سیلیس چیست؟

سیلیس نام دیگری از ترکیب شیمیایی دی اکسید سیلیکون است که هر واحد آن شامل یک اتم سیلیکون و دو اتم اکسیژن است. سیلیس کوارتز یک ماده معدنی را تشکیل می‌دهد که فراوان ترین کانی در پوسته زمین است. این جزء اصلی بیشتر شن و ماسه و ماده اولیه شیشه است. هر بار که لیوانی را برای نوشیدن نوشیدنی برمی دارید، از سیلیس استفاده می‌کنید. سیلیس از زمان‌های قدیم برای انسان‌ها شناخته شده بوده است، مدت‌ها قبل از اینکه بدانیم از سیلیکون و اکسیژن ساخته شده است. در قرن‌های گذشته با سیلیس اشیای شیشه‌ای ساخته می‌شد و امروزه کاربرد‌های صنعتی زیادی برای سیلیس وجود دارد.

خواص سیلیس

خواص سیلیس شامل خواص شیمیایی و فیزیکی مانند سختی، رنگ، نقطه ذوب و جوش و واکنش‌پذیری است. سیلیس یک ماده معدنی جامد و متبلور در شرایط نرمال دما و فشار است. نسبتاً سخت است، در مقیاس موهس ۷ درجه‌بندی می‌شود (مقیاسی که برای اندازه‌گیری سختی مواد معدنی نسبت به یکدیگر استفاده می‌شود. سخت‌ترین ماده معدنی، الماس، دارای امتیاز ۱۰ در مقیاس است. )

سیلیس خالص بی‌رنگ است، اما اگر آلاینده‌هایی در نمونه کوارتز وجود داشته باشد، ممکن است رنگی باشد. به عنوان مثال، رز کوارتز سیلیس با مقادیر کمی آهن است که به آن رنگ صورتی می‌دهد. کوارتز شیری به سادگی سیلیکا با حباب‌های هوا یا محتویات مایع است که باعث سفید شدن کانی می‌شود.

سیلیس دارای نقطه ذوب و جوش بسیار بالایی است: ۳۱۱۰ درجه فارنهایت و ۴۰۴۶ درجه فارنهایت نقطه ذوب و جوش آن است. سیلیس با اسید هیدروفلوئوریک واکنش می‌دهد. از این واکنش در صنعت نیمه هادی برای اچ کوارتز استفاده می‌شود. سیلیس با اکسید‌های فلزی مانند اکسید سدیم یا اکسید سرب واکنش می‌دهد که از این واکنش برای تولید شیشه‎های مختلف مانند شیشه سربی و بوروسیلیکات استفاده می‌شود. (شیشه بوروسیلیکات نوعی از شیشه است که دماهای بالا را تحمل می‎کند و اغلب در ظروف شیشه‌ای برای آزمایشگاه‌ها استفاده می‌شود.)

حقایقی در مورد سیلیس

سیلیس یک کانی متنوع و جالب است. این عنصر به وفور در سراسر زمین یافت می‌شود و در واقع، اکسیژن و سیلیکون به ترتیب شماره یک و دو فراوان‌ترین عناصر در پوسته زمین هستند. دی اکسید سیلیکون (SiO2) که معمولاً به عنوان سیلیس شناخته می‌شود، بیشتر به شکل ماسه یافت می‌شود. سیلیس کریستالی، یک سنگ معدن سنگی، در طیف وسیعی از صنایع استفاده می‌شود.

ویژگی‌های سیلیس

ویژگی اصلی سیلیس که به کاربرد‌های مختلف آن ارزش می‌افزاید، این واقعیت است که از نظر شیمیایی بی‌اثر است. به عبارت دیگر، مستعد واکنش شیمیایی با دیگر معرف‌ها نیست. ویژگی‌های فیزیکی، مانند نقطه ذوب بالا و شکل ذرات آن، تعیین‌کننده هدفی است که می‌توان برای آن استفاده کرد. شکل ذرات با نحوه تشکیل و پردازش گرانول‌های سیلیس تعیین می‌شود. استخراج و فرآوری بعدی مراحل نهایی و بحرانی است که در آن کوارتزیت یا ماسه به شکل قابل استفاده تبدیل می‌شود.

طبقه‌بندی شیمیایی سیلیس

سیلیس نام دیگری برای ترکیب شیمیایی متشکل از سیلیکون و اکسیژن با فرمول شیمیایی SiO2 یا دی اکسید سیلیکون است.

