二氧化硅

二氧化硅又称硅石、白炭黑，化学式SiO2。是硅的最普遍、最稳定的化合物, 它广泛分布于自然界中, 构成了各种矿物和岩石。在地壳中常以石英、鳞石英、 方石英三种变体出现，此外还有无定 形的二氧化硅矿石，如蛋白石、硅藻 土等。二氧化硅约占地壳总质量的12%。相对分 子质量60.09。硅石以晶体和无定形两种状态存在, 晶体硅石最重要的是石英,是原子晶体。纯石英无色透明,有玻璃光泽, 性硬, 称为晶石。含有微量杂质而呈现不同颜色的结晶即为水晶, 含有二氧化锰的,称为蓝宝石;含有碳质的为墨晶;含有气泡的为乳白晶, 此外, 还有黄水晶、紫水晶、烟水晶等, 这些都是名贵的矿石。普通常见的砂子是混有较多杂质的硅石。自然界还有无定形的SiO2,叫做硅藻土,常用作甘油炸药(硝化甘油)的吸附体。SiO2的化学性质非常稳定,不溶于水也不溶于一般的酸,但能与氢氟酸作用生成四氟化硅SiF4 气体;SiO2和强碱或某些金属的碳酸盐在高温下共熔时会生成硅酸盐。把SiO2 在高温状态下熔化(熔点约1 600℃), 然后让熔液冷却, 随着温度降低, 这时熔液变得越来越粘稠, 最后变硬, 得到石英玻璃。用石英玻璃制的容器, 骤冷骤热都不易破裂, 而且能透过紫外线。因此, 石英玻璃用来制造汞蒸气紫外线灯及某些用紫外线的光学仪器和高温仪器。硅藻土则用作绝热、隔音材料。普通砂子是制造玻璃、陶瓷、水泥和耐火材料等硅酸盐制品的原料。
二氧化硅（SiO₂）可以根据其化学结合状态分为非游离二氧化硅和游离二氧化硅。
其中的非游离二氧化硅是二氧化硅与其他元素或化合物相互结合而形成复杂的矿物或化合物。常见的如具有良好耐磨性和化学稳定性的长石，可用于陶瓷工业、玻璃制造。再比如具有良好光学反射性的云母，可用做涂料、化妆品的珠光颜料。
而游离二氧化硅可以根据其晶体结构和微观形态分为结晶型游离二氧化硅、隐晶型游离二氧化硅和无定型游离二氧化硅。无定型游离二氧化硅是没有固定晶体结构的二氧化硅，分子排列随机，硬度较低、表面积较大，通常具有良好的吸附性，常用于硅胶、牙膏的制造。

隐晶型游离二氧化硅的晶体结构非常细小，密度较高，毒性较低，常被广泛用于珠宝、雕刻领域，常见的有玉髓、蛋白石等。
结晶型游离二氧化硅与隐晶型游离二氧化硅结构相似，但物理性质不同。最常见的结晶型游离二氧化硅是石英，由于其硬度较高且在常温下非常稳定，因此在很多领域可以见到它的身影，如通信网络的光纤，建筑材料中的花岗岩等。
当然结晶型游离二氧化硅也是三种晶型中毒性最高的，是已知的致癌物质，职业活动中长期吸入其粉尘可导致职业性尘肺病，如职业性矽肺，因此许多国家和地区对工作场所空气中结晶型游离二氧化硅的浓度有严格限制。 二氧化硅作为一种应用极广的无机材料，在制药领域，同样也是一种非常好用的药用辅料。辅料二氧化硅结构式mSiO2·nH2O，是一种流动性好、纯度高、无污染的白色粉末，具有粒径小，比表面积大、孔隙多等特点，同时表面分布的硅羟基使其有良好的吸附性能。添加药用辅料二氧化硅可有效提高药物制剂尤其是片剂的质量和药品性能，大幅提高了药品的市场竞争力，其在药物制剂中的应用已受到越来越多的关注。
药用辅料二氧化硅在分散片中对提取药物进行改性后吸水能力明显增强，大大缩短了崩解时间，且采用药用辅料二氧化硅与原料药共研磨可增强分散片的崩解效果。这是因为药用辅料二氧化硅作为助磨剂，可促使原料药粉碎细化，为水分快速渗透提供了高孔隙率结构的共研物。
药用二氧化硅应用于凝胶贴膏时，凝胶贴膏可具备载药量大、透皮效果好、皮肤相容性好和无刺激性等优点，该剂型被公认为是经皮给药系统发展的新方向，成为极具潜力的新型制剂。
近年来研究表明结肠靶向给药系统具有剂量小、疗效高、副作用低、服用方便等优势，该制剂可使药物经胃肠道时不被破坏失活，在到达人体回盲部位后立即崩解释放，继而发挥治疗效果。药用辅料二氧化硅作为一种新型药用辅料开始应用于该药物制剂中，介孔二氧化硅能负载大量难溶性药物且给予脂质层机械稳定性的优点。

二氧化硅（SiO₂）是由硅和氧原子通过共价键形成的无机化合物，是半导体工艺中应用最广泛、最基础的绝缘材料。芯片制造中，SiO₂薄膜的制备依赖多种工艺，不同方法的特点与原料如下：