚期，矽肺还可能导致肺心病、慢性肺源性心脏病等并发症。
3. 治疗：一旦确诊为矽肺，应立即停止接触二氧化硅粉尘的环境。
治疗方法包括药物治疗和支持性治疗。
药物治疗一般采用抗纤维化药物和支气管扩张剂等，以减缓病情进展。
支持性治疗主要包括氧疗、康复训练和心理支持等，以提高患者的生活质量。
二氧化硅的应用
二氧化硅的应用二氧化硅，化学式为SiO2，是一种无机化合物，常见的天然矿物有石英、石家不磷石和玻璃等。
由于其结构稳定且物理性质优越，二氧化硅被广泛应用于各个领域，其应用价值和重要性逐渐被人们所认识和重视。
一、工业领域的应用1. 玻璃制造：作为玻璃的主要成分之一，二氧化硅赋予玻璃优异的透明性、硬度和耐腐蚀性能。
通过控制硅的含量和熔融过程，可以制造出不同类型的玻璃，如平板玻璃、光学玻璃和特种玻璃等。
2. 陶瓷工艺：在陶瓷制造过程中，二氧化硅可以增加陶瓷的强度、耐火性和耐磨性。
它还可以调节陶瓷的收缩率和热稳定性，使陶瓷制品更加坚固和耐用。
3. 涂料和油漆：二氧化硅可用作涂料和油漆的填充剂和增稠剂，提高涂层的流平性、抗结皮性和附着力。
此外，二氧化硅还能增加涂层的硬度和耐磨性。
4. 橡胶工业：作为增强填料，二氧化硅可以提高橡胶制品的强度、耐磨性和耐候性。
它还可用于制造医疗用品、轮胎、密封件等。
二、生命科学领域的应用1. 医疗领域：二氧化硅在医疗技术中有着广泛的应用。
例如，二氧化硅微粒可用于制备药物缓释系统、控制药物释放速率，可以提高药物的效果和疗效。
此外，二氧化硅纳米颗粒还可以用于癌症治疗、基因递送和疫苗开发等。
2. 生物传感器：利用二氧化硅的生物相容性和高表面积特性，制备生物传感器可以检测和测量生物分子、细胞和蛋白质的存在和浓度，有助于疾病的早期诊断和治疗。
3. 组织工程：二氧化硅纳米颗粒可以用于制备人工骨骼和软骨组织，促进骨细胞和软骨细胞的增殖和生长，有助于修复和替代受损的组织。
三、环境领域的应用1. 污水处理：二氧化硅可以用于净化和处理污水中的有机物和重金属离子。
通过调节二氧化硅的结构和表面性质，能够有效吸附和去除污染物，提高污水的质量。
2. 大气污染控制：二氧化硅颗粒可以用于捕捉和吸附空气中的有害气体，如硫化物和氮氧化物。
这可以减少大气污染物的排放量，改善空气质量。
3. 垃圾填埋场和废物处理：二氧化硅可以用于垃圾填埋场的封闭层和废物处理过程中的防渗层和过滤介质。
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二氧化硅的工业化生产1.1二氧化硅的种类二氧化硅也称硅质原料，不仅包括天然矿物，也包括各种合成产品，其产品可分为结晶态和无定形态两类。
二氧化硅天然矿物通常包括结晶态二氧化硅矿物石英砂、脉石英、粉石英和无定形硅矿物硅藻土。
合成产品主要是白炭黑（无定形二氧化硅），包括气相白炭黑（气相二氧化硅）、沉淀白炭黑（沉淀二氧化硅）。
石英是二氧化硅天然矿物的主要矿物组分，化学成分为SiO2，玻璃光泽，断口呈油脂光泽。
贝壳状断口，莫氏硬度7，密度2.65～2.66。
颜色不一，无色透明的叫水晶，乳白色的叫乳石英。
按其结晶习性分，三方晶系的为低温石英，又叫-石英；六方晶系的为高温石英，又称-石英。
石英砂是一个矿产品的专门名词，它泛指石英成分占绝对优势的各种砂，诸如海砂、河砂、湖砂等。
地质学按成因将它们划分为冲积砂、洪积砂、残积砂等。
