二氧化硅作为自然界中分布最广的矿物之一,根据其结构和制备方法可分为多种类型。需要重点关注结晶型和无定形态这两大类别,其中结晶型主要包括石英(α-石英在573℃以下稳定)、鳞石英和方石英这三种同质多象变体,它们在晶体结构上存在显著差异。无定形二氧化硅又可分为熔融石英(由高纯石英熔融后快速冷却制得)和沉淀法白炭黑(通过硅酸盐溶液酸化沉淀获得,BET比表面积可达200-400m²/g)。
从应用角度看,气相法二氧化硅(又称纳米二氧化硅,粒径7-40nm)因其出色的补强性能和触变特性,在橡胶、涂料等领域具有独特优势。特别值得注意的是介孔二氧化硅(孔径2-50nm),其规整的孔道结构在药物载体和催化剂领域展现巨大潜力。此外还有近年来兴起的疏水性二氧化硅,通过表面改性使其接触角大于90°,广泛应用于防水材料和油墨行业。
在工业品级划分上,二氧化硅可根据纯度分为电子级(纯度99.999%以上)、光学级(具有极低的杂质含量和气泡)和工业级三个档次。不同形态的二氧化硅在折射率(1.544-1.553)、莫氏硬度(石英为7)等物理性质上存在明显区别,这些特性直接决定了其适用场景和加工方式。