Sand als Rohstoff
Kristallin und amorph
Abstract
deReine Sande und Kiese werden immer knapper und daher immer mehr zu wertvollen, stark nachgefragten Gütern von strategischer Bedeutung für die verschiedenartigsten Industriezweige weltweit. Aus dem reinen, kristallinen Rohstoff Quarzsand werden Zwischenprodukte für die Herstellung hochreiner, synthetischer amorpher Siliciumdioxide (SAS) hergestellt. Die Umsetzung zu Natronwasserglas erlaubt die Herstellung gefällter SAS. Die Umsetzung von Silicium und Ferrosilicium mit HCl führt zu Chlorsilanen, die für die Herstellung pyrogener SAS eingesetzt werden. Die Untersuchung des Aufbaus dieser amorphen Produkte erfordert den Einsatz hochauflösender Transmissionselektronenmikroskopie. Pyrogene und gefällte SAS zeigen hierbei die gleiche Nanostruktur wie auch Silicagele und -aerogele. Unterschiede in der Amorphizität und nur kurzreichweitigen Nahordnung in feinteiligen, alkalifreien, amorphen SAS einerseits und in alkalihaltigen SiO2-Netzwerken wie stückigem Wasserglas und technischen Gläsern andererseits sind noch nicht komplett aufgeklärt.
Abstract
enPure sand and gravel qualities are becoming to be rare resources and technical goods of increasing strategic importance for various industrial branches worldwide. Quartz sand as a crystalline raw material is chemically transformed into intermediates for the final production of synthetic amorphous silicon dioxides (SAS). Precipitated SAS are produced by chemical reaction of sodium silicates. Chlorosilanes are produced by reaction of silicon and ferrosilicon with HCl. They are used to produce pyrogenic SAS. High-resolution transmission electron microscopy is needed to reveal the fine structure of these amorphous materials. Pyrogenic and precipitated SAS show a similar nanostructure as silica-gels and -aerogels. Differences in amorphicity and short range order in finely divided, alkaline-free, amorphous SAS on the one hand and in alkaline-containing amorphous SiO2-networks such as solid sodium silicates on the other still are not completely clarified.
