性質
物理性質
二氧化矽又稱矽石，化學式SiO2。自然界中存在有結晶二氧化矽和無定形二氧化矽兩種。結晶二氧化矽因晶體結構不同，分為石英、鱗石英和方石英三種。純石英為無色晶體，大而透明棱柱狀的石英叫水晶。
若含有微量雜質的水晶帶有不同顔色，有紫水晶、茶晶、墨晶等。普通的砂是細小的石英晶體，有黃砂和白砂。
二氧化矽晶體中，矽原子的4個價電子與2個氧原子形成4個共價鍵，矽原子位于正四面體的中心，4個氧原子位于正四面體的4個頂角上，整個晶體是一個巨型分子，SiO2是表示組成的最簡式不表示單個二氧化矽分子，僅是表示二氧化矽晶體中矽和氧的原子個數之比。SiO2中Si—O鍵的鍵能很高，熔點、沸點較高。
自然界存在的矽藻土是無定形二氧化矽，是低等水生植物矽藻的遺體，為白色固體或粉末狀，多孔、質輕、松軟的固體，吸附性強。
化學性質
酸性氧化物、矽酸的酸酐。化學性質很穩定。不溶于水也不跟水反應，不跟一般的酸起作用。能與氟化氫氣體或氫氟酸反應生成四氟化矽氣體。SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O有酸性氧化物的其它通性，高溫下能與堿反應生成鹽和水。常溫下強堿溶液與SiO2緩慢地作用生成相應的矽酸鹽。
強堿溶液能腐蝕玻璃，故貯存強堿溶液的玻璃瓶不能用磨口玻璃塞，若采用玻璃塞，會生成有粘性的矽酸鈉，将玻璃瓶塞和瓶口粘結在一起。玻璃瓶内不能久放濃堿液。高溫下二氧化矽與堿性氧化物或某些金屬的碳酸鹽共熔，生成矽酸鹽。
應用領域
矽酸鈉和二氧化矽是矽石化學加工得到的主要産品。矽酸鈉是矽石化學加工産品中用途最廣、用量最大的産品，除用于制造多種矽化合物外，還大量用作紙闆、膠合闆、部分金屬材料及鑄造工業的粘合劑，肥皂、洗滌劑的添加劑，紙張的性能改良劑，在紡織工業中作棉布煮煉和漂白助劑、織物的防火處理劑、染料的顯色劑。
此外，還用作水泥助凝劑、木材防腐劑及蛋類的保鮮劑等。矽酸鈉經改性後還可作為内外牆塗料。矽酸鋁可作玻璃、陶瓷的原料，也可作油漆顔料。矽酸锂可作防腐油漆、金屬表面保護劑。
分類
矽石是矽質耐火材料的主要原料。矽石也稱石英岩，主要礦物是石英SiO2。耐火材料工業用的矽石可以分為結晶矽石（再結晶石英岩）和膠結矽石（膠結石英岩）。
⑴結晶矽石
是由矽質砂岩（石英砂岩）經變質作用再結晶而成得變質岩。矽質砂岩中的矽質膠結物在地質條件作用下而在原石英顆粒表面再結晶，成為石英顆粒的增大部分。因此，其組織結構特征是：由結晶的石英顆粒所組成，石英顆粒間沒有膠結物或極少（3%～8%）；由于變質過程中的再結晶作用而使石英顆粒緊密地連接在一起，并且構成了原矽質砂岩所沒有的各種變晶結構，如鋸齒結構、花崗岩結構和鑲嵌結構等。
脈石英也屬于結晶矽石，它是火成岩，特征是石英顆粒較大（>2mm），純度較高（SiO2>99%），煅燒時轉化遲鈍，膨脹性大，直接用于制磚較為困難。
⑵膠結矽石
石英顆粒被矽質膠結物結合而成的沉積岩，膠結構主要是隐晶質的二次石英，膠結物含量通常約占30%～75%。膠結矽石中的石英顆粒結晶較小，雜質含量多，加熱時易于轉變。
性質評價
外觀性質
外觀性質主要是矽石的外形、斷面、顔色、光澤、夾雜物等。通過外觀，可以初步判定矽石是結晶矽石還是膠結矽石，是否是脈石英等。
