鋁矽酸鹽

鋁矽酸鹽是指矽酸鹽中的SiO₄四面體的一部分由AlO4四面體取代組成，如正長石KAlSi₃O₈。也可寫為K[(AlO₂)(SiO₂)₃]，表示四分之一的含氧四面體被鋁原子所占據，還有鈣長石CaAl₂SiO₈或Ca[(AlO₂)₂(SiO₂)₂]，其中一半是AlO₄四面體，另一半是SiO₄四面體。

基本介紹

• 中文名：鋁矽酸鹽
• 外文名：aluminosilicate
• 化學式：xAl2O3·ySiO2
• 用途：製造耐火材料、玻璃、水泥、陶瓷
• 性質：無色晶體
• 分布：分布廣，約占礦物種總數四分之一

簡介

鋁矽酸鹽是指矽酸鹽中的SiO₄四面體的一部分由AlO₄四面體取代組成，如正長石KAlSi₃O₈。也可寫為K[(AlO₂)(SiO₂)₃]，表示四分之一的含氧四面體被鋁原子所占據，還有鈣長石CaAl₂SiO₈或Ca[(AlO₂)₂(SiO₂)₂]，其中一半是AlO₄四面體，另一半是SiO₄四面體。天然的分子篩泡沸石（Na₂O·Al₂O₃·2SiO₂·nH₂O）是一類含有結晶水的鋁矽酸鹽，是一種新型的高效選擇性吸附劑，可用於分離氣體或液體。可由矽酸鈉、偏鋁酸鈉和氫氧化鈉以一定比例混合，脫水乾燥即得分子篩成品。沸石類分子篩在各種多相反應中還大量用作催化劑或催化劑載體。

性質

無色晶體。氧化鋁和氧化矽的比例不恆定。

1：1的鋁矽酸鹽（Al₂O₃·SiO₂）。密度3.247g/cm³。熔點1545℃（分解）。

1：3的鋁矽酸鹽（Al₂O₃·3SiO₂），密度3.156g/cm³。熔點1920℃。

分布

矽酸鹽礦物種類很多且分布極廣，約占礦物種總數的四分之一。構成地殼總重量的75%。鋁矽酸鹽在矽酸鹽中又占重要比例，矽氧四面體在晶體結構中的連線方式不同而形成的五種類型的絡陰離子（島狀絡陰離子、環狀絡陰離子、鏈狀絡陰離子、層狀絡陰離子、架狀絡陰離子），由這些絡陰離子組成的鹽中都有鋁矽酸鹽存在。

鋁矽酸鹽礦物

有價值的鋁矽酸鹽礦物有：長石（K₂O·Al₂O₃·6SiO₂）、雲母（K₂O·2Al₂O₃·6SiO₂·2H₂O）、高嶺土（Al₂O₃·2SiO₂·22H₂O）、沸石（Na₂O·Al₂O₃·3SiO₂·22H₂O）、石榴石（3CaO·Al₂O₃·3SiO₂）等。

用途

用作製造耐火材料、玻璃、水泥、陶瓷的原料。

矽酸鹽玻璃

矽酸鹽玻璃是一種非晶態材料，它具有很多優異的物理性能，例如高強度、高 透光 度和高硬度等。因此，矽酸鹽玻璃及其製品在建築、信息、航空、航天及平板顯示等國民經濟各個領域有著廣泛的套用。但是，隨著矽酸鹽玻璃在航空、航天等一些特殊領域的廣泛套用，對矽酸鹽玻璃在強度、抗熱震等方面提出了更高的要求。為滿足這些要求，人們通過各種手段對玻璃進行強化進而提高其強度。

對玻璃進行強化的方法大致為五種：

（1）減小玻璃的表面缺陷；

（2）控制裂紋缺陷尖端附近的環境；

（3）使用聚合物對玻璃表面進行塗層以增強；

（4）引入表面壓應力；

（5）改變玻璃組分以在裂紋和裂紋周圍析出第二相沉澱。

其中，引入表面壓應力的方法套用最為廣泛。

鋁矽酸鹽改性固沙材料的研究

採用化學固沙方法，分別以水玻璃、氛化鋁溶液作粘結劑和固化劑製備出高性能固沙材料。利用X射線衍射和紅外光譜測試了膠私劑的結構和組分，分析高性能固沙材料的形成機理。研究表明，通過對水玻璃及AlCl₃與水玻璃反應形成的白色須狀物進行FTIR分析測試，得出其中存在開鏈Si-O-Si鍵、Si-O-Al 鍵、游離Si-OH鍵等，水玻璃中的Si(OH)₄與AlCl₃，反應生成了含有Si-O-AI鍵的非晶態鋁矽酸鹽聚合物，具有一定的粘結性和耐水性，為固沙體力學性能的增強提供了重要作用。