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金屬硅成分主要是硅,因此和硅具有相類(lèi)似的性質(zhì)。硅有無(wú)定形硅和晶形硅兩種同素異形體。無(wú)定形硅是灰黑色粉末,實(shí)際上也是一種微晶體。晶形硅具有金剛石的晶體結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體性質(zhì) , 熔點(diǎn) 1410℃ , 沸點(diǎn) 2355℃ ,密度2.32~2.34克/厘米3,莫氏硬度 7,性脆 。
無(wú)定形硅化學(xué)性質(zhì)活潑,在氧氣中能劇烈燃燒。它在高溫下與鹵素、氮、碳等非金屬發(fā)生反應(yīng),也能與鎂、鈣、鐵等金屬作用,生成硅化物。
金屬硅粉的用途廣泛,可用于有機(jī)硅高分子材料、單晶硅、冶金鑄造、冶煉、化工產(chǎn)品、耐火材料、鋁及鋁合金等產(chǎn)品的制造。尤其是向納米尺度轉(zhuǎn)變時(shí),由于尺寸效應(yīng),將賦予硅材料新的特性,使其在陶瓷材料、復(fù)合材料、催化材料、光電池以及生物材料等領(lǐng)域都具有巨大的潛在應(yīng)用前景。
比如說(shuō)將納米金屬硅粉做成納米硅線用在充電鋰電池負(fù)極材料里,或者在金屬硅粉表面包覆石墨用作充電鋰電池負(fù)極材料,可提高鋰電池的電容量和充放電循環(huán)次數(shù);此外,納米硅粉還可用在耐高溫涂層和耐火材料里。
同時(shí)金屬硅粉具有顆粒特細(xì)的特點(diǎn),如果在混凝土中加入金屬硅粉也會(huì)產(chǎn)生意想不到的作用。
(1)物理作用。因顆粒細(xì),它填充了水泥顆粒之間的孔隙,使?jié){體更致密,改善了水泥、骨料的微觀組織結(jié)構(gòu),從而提高了混凝土材料的宏觀物理—力學(xué)性能(強(qiáng)度、抗?jié)B性、耐久性、彈性模量等)。
(2)化學(xué)反應(yīng)作用。硅粉中的主要成份二氧化硅(Sio2 )在堿性激發(fā)條件下,能與水泥水化析出的Ca(OH2)起反應(yīng),生成具有水硬性質(zhì)的硅酸鹽膠體—水化硅酸鈣凝膠(又稱(chēng)CSH凝膠),這些凝膠堵塞在毛細(xì)管中,使毛細(xì)管孔變小,而且不連續(xù),從而大大提高了混凝土密實(shí)性。并且水化硅酸鈣凝膠強(qiáng)度遠(yuǎn)大于Ca(OH)2 凝膠。