結晶矽石外觀一般呈乳白色、灰白色、淡黃色以及紅褐色。有鮮明的光澤，斷面平滑連續，并帶有銳利棱角，硬度、強度都很大。脈石英呈緻密塊狀，純白色，半透明，發油脂光澤，斷面呈貝殼狀，石英結晶顆粒多在2mm以上，肉眼可辨。
膠結矽石外觀有白色、灰白色、黃灰色、黑色、紅色等，斷面緻密，呈貝殼狀，沒有明顯的粒狀組織結構，斷面的銳棱不明顯，幾乎沒有光澤。
優良的矽石應該呈緻密塊狀，有時有貝殼狀或鱗狀斷面，沒有明顯的層狀結構，在層與層之間沒有夾雜物，并且不帶石灰石外殼。其顔色取決于雜質，通常鐵質化合物使矽石呈紅褐色，有機物雜質則使矽石帶灰色、黑色等。
組織結構
研究矽石的微觀組織結構對評價矽石的質量很重要。用它可以正确判定矽石的結晶類型、石英顆粒的大小與分布、雜質及分布狀況。
根據矽石的顯微特征在一定程度上可以判斷矽石的加熱性質與轉變情況，為制磚提供工藝依據。膠結矽石的活性較大，其轉變速度比結晶矽石快；膠結物愈多，其轉變速度愈快。石英顆粒的粗細及變形程度也影響轉變速度，一般結晶顆粒粗大的較細小的慢。
對于結晶矽石，如果石英結晶比較小，粒度大小不一，并以鋸齒狀結構交錯緊密結合，則煅燒時容易轉變，膨脹也不大，并且不易松散；如果矽石的石英結晶較大且直徑大小接近并呈圓形，則燒成膨脹大，轉變慢，易松散，燒成容易産生裂紋，矽磚的氣孔率高，強度低。
化學成分與耐火度
矽石中SiO2是主成分，Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、TiO2等均為雜質。矽石的化學成分愈純，SiO2含量愈高，其耐火度也愈高。一般要求：SiO2≥96%，Na2O+K2O≤0.2%～0.4%。
Al2O3的存在除增加矽石在高溫下形成液體的趨勢外，還會延緩矽石的分解。Al2O3含量多時還會顯着降低磚體的荷重軟化點，Al2O3為2%，荷重軟化點降低125°C；Al2O3為6%時，則降低275°C。因此，一般控制Al2O3<1.3%，生産優質矽磚時則需要<0.5%。
Na2O、K2O是很強的熔劑，一方面它是顯着降低矽石的耐火度，另一方面它們又能促進石英的轉變，對Na2O+K2O的要求是一般不超過0.2%～0.4%。Fe2O3、CaO、MgO等雜質對矽石質量的影響不像K2O、Na2O、Al2O3那樣大，如果它們呈分散狀态存在，可視為有益組分。TiO2不影響石英的轉化，但研究表明添加金紅石（TiO2）的降低矽磚的氣孔率，提高體積密度，促進燒結，從而提高矽磚導熱率，并改善熱震穩定性，此點對焦爐用矽磚尤為有用。
實踐證明，加入1.5%的金紅石效果較好。如果單用化學成分和耐火度來決定矽石質量的優劣，那是不夠的，還必須考慮其組織結構、煅燒性質等因素。
有些矽石原料，如脈石英，化學成分很純，耐火度很高，但不是制造矽磚的理想原料，因為它結晶顆粒大，膨脹性高，石英難于轉化，而且燒成時易開裂。
緻密程度與轉變速度
矽石的緻密程度、轉變速度與制磚工藝密切相關。不緻密的矽石不能用于制造重要用途的矽磚，但可以細磨成粉後與緻密矽石配合使用，而多孔的矽石則不能用于制造矽磚。膠結矽石的轉變速度較快，結晶矽石的轉變速度一般較慢或極慢。
用于矽磚配料時，快速轉變的矽石燒成溫度應降低，礦化劑的加入量也應适當減少；對于較難轉變的矽石，應采用細顆粒配料并加入适量的礦化劑。
