“七十二变”的二氧化硅
二氧化硅
分子式：SiO2
CAS：-86-9
二氧化硅在自然界中无处不在，在地壳的含量仅次于氧。天然状态的二氧化硅主要分为两种：结晶状态的二氧化硅和非晶状态的二氧化硅。结晶状态的二氧化硅矿物学名称叫做石英，包括河砂、海砂、沙漠里的沙子、石英岩，以及无色水晶、紫水晶等等。虽然它们同是结晶状态的二氧化硅，水晶的“基因”却比沙子要优良许多，完美地继承了二氧化硅的晶体结构。晶体结构太让人舒适非晶状态的天然二氧化硅主要以硅藻土、玛瑙为代表。紫晶洞是水晶和玛瑙的复合体，外层为非晶状态二氧化硅（玛瑙），内层为结晶状态二氧化硅（石英）
有天然的，就有合成的。当天然二氧化硅无法满足使用要求时，人工合成二氧化硅就成为一种补充方式。探索永无止境，然后......以主要成分为二氧化硅的天然矿产品或人工合成二氧化硅为原料，人类继续深加工出了几种“进阶”产品（不好意思，把大家绕晕了），比如石英玻璃、二氧化硅微粉等。石英玻璃微观结构是一种非晶体的“玻璃态”，结构很紧密，光学性能非常优异。“浴火重生”的二氧化硅
别看二氧化硅多变，它的化学性质可十分稳定，不溶于水，也不与水反应，是酸性氧化物，但不与一般酸反应，氢氟酸除外（专一！这个知识点是重点）。此外，二氧化硅具有硬度高、耐高温、耐腐蚀、透光性好等特性，有多耐高温呢？就这么说吧，孙悟空被太上老君关进炼丹炉，烧了七七四十九天，愣是没有炼化，原因可以从化学的角度解释：因为孙悟空是石猴，主要成分是二氧化硅，熔点高达℃，而烧炭的炼丹炉，最高温度是℃。并且，二氧化硅在高温下会发生玻璃化，因此也练就了孙悟空通透的火眼金睛。和牙齿的不解之缘
要说二氧化硅的应用可就太多太多了，回到我们的开头，先讲讲牙科陶瓷材料。牙科陶瓷可以分为玻璃基陶瓷和全陶瓷。玻璃基陶瓷是含有玻璃相的一类陶瓷材料，陶瓷中含有大量二氧化硅玻璃基质，具有优异的半透明性，使得材料有更大的色度可调性，以适应周围牙齿的色泽，美观性能好。全陶瓷中，高韧性的二氧化锆基陶瓷在牙科领域的应用最广，其具有优异力学性能以及良好的生物相容性，但是与玻璃基陶瓷相比二氧化皓基陶瓷透明度不够高。玻璃基陶瓷还有一个优势，就是粘接性能好。因为二氧化硅只与氢氟酸反应，可以通过氢氟酸酸蚀和表面硅烷偶联剂处理增大其粘接强度。对于临床应用中嵌体、高嵌体、瓷贴面等需要提高粘接固位的修复体类型，使用玻璃基陶瓷制作修复体具有较高的可靠性。但是玻璃基陶瓷也有缺点，因为有一定量的玻璃相存在，通常断裂韧性和抗弯强度仅约为全陶瓷的一半，这限制了玻璃基陶瓷在牙科领域更广泛的应用。如何让这两种牙科陶瓷优势互补，强强联合呢？同时具备高强度和高透明度的二氧化锆玻璃陶瓷，将是新一代牙科陶瓷的目标。二氧化硅在牙齿上的应用远不止陶瓷材料，还有喷砂洗牙和牙膏的摩擦剂，这里我们就不展开说明了。烧结好伴侣
近年来，5G、新能源汽车的普及将带来大量的结构陶瓷，陶瓷轴承、结构件、电子陶瓷需求。陶瓷滤波器、MLCC、LTCC，各类陶瓷元件市场持续火爆，各个应用领域长期依赖进口的高端陶瓷粉体、制品也在不断加快国产化。这类先进陶瓷中，氧化铝陶瓷备受到青睐。当氧化铝陶瓷完全致密化时，透光率大幅提升呈半透明状，可制作高压钠灯电弧管、红外光学元件、微波集成电路基片等器件。不仅如此，致密度的提高还能够提升氧化铝陶瓷的力学性能。一般认为提高氧化铝陶瓷致密度的方法主要有两个途径。首先，是通过提高烧结温度或提供还原气氛；其次，便是通过添加剂改善陶瓷致密性。二氧化硅是一种常用的烧结助剂成分，二氧化硅在高温下能够得到稳定的硅酸盐液相，它们是二元或三元的低熔点化合物，液相能促进烧结，降低烧结温度，细化晶粒，使氧化铝陶瓷的力学性能得到改善。二氧化硅的热门“玩法”
说完二氧化硅对陶瓷性能提升的主要帮助，我们再说说二氧化硅另一个热门“玩法”——抛光。二氧化硅抛光液是以高纯度硅粉为原料，经特殊工艺生产的一种高纯度低金属离子型抛光产品，广泛用于多种材料纳米级的高平坦化抛光，如：硅片、化合物晶体、精密光学器件、宝石等的抛光加工，此外也可应用在如不锈钢、铝合金、铜合金等金属材料的精细抛光，尤其是在制备包含陶瓷的金相试样时更是不可或缺。二氧化硅胶体粒子呈球状，粒度均匀，分散性好，不会对抛光面产生物理损伤，抛光速率快，可有效去除划痕，降低抛光后的表面粗糙度。使用二氧化硅抛光后的表面洁净无污、颜色鲜亮分明。