Siliziumoxid

Siliziumoxid, auch Siliciumdioxid oder Silica genannt, ist eine chemische Verbindung aus Silizium und Sauerstoff mit der Summenformel SiO2. In der Natur kommt es in mehreren Modifikationen vor, am bekanntesten als Quarz. Weitere polymorphe Formen sind Cristobalit und Tridymit. Quarz ist bei Raumtemperatur stabil; Cristobalit und Tridymit bilden sich unter anderen Druck- und Temperaturbedingungen.

Siliziumoxid gehört zu den häufigsten Mineralien der Erdkruste und ist der Hauptbestandteil von Sand und Quarzgestein. Industriell wird SiO2 aus Siliziumsand durch Reinigung und Schmelze gewonnen. Reines SiO2 wird auch synthetisch hergestellt, etwa als Fused Silica (hochreine, glasartige Masse) oder als feine Partikel durch Flammenhydrolyse von Siliciumtetrachlorid, was zu Fumed Silica führt. Präzipitierte Silica entsteht durch Ausfällung aus Siliziumlösungen.

Eigenschaften: SiO2 besitzt eine hohe Schmelztemperatur (Quarz schmilzt etwa bei 1.710 °C), eine Mohs-Härte von 7 und einen Brechungsindex um 1,46. Es ist chemisch inert gegenüber vielen Substanzen und wirkt als hervorragendes Isoliermaterial, weshalb es in Glas-, Keramik- und Halbleiteranwendungen eine zentrale Rolle spielt. Siliziumoxid tritt großteils als Feststoff auf und bildet bei Bedarf feine Stäube, die relevante Sicherheitsaspekte eröffnen.

Anwendungen: Als Hauptbestandteil von Glas, Keramik, Zement und Silikatwerkstoffen ist SiO2 in vielen Industrieprodukten vorhanden. Hochreines SiO2 dient als Isolator und Trägerschicht in der Elektronik, als Desiccant in Form von Kieselsäuregel sowie als Füllstoff in Kunststoffen und Gummi.

Sicherheit: Feiner respirabler kristalliner Siliziumoxidstaub kann gesundheitsschädlich sein und zu Silikose führen. Arbeitsplätze sollten Staubexposition begrenzen, geeignete Absaugung und persönliche Schutzausrüstung nutzen und geltende Grenzwerte beachten.