二氧化矽陶瓷科學－有機化學工業在不久的將來將大規模應用

發佈日期 : 11 October 2024

發佈者 : Preeti Wani

二氧化矽陶瓷是一種陶瓷材料，其內部含有微小的球形二氧化矽顆粒。這些顆粒熔融形成堅韌耐用的物質，因此二氧化矽陶瓷非常適合對韌性要求極高的應用，例如醫療設備和航空航太零件。二氧化矽陶瓷在聲學傳輸和光反射方面也具有一些有趣的特性。這意味著由這種材料製成的表面可以分別用作聲學反射鏡或光學透鏡。

二氧化矽在陶瓷中的作用

• 二氧化矽是陶瓷的重要成分，因為它有助於為陶瓷材料形成堅固耐用的基礎。它還能提高成品的半透明度，從而改善其外觀。
• 二氧化矽存在於許多不同類型的陶瓷材料中，包括瓷器、炻器、彩釉陶瓦、陶土坯體（罐）和赤陶小雕像。
• 這種重要的礦物質能夠抵抗陽光照射或雨水徑流、廚房垃圾處理等酸性環境造成的刮擦和褪色。

什麼是二氧化矽陶瓷塗層？

二氧化矽陶瓷塗層是一種薄薄的保護層，塗覆在金屬表面以提高其耐用性。它也用於塑膠和玻璃等其他材料，使其具有抗刮擦和抗污漬的特性。

使用二氧化矽陶瓷塗層的好處有兩方面：

• 首先，它使材料更耐用。
• 其次，它有助於保護材料免受環境因素（包括空氣傳播和水傳播的因素）的影響。

雖然這種塗層並非總是必要或可取的，但使用它可以顯著延長物品的使用壽命。

陶瓷中使用的是哪一種二氧化矽？

二氧化矽 (SiO2) 是一種矽酸鹽，最常用於瓷磚、檯面和其他裝飾品。與傳統的粘土基高級陶瓷相比，它具有許多優勢，例如耐污性和耐高溫燒製性能。二氧化矽塗覆在物體表面後能形成堅硬耐用的塗層，因此非常適合用於瓦屋頂或淋浴間等應用。此外，二氧化矽無需釉面或塗層，其光澤源自礦物本身的天然特性。

二氧化矽陶瓷的應用

二氧化矽陶瓷有很多潛在的應用，可以在各種行業中找到它們的身影。

• 例如，在醫療行業，二氧化矽陶瓷被用於製造外科口罩和其他治療病人所必需的設備。
• 二氧化矽陶瓷在食品工業中也有許多潛在用途，例如製造能夠防止食物腐敗並在儲存過程中保持營養成分的容器。
• 它們還可以用來製造汽車或飛機的擋風玻璃、牙科植入物、眼鏡鏡片、不沾鍋或鍋鏟等炊具，或任何其他需要高耐久性等級 (CR) 或優異抗刮擦性的物品。

陶瓷二氧化矽如何改善骨骼健康？

陶瓷二氧化矽是一種礦物質，已被證實能以多種方式改善骨骼健康。首先，它能抑制破骨細胞的活性，進而降低骨折風險。破骨細胞會分解骨骼和其他結締組織，導致骨骼脆弱易碎。陶瓷二氧化矽也有助於維持健康的膠原蛋白水平，這對強健骨骼至關重要。此外，陶瓷二氧化矽還能減少人體經由尿液和糞便流失的鈣質。這有助於維持血液中鎂和鉀等礦物質的最佳濃度，而鎂和鉀對骨骼健康都至關重要。最新數據顯示，攝取生理劑量矽的人群，其礦物質沉積和骨形成率提高了30%。此外，補充矽的人群骨吸收也減少了。