石英砂的矿物含量变化很大，以石英为主，其次包含各类长石、岩屑、重矿石（石榴子石、电气石、辉石、角闪石、榍石、黄玉、绿帘石、钛铁矿等）以及云母、绿泥石、黏土矿物等。
石英砂岩，是一种固结的砂质岩石，常简称为砂岩，是自然界最常见、最普通的硅质矿物原料之一，其石英和硅质碎屑含量一般在95%以上，副矿物多为长石、云母和黏土矿物，重矿物含量很少。
常见的重矿物有电气石、金红石、磁铁矿等。
石英岩是由石英砂岩或其他硅质岩石经过变质作用而形成的变质岩。
脉石英是与花岗岩有关的岩浆热液矿脉，其矿物组成几乎全部为石英。
粉石英是一种颗粒极细、二氧化硅含量很高的天然石英矿。
粉石英这一词过去叫法很多，它既包括天然的粉石英，同时也包括了由硅质矿物原料（石英岩、脉石英）加工而成的石英细粉。
硅砂是以石英为主要成分的砂矿飞总称。
以天然颗粒状态从地表或地层中产出的硅砂，以及石英岩、石英砂岩风化后呈粒状产出的砂矿称为“天然硅砂”（或简称“硅砂”）。
与此对应，将块状石英岩、石英砂岩粉碎成粒状则称“人造硅砂”。
1.2二氧化硅的性质1.2.1性质二氧化硅在自然界分布很广，如石英、石英砂等。
白色或无色，含铁量较高的是淡黄色。
密度2.65～2.66。
熔点1670℃（鳞石英）；1710℃（方石英）。
沸点2230℃。
不溶于水微溶于酸，微粒时能与熔融和碱类起作用。
二氧化硅的化学式SiO2，式量60.08，也叫硅石，是一种坚硬难溶的固体。
它常以石英、鳞石英、方石英三种变体出现。
从地面往下16千米几乎65％为二氧化硅的矿石。
天然的二氧化硅分为晶态和无定形两大类，晶态二氧化硅主要存在于石英矿中。
纯石英为无色晶体，大而透明的棱柱状石英为水晶。
二氧化硅是硅原子跟四个氧原子形成的四面体结构的原子晶体，整个晶体又可以看作是一个巨大分子，SiO2是最简式，并不表示单个分子。
无定形二氧化硅为白色固体或粉末。
二氧化硅的化学性质很稳定，不溶于水也不跟水反应，是酸性氧化物，不跟一般酸反应。
二氧化硅的性质不活泼，它不与除氟、氟化氢和氢氟酸以外的卤素、卤化氢和氢卤素以及硫酸、硝酸、高氯酸作用。
氟化氢(氢氟酸)是唯一可使二氧化硅溶解的酸，生成易溶于水的氟硅酸。
反应式如下所示：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O二氧化硅与碱性氧化物SiO2＋CaO=（高温）CaSiO3二氧化硅能溶于浓热的强碱溶液：SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O（盛碱的试剂瓶不能用玻璃塞而用橡胶塞）在高温下，二氧化硅能被碳、镁、铝还原：SiO2＋2C=Si＋2CO↑1.2.2二氧化硅结构在大多数微电子工艺感兴趣的温度范围内，二氧化硅的结晶率低到可以被忽略。
尽管熔融石英不是长范围有序，但她却表现出短的有序结构，它的结构可认为是4个氧原子位于三角形多面的脚上。
多面体中心是一个硅原子。
这样，每4个氧原子近似共价键合到硅原子，满足了硅的化合价外壳。
如果每个氧原子是两个多面体的一部分，则氧的化合价也被满足，结果就成了称为石英的规则的晶体结构。
在熔融石英中，某些氧原子，成为氧桥位，与两个硅原子键合。
某些氧原子没有氧桥，只和一个硅原子键合。
可以认为热生长二氧化硅主要是由人以方向的多面体网络组成的。
与无氧桥位相比，有氧桥的部分越大，氧化层的粘合力就越大，而且受损伤的倾向也越小。
