[科普中国]-铝硅酸盐

简介

铝硅酸盐是指硅酸盐中的SiO4四面体的一部分由AlO4四面体取代组成，如正长石KAlSi3O8。也可写为K[（AlO2）（SiO2）3]，表示四分之一的含氧四面体被铝原子所占据，还有钙长石CaAl2SiO8或Ca[（AlO2）2（SiO2）2]，其中一半是AlO4四面体，另一半是SiO4四面体。天然的分子筛泡沸石（Na2O·Al2O3·2SiO2·nH2O）是一类含有结晶水的铝硅酸盐，是一种新型的高效选择性吸附剂，可用于分离气体或液体。可由硅酸钠、偏铝酸钠和氢氧化钠以一定比例混合，脱水干燥即得分子筛成品。沸石类分子筛在各种多相反应中还大量用作催化剂或催化剂载体。

性质无色晶体。氧化铝和氧化硅的比例不恒定。

1：1的铝硅酸盐（Al2O3·SiO2）。密度3.247g/cm3。熔点1545℃（分解）。

1：3的铝硅酸盐（Al2O3·3SiO2），密度3.156g/cm3。熔点1920℃。

分布硅酸盐矿物种类很多且分布极广，约占矿物种总数的四分之一。构成地壳总重量的75%。铝硅酸盐在硅酸盐中又占重要比例，硅氧四面体在晶体结构中的连接方式不同而形成的五种类型的络阴离子（岛状络阴离子、环状络阴离子、链状络阴离子、层状络阴离子、架状络阴离子），由这些络阴离子组成的盐中都有铝硅酸盐存在。

铝硅酸盐矿物有价值的铝硅酸盐矿物有：长石（K2O·Al2O3·6SiO2）、云母（K2O·2Al2O36SiO2·2H2O）、高岭土（Al2O3·2SiO2·22H2O）、沸石（Na2O·Al2O3·3SiO2·22H2O）、石榴石（3CaO·Al2O3·3SiO2）等1。

用途用作制造耐火材料、玻璃、水泥、陶瓷的原料。

硅酸盐玻璃硅酸盐玻璃是一种非晶态材料，它具有很多优异的物理性能，例如高强度、高 透光 度和高硬度等。因此，硅酸盐玻璃及其制品在建筑、信息、航空、航天及平板显示等国民经济各个领域有着广泛的应用。但是，随着硅酸盐玻璃在航空、航天等一些特殊领域的广泛应用，对硅酸盐玻璃在强度、抗热震等方面提出了更高的要求。为满足这些要求，人们通过各种手段对玻璃进行强化进而提高其强度2。

对玻璃进行强化的方法大致为五种：

（1）减小玻璃的表面缺陷；

（2）控制裂纹缺陷尖端附近的环境；

（3）使用聚合物对玻璃表面进行涂层以增强；

（4）引入表面压应力；

（5）改变玻璃组分以在裂纹和裂纹周围析出第二相沉淀。

其中，引入表面压应力的方法应用最为广泛。

铝硅酸盐改性固沙材料的研究采用化学固沙方法，分别以水玻璃、氛化铝溶液作粘结剂和固化剂制备出高性能固沙材料。利用X射线衍射和红外光谱测试了胶私剂的结构和组分，分析高性能固沙材料的形成机理。研究表明，通过对水玻璃及AlCl3与水玻璃反应形成的白色须状物进行FTIR分析测试，得出其中存在开链Si-O-Si键、Si-O-Al 键、游离Si-OH键等，水玻璃中的Si（OH）4与AlCl3，反应生成了含有Si-O-AI键的非晶态铝硅酸盐聚合物，具有一定的粘结性和耐水性，为固沙体力学性能的增强提供了重要作用3。