石英砂的微觀結構及特性

石英砂的同質異晶轉變及膨脹

石英砂的主要成分是石英（SiO2)，石英有多種晶系與結構，可在一定溫度下轉變并伴隨著體積變化。常溫下是三方晶系的α-石英，密度2.65g/cm3,在573℃可轉變為六方晶系的β-石英，密度2.51-2.54 g/cm3，在870℃轉變為斜六方晶系的β-鱗石英，密度2.26g/cm3。因此石英是隨溫度變化而伴隨著同質異晶轉變。從各晶體的密度變化不難推算：常溫下的石英加熱到相變溫度870℃，其相變膨脹體積增加17.26%。

石英砂的同質異晶轉變與加熱速度的關系

在一次實驗中采取特殊激冷方法冷卻高溫焙燒砂，取其試樣檢測，在X射線衍射圖譜上發現，保留有一條4.15×10-8cm衍射線，該衍射線與鱗石英特性相近。該樣品的加熱速度并非緩慢，只是冷卻速度很快，因此可以判斷：石英加熱到870℃以上就會轉變為鱗石英；在激冷條件下冷卻，鱗石英未完全恢復到α-石英；石英同質異晶轉變只與溫度有關，與加熱速度無關。鑄造生產中的很多現象也證明了此判斷的可靠性。

石英砂中的發氣物質

從測試各地的擦洗石英砂發現：無論砂擦洗的再干凈，并徹底的烘干了，在發氣測量儀上加熱到850℃檢測， 均可測出有3-9mL/g的氣體。普通覆膜砂在該儀器上檢測均有這樣的現象：溫度升到850℃，測試到了后期，發氣量穩定一段時間不增長，而后再增長一定量的氣體才測試完成。焙燒石英砂的覆膜砂的發氣量測定無后期再增長現象。綜上分析判斷，石英砂中含有發氣物質，該物質不是普通水，但有以下特性：必須在一定高的溫度下，并需要一定的時間才能分解、汽化。

石英砂粒表面的理化性能

自然界的原砂，無論采用何種方式加工、擦洗，其砂粒表面都有一層薄膜，經過高溫焙燒可除去該薄膜， 因此焙燒石英砂的覆膜砂強度比普通砂覆膜砂強度高很多。