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Introduzione
La cristobalite è una variante omomorfa di SiO₂ a bassa densità e il suo intervallo di stabilità termodinamica è compreso tra 1470 °C e 1728 °C (a pressione normale). La β cristobalite è la sua fase ad alta temperatura, ma può essere conservata in forma metastabile a temperature molto basse fino a quando non si verifica una trasformazione di fase di tipo shift a circa 250 °C. α cristobalite. Sebbene la cristobalite possa essere cristallizzata da SiO₂ fuso nella sua zona di stabilità termodinamica, la maggior parte della cristobalite in natura si forma in condizioni metastabili. Ad esempio, la diatomite si trasforma in selce di cristobalite o opale microcristallino (opale CT, opale C) durante la diagenesi, e le loro principali fasi minerali sono α cristobalite, la cui temperatura di transizione è nella zona stabile del quarzo; In condizioni di metamorfismo in facies granulitica, la cristobalite precipitata dal ricco fuso Na Al Si, si trovava nel granato come inclusione e coesisteva con l'albite, formando una condizione di temperatura e pressione di 800 °C, 0,1 GPa, anch'essa nella zona stabile del quarzo. Inoltre, la cristobalite metastabile si forma anche in molti materiali minerali non metallici durante il trattamento termico, e la temperatura di formazione si colloca nella zona di stabilità termodinamica della tridimite.
Meccanismo formativo
La diatomite si trasforma in cristobalite a 900°C~1300°C; l'opale si trasforma in cristobalite a 1200°C; il quarzo si forma anche nella caolinite a 1260°C; il setaccio molecolare sintetico mesoporoso MCM-41 di SiO2 si è trasformato in cristobalite a 1000°C. La cristobalite metastabile si forma anche in altri processi come la sinterizzazione ceramica e la preparazione della mullite. Per spiegare il meccanismo di formazione metastabile della cristobalite, si concorda sul fatto che si tratti di un processo termodinamico di non equilibrio, controllato principalmente dal meccanismo cinetico di reazione. In base alla modalità di formazione metastabile della cristobalite sopra menzionata, si ritiene quasi unanimemente che la cristobalite si trasformi da SiO2 amorfo, anche nel processo di trattamento termico della caolinite, preparazione della mullite e sinterizzazione della ceramica, la cristobalite si trasforma anch'essa da SiO2 amorfo.
Scopo
Fin dalla sua produzione industriale negli anni '40, il nero di carbonio bianco è stato ampiamente utilizzato come agente rinforzante nei prodotti in gomma. Inoltre, può essere utilizzato anche nell'industria farmaceutica, dei pesticidi, degli inchiostri, delle vernici, dei dentifrici, della carta, degli alimenti, dei mangimi, dei cosmetici, delle batterie e in altri settori.
La formula chimica del nero di carbonio bianco nel metodo di produzione è SiO₂nH₂O. Poiché il suo utilizzo è simile a quello del nero di carbonio ed è di colore bianco, viene chiamato nero di carbonio bianco. A seconda dei diversi metodi di produzione, il nero di carbonio bianco può essere suddiviso in nero di carbonio bianco precipitato (silice idrata precipitata) e nero di carbonio bianco pirogenico (silice pirogenica). I due prodotti hanno metodi di produzione, proprietà e utilizzi diversi. Il metodo in fase gassosa utilizza principalmente tetracloruro di silicio e biossido di silicio ottenuti per combustione ad aria. Le particelle sono fini e la granulometria media può essere inferiore a 5 micron. Il metodo di precipitazione consiste nel precipitare la silice aggiungendo acido solforico al silicato di sodio. La granulometria media è di circa 7-12 micron. La silice pirogenica è costosa e non assorbe facilmente l'umidità, quindi viene spesso utilizzata come agente opacizzante nei rivestimenti.
La soluzione di acido nitrico con metodo di vetro solubile reagisce con l'acido nitrico per generare biossido di silicio, che viene poi trasformato in biossido di silicio di grado elettronico tramite risciacquo, decapaggio, risciacquo con acqua deionizzata e disidratazione.