干氧氧化层的有氧桥与无氧桥的比率远大于湿氧氧化层。
因此，可以认为，SiO2与其说是原子晶体，却更近似于离子晶体。
氧原子与硅原子之间的价键向离子键过渡。
二氧化硅是制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维和耐火材料的原料。
当二氧化硅结晶完美时就是水晶；二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙；二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石；二氧化硅晶粒小于几微米时，就组成玉髓、燧石、次生石英岩。
物理性质和化学性质均十分稳定的矿产资源，晶体属三方晶系的氧化物矿物，即低温石英（α-石英），是石英族矿物中分布最广的一个矿物种。
广义的石英还包括高温石英（β-石英）。
石英块又名硅石，主要是生产石英砂(又称硅砂)的原料，也是石英耐火材料和烧制硅铁的原料。
1.3应用领域和用途（1）玻璃平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品（玻璃罐、玻璃瓶、玻璃管等）、光学玻璃、玻璃纤维、玻璃仪器、导电玻璃、玻璃布及防射线特种玻璃等的主要原料（2）陶瓷及耐火材料瓷器的胚料和釉料，窑炉用高硅砖、普通硅砖以及碳化硅等的原料（3）冶金硅金属、硅铁合金和硅铝合金等的原料或添加剂、熔剂（4）建筑混凝土、胶凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能检验材料（即水泥标准砂）等（5）化工硅化合物和水玻璃等的原料，硫酸塔的填充物，无定形二氧化硅微粉（6）机械铸造型砂的主要原料，研磨材料（喷砂、硬研磨纸、砂纸、砂布等）（7）电子高纯度金属硅、通讯用光纤等（8）橡胶、塑料填料（可提高耐磨性）在PVC地板中，粉石英主要作为填料，细度在320目，填充量为16%～18%；在PVC耐酸板管中，粉石英填料细度为400目，填充量为10%～15%，在塑料薄膜中，粉石英填料细度在600目以上，填充量为10%～12%。
（9）油漆、涂料（可提高涂料的耐候性）硅藻土由于具有不同的粒子形状和结构特征，再加上极高的吸油量，涂料中用它作为消光剂，主要用于平光乳胶漆和清漆、底漆及某些混凝土涂料中，它还在涂料中用作增加遮盖性颜料遮盖力的填料。
2.1白炭黑白炭黑是一种人工合成的无定形二氧化硅超微粒子填料，白炭黑是多孔性物质，化学名称水合二氧化硅，分子式SiO2•nH2O（其中nH2O 是以表面羟基的形式存在），是微细粉末状或超细粒子状的二氧化硅，粒径小于100nm，通常为20~60nm，化学纯度高（高纯者SiO2达99.8%）。
分散性好，比表面积大，密度2.319~2.653g/cm3，熔点1750℃。
能溶于苛性碱和氢氟酸，不溶于水、溶剂和酸（氢氟酸除外）。
耐高温、不燃、无味、无嗅、具有很好的电绝缘性。
白炭黑按制造工艺大体分为：气相法（气相法白炭黑、气相二氧化硅）；沉淀法（沉淀法白炭黑、沉淀法二氧化硅）。
气相法白炭黑是利用氯硅烷经氢氧焰高温水解制得的一种精细、特殊的无定形粉体材料，制备工艺复杂，价格昂贵。
气相法白炭黑常态下为白色无定形絮状半透明固体胶状纳米粒子（粒径小于100nm），无毒，平均原生粒径为7~40nm，有巨大的比表面积，可达400m2/g。
