Осаждение кремнезема из паровой фазы. Пирогенный кремнезем
Конденсация безводного пара Si02, вероятно, имеет иной механизм и другую кинетику по сравнению с конденсацией Si(OH)4 в том случае, когда последний образуется при гидролизе SiCU или Si(OC2H5)4 в пламени в присутствии паров воды. Амелин [446] отметил, что при температуре пламени 1270 К давление пара Si02 составляет всего лишь Ю-8 мм рт. ст., так что наблюдаемая при этом очень высокая степень пересыщения ведет к образованию большого числа небольших зародышей процесса конденсации размером 1—10 нм.
Ульрих [447] в дальнейшем рассмотрел факторы, регулирующие размер частиц в процессе конденсации из пара, и пришел к заключению, что образованные в самом начале очень небольшие по размеру частицы приобретают поступательные скорости больших молекул газа, и конечный размер частиц определяется такими факторами, как столкновение и коалесценция частиц. Логарифм величины конечного размера частицы пропорционален логарифму времени роста частицы. Этим объясняется наблюдаемое увеличение размера частицы с возрастанием концентрации кремнезема; на том же основании можно предположить, что окончательно сформированная частица будет, вероятно, иметь микропористую структуру. Однако так как первичные частицы имеют диаметр только 10—20 А и плотно упакованы, то внутренние поры конечных частиц обычно оказываются непроницаемыми по отношению к адсорбции молекул азота и обнаружить их можно только путем адсорбции воды.
Берби [8] представил электронно-микроскопические снимки образцов кремнезема, полученных конденсацией из различных паров, и сопоставил их свойства. Плотность самих частиц оказалась 2,2 г/см3, т. е. равной плотности плавленого кварца или аморфного кремнезема. Несмотря на то что частицы конденсируются при температурах, когда кристаллические формы оказываются стабильными, тшетно строить предположения об их «кристаллической структуре», поскольку такие частицы, без всякого сомнения, имеют ту же самую структуру, что и кремнеземное стекло, получаемое при резком охлаждении. Дифракция рентгеновских лучей указывает на стекловидное или аморфное состояние кремнезема.
