石英砂的微观结构及特性

石英砂的同质异晶转变及膨胀

石英砂的主要成分是石英（SiO2)，石英有多种晶系与结构，可在一定温度下转变并伴随着体积变化。常温下是三方晶系的α-石英，密度2.65g/cm3,在573℃可转变为六方晶系的β-石英，密度2.51-2.54 g/cm3，在870℃转变为斜六方晶系的β-鱗石英，密度2.26g/cm3。因此石英是随温度变化而伴随着同质异晶转变。从各晶体的密度变化不难推算：常溫下的石英加热到相变温度870℃，其相变膨胀体积增加17.26%。

石英砂的同质异晶转变与加热速度的关系

在一次实验中采取特殊激冷方法冷却高温焙烧砂，取其试样检测，在X射线衍射图谱上发现，保留有一条4.15×10-8cm衍射线，该衍射线与鱗石英特性相近。该样品的加热速度并非緩慢，只是冷却速度很快，因此可以判断：石英加热到870℃以上就会转变为鳞石英；在激冷条件下冷却，鱗石英未完全恢复到α-石英；石英同质异晶转变只与温度有关，与加热速度无关。铸造生产中的很多现象也证明了此判断的可靠性。

石英砂中的发气物质

从测试各地的擦洗石英砂发现：无论砂擦洗的再干净，并彻底的烘干了，在发气测量仪上加热到850℃检测， 均可测出有3-9mL/g的气体。普通覆膜砂在该仪器上检测均有这样的现象：溫度升到850℃，测试到了后期，发气量稳定一段时间不增长，而后再增长一定量的气体才测试完成。焙烧石英砂的覆膜砂的发气量测定无后期再增长现象。综上分析判断，石英砂中含有发气物质，该物质不是普通水，但有以下特性：必须在一定高的温度下，并需要一定的时间才能分解、汽化。

石英砂粒表面的理化性能

自然界的原砂，无论采用何种方式加工、擦洗，其砂粒表面都有一层薄膜，经过高温焙烧可除去该薄膜， 因此焙烧石英砂的覆膜砂强度比普通砂覆膜砂强度高很多。