产品纯度高，SiO2含量不小于99.8%，是一种多功能的添加剂，广泛用于涂料，可起到增稠、触变、消光等作用。
沉淀法白炭黑又分为传统沉淀法白炭黑和特殊沉淀法白炭黑，前者是指以硫酸、盐酸、CO2与水玻璃为基本原料生产的二氧化硅，后者是指采用超重力技术、溶胶-凝胶法、化学晶体法、二次结晶法或反相胶束微乳液法等特殊方法生产的二氧化硅。
沉淀白炭黑属于含水二氧化硅，SiO2含量90%左右，市场需求量大。
沉淀白炭黑主要用作天然橡胶和合成橡胶的补强剂、牙膏摩擦剂等。
气相白炭黑主要用作硅橡胶的补强剂、涂料和不饱和树脂增稠剂，超细二氧化硅凝胶和气凝胶主要用作涂料消光剂、增稠剂、塑料薄膜开口剂等。
白炭黑比表面积研究是非常重要的，白炭黑的比表面积检测数据只有采用BET方法检测出来的结果才是真实可靠的，目前国内外比表面积测试统一采用多点BET法，国内外制定出来的比表面积测定标准都是以BET测试方法为基础的，请参看我国国家标准（GB/T19587-2004）-气体吸附BET原理测定固态物质比表面积的方法。
2.2白炭黑的制备工艺2.2.1气相白炭黑（气相二氧化硅）的制备工艺主要为化学气相沉积（CAV）法，又称热解法、干法或燃烧法。
气相白炭黑的制备原理是硅卤化合物在氢气、氧气燃烧生产的水中进行高温（大于1000摄氏度）水解反应；然后聚冷，经过聚集、脱酸等后处理工艺而获得产品。
空气和氢气分别经过加压、分离、冷却脱水、硅胶干燥、除尘过滤后送入合成水解炉。
将四氯化硅原料送至精馏塔精馏后，在蒸发器中加热蒸发，并以干燥、过滤后的空气为载体，送至合成水解炉。
四氯化硅在高温下气化（火焰温度1000~1800℃）后，与一定量的氢和氧（或空气）在1800℃左右的高温下进行气相水解；此时生成的气相二氧化硅颗粒极细，与气体形成气溶胶，不易捕集，故使其先在聚集器中聚集成较大颗粒，然后经旋风分离器收集，再送入脱酸炉，用含氮空气吹洗气相二氧化硅至PH值为4～6即为成品。
其化学反应式如下：SiCl4(g)＋2H2(g)＋O2(g)—>SiO2(g)＋4HCl(g)2CH3SiCl3(g)＋2H2(g)＋5O2(g)—>2SiO2(g)＋6HCl(g)+2CO2(g)+2H2O(g)其中，CH3SiCl3是直接法合成甲基氯硅烷生产过程中不可避免的副产物，其比例约占单体总产量的10%~15%。
由于Si原子上多出一个甲基，用其合成白炭黑的机理要比用SiCl4复杂得多。
在20世纪60~70年代，气相白炭黑主要以四氯化硅为原料，生产工艺较易控制，但成本较高。
目前气相白炭黑制造公司与有机硅单体生产公司密切合作，利用廉价的有机硅副产物为主要原料，生产气相法白炭黑；而气相法白炭黑生产过程中副产的盐酸，则返回有机硅单体厂用于有机硅单体的合成，同时用于有机硅产品的后加工，形成一个资源循环利用，相互促进发展的良性循环，具有极好的社会经济效益。
德国迪高沙（Degussa）公司和美国卡伯特（Cabot）公司的气相法生产技术全球领先。
他们的生产装置规模大，自动化程度高，产品成本低，牌号（尤其是应用于特殊领域的功能性专用产品牌号）多，品质好，如表面积分布均匀、含水量低。
我国沈阳化工股份有限公司及上海氯碱化工股份有限公司也采用气相法生产，但在生产规模、生产技术、自动化程度及产品牌号等方面远不及国外大公司。
广州吉必盛科技实业有限公司是目前国内产量最大，牌号最全，技术最先进的气相二氧化硅供应商，是气相二氧化硅国家标准GB20020-2005负责起草单位。