اشکال زیادی از سیلیس وجود دارد. تمام اشکال سیلیس از نظر ترکیب شیمیایی یکسان هستند، اما آرایش اتمی متفاوتی دارند. ترکیبات سیلیس را می‌توان به دو گروه کریستالی (یا سی سیلیس) و سیلیس آمورف (سیلیکا a-سیلیکا یا سیلیس غیر بلوری) تقسیم کرد.c-ترکیبات سیلیس با ساختار‌هایی در

 الگو‌های تکرارشونده سیلیکون و اکسیژن هستند. a-ساختار‌های شیمیایی سیلیس در مقایسه با سی سیلیس به طور تصادفی‌تر به هم مرتبط هستند. تمام اشکال سیلیس جامدات بی‌بو هستند که از اتم‌های سیلیسیم و اکسیژن تشکیل شده‌اند. ذرات سیلیس در هوا معلق می‌شوند و غبار‌های غیر قابل انفجار را تشکیل می‌دهند. این ماده با سایر عناصر فلزی و اکسید‌ها ترکیب می‌شود و سیلیکات را تشکیل می‌دهد.

اهمیت سیلیس در دنیای مدرن

امروزه استفاده از سیلیس در جهان اهمیت فزاینده‌ای پیدا کرده است. سیلیس یکی از اجزای اصلی پایه صنعتی مدرن است و در صنایع مختلف از شیشه‌سازی تا استخراج روغن استفاده می‌شود: فهرست کاملی از موارد استفاده می‌تواند صفحات زیادی را پر کند. کوارتز آلفا تقریباً در تمام مواد معدنی مورد استفاده به عنوان مواد خام یافت می‌شود و دومین گونه معدنی فراوان در پوسته زمین پس از فلدسپات است. این ماده در اشکال مختلف در سراسر صنعت وجود دارد و استفاده از آن و محصولات حاوی آن به وضوح نشان می‌دهد که این ماده چقدر در زندگی روزمره مهم است.

۹ کاربرد عمده پودر سیلیس

ساخت و ساز:

به طور گسترده در ساخت و ساز استفاده می‌شود. این ماده در تولید ملات و بتن بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد زیرا به عنوان یک جزء اصلی برای بسیاری از مصالح ساختمانی عمل می‌کند، به عنوان مثال، ماسه سیلیسی دانه کامل در شینگل سقف، سیمان، ملات، مخلوط آسفالت و سایر ترکیبات کف استفاده می‌شود. به دلیل خواصی که دارد به افزایش دوام کمک می‌کند. پودر سیلیس بیشتر در مواد شیمیایی ساختمانی استفاده می‌شود و همچنین برای پوشش بافت و تکمیل بیرونی توصیه می‌شود.

تولید شیشه:

بدون ماسه سیلیس، ساخت شیشه غیرممکن است. برای ساخت هر نوع شیشه، سیلیس ماده اولیه است. خلوص شیمیایی قوی شن و ماسه سیلیس آن را برای تولید هر نوع شیشه‌ای مناسب می‌کند، اعم از شیشه آینه‌ای، فایبر گلاس، لوله‌های آزمایش، ظروف شیشه‌ای تزئینی، شیشه‌های پنجره، صفحه نمایش‌مانیتور، لامپ‌ها و موارد دیگر.

ریخته‌گری فلز:

به منظور قالب‌گیری فلزات به اشکال مختلف در صنایع ریخته‌گری استفاده می‌شود. قطعات فلزی برای تولید قالب‌های فلزی جدید درون ماسه ریخته می‌شوند. همچنین برای تمیز کردن سطوح ریخته‌گری از آن استفاده می‌شود زیرا می‌تواند در برابر دمای بالای فلز مذاب مقاومت کند.

رنگ و پوشش:

پودر سیلیس دارای خواص با کارایی بالا مانند جذب روغن، قوام رنگ، بازتاب و روشنایی است که به بهبود دوام و ظاهر هر نوع رنگ و پوشش صنعتی کمک می‌کند. در کنار این مزایا، استفاده از پرکننده‌های سیلیس در رنگ‌های معماری باعث بهبود حفظ رنگ، جلوگیری از ترک خوردگی و مقاوم در برابر کثیفی می‌شود.

