玻璃是二氧化硅 玻璃是二氧化硅晶体吗

【玻璃是二氧化硅 玻璃是二氧化硅晶体吗】

玻璃是二氧化硅 玻璃是二氧化硅晶体吗

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沙子,这种东西在地球上可是一点也不缺,特别是沙漠中的沙子,不仅多,而且没有什么用 。
沙子是一种不可或缺的建筑材料,盖楼用的水泥、铺路用的沥青之中都少不了沙子,但这里所说的沙子并不包括沙漠中的沙子 。沙漠中的沙子经过长年的风化作用,表面十分光滑,无法作为建筑材料的原料使用 。这真是可惜了,放眼世界,撒哈拉沙漠、阿拉伯沙漠和利比亚沙漠加起来,占地就超过了1000万平方公里,而我国境内的塔克拉玛干沙漠也足足有33万平方公里,如果多的沙子,难道就真没有什么用吗?沙子是什么?沙子的主要成分就是二氧化硅,那么有没有什么东西的主要成分也是二氧化硅呢?有,玻璃 。


玻璃是二氧化硅,沙子也是二氧化硅,而且相比其它地方的沙子而言,沙漠中的沙子杂质含量更少,那么把这些沙子加热之后是否能够变成玻璃呢?
这似乎是一个好主意,想一想都觉得十分过瘾,如果把沙漠中的沙子都变成玻璃,不仅能够改善地球生态,还能够给人类提供永远用不完的玻璃,岂不是一举两得?这个世界的有趣之处就在于,只要你能够想到的事情,那么就一定有人已经付诸于实践了 。在国外就有一些年轻人跑到了沙漠之中去加热沙子,并试图制造出玻璃,整个实验过程后来也被发表在了国外的网站上 。


实验中,在将沙子加热到了2200摄氏度之后,的确呈现出了玻璃晶莹剔透的感觉,但距离我们常识中所知的玻璃还有着一定的距离 。
那么为什么同样是二氧化硅,沙子加热后却没有办法变成我们所熟悉的玻璃呢?关键就在于加热的温度不同,而导致加热温度不同的原因,则是原料不同 。的确,制造玻璃的主要原料就是二氧化硅,但并不只有二氧化硅,除了主要原料之外,还要添加很多辅料,比如硼酸、硼砂以及石灰石等等 。除了添加辅料之外,还必须要去除杂质,而“除铁”是玻璃制造流程中非常重要的一环,如果少了这一环,是无法制造出质量合格的玻璃的 。


当一切准备就绪之后,就是烧制了,烧制玻璃通常会使用池窑或者坩埚窑,在保证受热均匀的情况下,只需要1500摄氏度左右的温度就可以获得质量合格的液态玻璃,最后只需要将这些液态玻璃放置到模具里定型,就可以获得我们想要的玻璃制品了 。
那么如果不添加这些辅助材料,也不进行杂质的去除,直接把沙漠里的沙子拿过来就烧,会怎么样呢?就会像那群国外年轻人所做的实验一样,大概需要2200摄氏度的高温才能够将沙子变成光滑透亮的液体 。而过高的温度会导致物质的结构发生变化 。沙子最为主要的成分是二氧化硅,而二氧化硅中硅原子与氧原子是依靠共价键连接在一起的 。


过高的温度会导致硅原子与氧原子的共价键发生断裂,从而导致原子处于游离状态,出现随机组合,虽然这种变化只是物理层面的变化,但足以使得它无法形成我们所期待的玻璃的样子 。
由此可见,要想使用沙漠里的沙子直接烧制玻璃,实在有些异想天开,若真是如此,治沙也太过简单了 。那么既然不能直接使用沙子来烧制玻璃,那么能够对沙漠里的沙子进行提纯之后再用吗?这还是颇具难度的 。没错,沙漠中的沙子相对而言杂质较少,其主要成分就是二氧化硅,但如果想将这些二氧化硅给分离出来,却不是一件容易的事情 。面对这些在显微镜下才能看清的细小圆润的沙粒,我们怎么才能将它们分离出来呢?


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