如何安裝矽陶瓷

家庭牆壁和地板中的科技應用？

矽陶瓷技術為任何房屋帶來許多優勢，包括更佳的隔熱性能、更低的噪音水平以及更耐用的地面。該技術在陶瓷和石英之間形成牢固的連接，有助於保護兩種材料免受潮氣和損害。由於不含傳統油漆和塗料產生的毒素，最終形成的牆面或地面在其使用壽命內始終保持色彩不變。它本身無毒，因此消費者不會出現過敏問題，也無需頻繁塗漆或其他維護。

浴室、廚房和家居的最佳矽陶瓷產品

• 矽膠墊－這款100%矽膠墊可用作滑鼠墊、筆記型電腦或平板電腦保護墊、隔熱墊、餐墊，甚至可以當抹布。此外，它無毒且可用洗碗機清洗。根據最新數據，由於其高二氧化矽含量（SiO2含量超過94%），矽膠墊可承受高達1800°F/980°C的溫度，甚至高於玻璃墊。然而，為了獲得更高的耐溫性，矽膠墊的強度降低。矽膠墊僅以整捲形式出售，厚度有1/4英吋、1/2英吋和1.0英吋三種規格。
• 矽泥洗碗凝珠－這些凝珠非常適合廚房使用，因為它們能輕鬆快速地去除餐具上的油漬和污漬，且不留水漬或殘留物。此外，它們不含刺激性化學物質，環保無害。
• 二氧化矽除塵拖把 -這款拖把由 99% 純二氧化矽粉末製成，經證實只需一次清掃即可去除污垢、食物碎屑、油漬、瓷磚縫隙等。
• 「瓷磚魔法」清潔濕紙巾－這些清潔濕紙巾僅適用於瓷磚表面（及其他硬表面）。它們有助於去除積聚的刮痕，並使表面光亮光滑。
• 「神奇橡皮擦玻璃清潔劑+濕紙巾」－此套裝的玻璃清潔劑含有天然檸檬酸，有助於去除玻璃窗上的油脂堆積。

二氧化矽陶瓷的優勢

二氧化矽陶瓷是一種與傳統陶瓷相比具有許多優勢的陶瓷材料。這些優勢包括：

• 低毒性：二氧化矽陶瓷無毒，不含鉛、汞或其他有害化學物質。它們還具有低反應活性，因此耐刮擦和耐損壞。
• 耐高溫性：二氧化矽在高溫下穩定，因此適用於烤箱、爐灶和壁爐等設備。因此，工業用二氧化矽砂可應用於不同產業的極端條件。根據最新數據，二氧化矽（SiO₂）在1400℃熔化後產生的黏性滑移會降低陶瓷芯在高溫（>1400℃）和應力條件下的強度。
• 無孔表面：二氧化矽的無孔特性使其不易吸收污垢和其他污染物，從而使您的餐具保持清潔如新更長時間。

二氧化矽陶瓷的困難點

• 使用二氧化矽陶瓷也存在一些缺點。首先，這些材料價格相當昂貴。
• 其次，它們的抗衝擊性和耐候性並不總是像其他材料那樣好。
• 最後，需要小心搬運和移動它們，尤其是打算在戶外使用時。

最新消息

• 2022 年 2 月 2 日，美國矽業控股公司宣布，其工業和特種產品部門將提高其絕大多數非合約工程黏土產品的價格，這些產品主要用於石油化工、工業油和食用油作業。
• 2022 年 3 月 7 日，全球增材製造技術先驅 Desktop Metal 推出了 X 系列黏結劑噴射 3D 列印系統，該系統適用於各種粒徑的陶瓷和金屬粉末，可用於大規模生產。

北美二氧化矽陶瓷的應用

由於其獨特的性能，例如高強度、低熱膨脹係數和耐腐蝕性，二氧化矽陶瓷在北美市場持續成長。這使得二氧化矽陶瓷成為需要高溫或耐化學腐蝕應用的理想選擇。此外，汽車和石油天然氣產業的蓬勃發展也推動了對這類產品的需求。最新數據顯示，美國有230萬名工人在工作中接觸二氧化矽。