گرید‌های سیلیس مورد استفاده در صنعت پوشش‌ها به صورت مصنوعی تولید می‌شوند و معمولاً استاندارد‌های کنترل کیفیت بیشتری را برآورده می‌کنند و اغلب دارای الزامات فیزیکی-شیمیایی سخت‌تر مانند رنگ و روشنایی هستند. سیلیس در رنگ‌ها و پوشش‌ها به عنوان یک گسترش دهنده ارزان قیمت عالی عمل می‌کند. سیلیس به دلیل بی‌اثر بودن شیمیایی آن، مقاومت خوبی در برابر اسید، مواد شیمیایی و گرما ایجاد می‌کند. سختی سیلیس همراه با بی‌اثری شیمیایی، مقاومت سایشی در رنگ‌ها را بهبود می‌بخشد. پودر سیلیس تمایل به بهبود ویسکوزیته پوشش‌ها و رنگ‌ها دارد و در نتیجه راحتی استفاده از این مواد را افزایش می‌دهد.

پرکننده پودر سیلیس در نقاشی صنعتی، پوشش چوبی، پوشش ضد فساد، پوشش پودری، رنگ معماری و رنگ ضد آب به کار می‌رود.

بازیافت نفت و گاز:

مهمترین خاصیت مفید سیلیس در صنعت نفت سختی آن است. در این صنعت به نام فراک ساند شناخته می‌شود. به دلیل خلوص شیمیایی آن، قادر به حمله به محیط خورنده است، رسوب گرانول آن بیشترین استفاده را از قلمه‌های سازند می‌کند و هنگامی که در چاه‌های عمیق پمپ می‌شود به بهبود سرعت جریان نفت کمک می‌کند.

تصفیه آب و تولید آن:

در فرآیند تصفیه آب از سیلیس استفاده می‌شود. اما استفاده از به عنوان بستر فیلتراسیون در فیلتر کردن آلاینده‌های موجود در تصفیه فاضلاب و تصفیه آب آشامیدنی مؤثرتر عمل می‌کند. هنگامی که این ماسه در معرض آلاینده‌ها، حلال‌ها و اسید‌ها قرار می‌گیرد، با هیچ یک از آن‌ها واکنش نشان نمی‌دهد، در عوض عناصر اسیدی را خنثی می‌کند و سطح pH را در فیلتر‌های آب متعادل می‌کند.

ساینده‌های صنعتی:

این معمولاً در صنایع به عنوان یک ماده ساینده برای سند بلاست استفاده می‌شود. با توجه به انواع زاویه دار، سطوح زبر را با این بلاست صنعتی ساینده صاف می‌کند. با این حال، صنایع باید برای جلوگیری از مشکلات بهداشتی ناشی از گرد و غبار خطرناک ماسه اقدامات احتیاطی را انجام دهند. می‌توان با استفاده از رزین یا پوشش شن و ماسه با حلال‌ها برای کنترل گرد و غبار ماسه از آن جلوگیری کرد

سرامیک و مواد نسوز:

پودر سیلیس جزء ضروری در ساخت یا لعاب دادن محصولات سرامیکی مانند کاشی دیواری، کاشی کف، ظروف غذاخوری، ظروف بهداشتی و سایر محصولات دکوری است. سیلیس به عنوان استحکام ساختاری برای قاب‌های سرامیکی عمل می‌کند. با تنظیم انقباض، خشک شدن و اصلاح انبساط حرارتی، ظاهر و یکپارچگی ساختاری را بهبود می‌بخشد. بنابراین، محصولات سرامیکی دوام پیدا می‌کنند. مواد نسوز سرامیکی در برابر حملات اسیدی در برابر حرارت بالا در کوره‌های صنعتی مقاوم هستند.

آجر سیلیکات کلسیم:

سیلیس در ساخت آجر‌های سیلیکات کلسیم استفاده می‌شود. این آجر‌ها به دلیل لبه‌های مستقیم تیزشان برای دستیابی به طرح‌ها و شکل‌های دلخواه مورد علاقه معماران قرار می‌گیرند. آن‌ها مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست هستند و در برابر آتش و صدا مقاوم هستند. به دلیل سختی ایجاد شده توسط سیلیس، دیوار‌های ساخته شده توسط این آجر‌ها نازک‌تر، اما مقاومت فشاری بالایی دارند و به مقدار ملات کمتری نیاز دارند. بنابراین می‌توان هزینه ساخت و ساز را کاهش داد.

کاربرد‌های دیگر پودر سیلیس

کاربرد وسیعی در زندگی روزمره در صنایع مختلف از جمله تولید مواد شیمیایی، چسب‌ها، فینیش‌های چوبی، دیستمپر‌ها، سنگر‌ها، سبزه‌ها در زمین‌های گلف، زمین‌های چمن، زمین‌های ورزشی مصنوعی و غیره دارد.