З природних матеріалів, що містять Силіцій, виготовляють скло, кераміку і цемент.
Скло (сплав кількох речовин) | Цемент (подрібнений сплав глини і вапняку) | |
Сировина | Чистий кварцовий пісок SiО2, сода Na2CO3, вапняк CаCO3. Ці речовини ретельно перемішують і сильно нагрівають. Домішки Mg надають хімічну стійкість; Аl2О3 – міцність; РвО – кришталь. | Вапняк СаСО3 і глина: Al2O3 • 2SiO2 • 2H2O. Ці речовини старанно перемішують і їхню суміш випалюють у похилих циліндричних печах довжина яких досягає більше 200 м, а діаметр – близько 5 м за температури в межах 15000С. |
Хімічний процес | Na2CO3 + CaCO3 + 2SiO2 Na2SiO3 + CaSiO3 + 2CO2. Плавлення, охолодження до +1000оС. Розплавлене скло поступово загустає, утворюючи спочатку в’язку масу, якій можна надати будь-якої форми: а) видування (ламп, пляшок); б) пресування (ґудзики); г) прокатка (листове); д) витягування (трубки). |
Al2O3 • 2SiO2 • 2H2O Al2O3 • 2SiO2 + 2H2O; CaCO3 → CaO + CO2; CaO + SiO2→ CaSiO3. Речовини, які утворюються в результаті реакцій, спікаються у вигляді окремих шматків. Після охолодження їх перемелюють на дрібний порошок. |
Види | До складу скла входять силікати Na і Ca, або у спрощеному вигляді: Звичайне скло – Na2O • CaO • 6SiO2; тугоплавке – K2O • CaO • 6H2O; кришталеве – K2O • PвO • 6SiO2; кварцове – із чистого SiO2; кольорове (з домішками відповідного оксиду металу: CoO – синє, Cr2O3 – зелене, FeO – брудно-зелене, CuO – синьо-зелене, NiO – коричневе або фіолетове, Cu2O – червоне, CdS – жовте). Рубінове – з домішками Au, Cu. |
Це сірий порошок. Який складається із силікатів та алюмосилікатів кальцію, що під час змішування з водою швидко висихає і твердне, перетворюючись на каменеподібну масу. Дрібнозернистий, швидкотвердіючий, морозостійкий, жаростійкий, цемент, що розширюється. |
Різовиди | Скловолокно – тепло-, електроізолятор, для пошиття спецодягу; склопластик – міцний як сталь, не гниє; склотекстоліт – для конструкційного матеріалу, не гниє, легко обробляється; ситали – для виготовлення апаратури для хімічних виробництв, деталей машин, труб, електроізоляторів. Скло стійке проти дії радіації. | Бетон – суміш щебеню (гравію або шлаку) і піску з цементом є важливим будівельним розчином. Залізобетон – бетон + залізний каркас. З нього споруджують капітальні обєкти: заводські корпуси, греблі, мости, шпали, перекриття та інше. Шлакобетон – суміш цементу і шлаку. |
Застосування | Посуд, оптика, тара, скло, кварцові лампи, апаратура, деталі машин і механізмів. | Будівництво, мости, шпали, балки. |