擅用矽與石英功能，給予安全穩定開發，但注意不能以純度的高低做為判斷，應以當時化合物(原礦)狀況來發揮其效益
擅用矽與石英功能，給予安全穩定開發，但注意不能以純度的高低做為判斷，應以當時化合物(原礦)狀況來發揮其效益，並且嚴禁用氣體做各種化學變化！首先不可以運用單一元素做各種以漂色，目前的分類很亂而且混用，為此以新的方向做分類才能發揮應有功效，且矽與石英的波會因內部雜質產生不同的波，而且變動位置或位移波皆會改變，若涉及人類的眼睛會產生各種波而且可能因人不同而可視否，最重要還有靈體在石頭中產生不同的波，但皆是好波，所以避免對石頭做直線的侵入性的波，才能看得到更美麗的波形，包含對人體有益的波....
矽(維基百科)
取自:維基百科
矽（中國大陸稱作硅，台灣、港澳稱作矽，舊訛作釸）（Silicon）是一種化學元素，它的化學符號是Si，它的原子序數是14，屬於元素周期表上IVA族的類金屬元素。矽原子有四個外圍電子，與同族的碳相比，矽的化學性質更為穩定。矽是極為常見的一種元素，然而它極少以單質的形式在自然界出現，而是以複雜的矽酸鹽或二氧化矽的形式，廣泛存在於岩石、砂礫、塵土之中。矽在宇宙中的儲量排在第八位。在地殼中，它是第二豐富的元素，構成地殼總質量的25.7%，僅次於第一位的氧（49.4%）。
性狀
結晶型的矽是暗黑藍色的，很脆，是典型的半導體。化學性質非常穩定。在常溫下，除氟化氫以外，很難與其他物質發生反應。
同素異形體
同素異形體有兩種，一種為暗棕色無定形粉末，用鎂使二氧化矽還原而得，性質比較活潑，能夠在空氣中燃燒，稱為無定形矽；另一種為性質穩定的晶體（結晶矽），是用炭在電爐中使二氧化矽還原而得。
石英，其主要成分為二氧化矽發現
1787年，拉瓦錫首次發現矽存在於岩石中。然而在1800年，戴維將其錯認為一種化合物。1811年，蓋-呂薩克和Thénard可能已經通過將單質鉀和四氟化矽混合加熱的方法製備了不純的無定形矽。1823年，矽首次作為一種元素被貝采利烏斯發現，並於一年後提煉出了無定形矽，其方法與蓋-呂薩克使用的方法大致相同。他隨後還用反覆清洗的方法將單質矽提純。
名稱由來
英文中的silicon一詞，來自拉丁文的silex, silicis，意思為燧石（即火石，富含矽元素）。
民國初期，學者原將此元素音譯為「硅」而令其讀為「ㄒ一ˋ（圭旁確可讀ㄒ一音，如畦字）」（又，實際上「硅」字本為「砉」字之異體，讀作ㄏㄨㄛˋ[1]）。然而在當時的時空下，由於拼音方案尚未推廣普及，一般大眾多誤讀為ㄍㄨㄟ。由於化學元素譯詞除中國原有命名者，多用音譯，化學學會注意到此問題，於是又創「矽」字避免誤讀。台灣沿用「矽」字至今。
中國大陸在1953年2月，中國科學院召開了一次全國性的化學物質命名擴大座談會，有學者以「矽」與另外的化學元素「錫」和「硒」同音易混淆為由，通過並公布改回原名字「硅」並讀「ㄍㄨㄟ」，但並未意識到其實「硅」字本亦應讀ㄒ一ˋ音。有趣的是，矽肺與矽鋼片等民間常用詞彙至今仍用矽字[2]。在香港，兩用法皆有，但「矽」較通用。
日文與韓文中則稱之為「硅素」，也可寫成「珪素」。
分布
矽主要以化合物的形式,作為僅次於氧的最豐富的元素存在於地殼中，約佔地表岩石的四分之一，廣泛存在於矽酸鹽和矽石中。
製備
工業上，通常是在電爐中由碳還原二氧化矽而製得。
化學反應方程式：
SiO2 + 2C → Si + 2CO
這樣製得的矽純度為97~98%，叫做純矽。再將它融化後重結晶，用酸除去雜質，得到純度為99.7~99.8%的純矽。如要將它做成半導體用矽，還要將其轉化成易於提純的液體或氣體形式，再經蒸餾、分解過程得到多晶矽。如需得到高純度的矽，則需要進行進一步的提純處理。
同位素
已發現的矽的同位素共有12種，包括矽25至矽36，其中只有矽28，矽29，矽30是穩定的，其他同位素都帶有放射性。
用途
矽是一種半導體材料，可用於製作半導體器件和積體電路。還可以合金的形式使用（如矽鐵合金），用於汽車和機械配件。也與陶瓷材料一起用於金屬陶瓷中。還可用於製造玻璃、混凝土、磚、耐火材料、矽氧烷、矽烷。
化合物
碳化矽，用於半導體、避雷針、電路元件、高溫應用、紫外光偵檢器、結構材料、天文、碟剎、離合器、柴油微粒濾清器、細絲高溫計、陶瓷薄膜、裁切工具、加熱元件、核燃料、珠寶、鋼、護具、觸媒擔體等領域。
二氧化矽，是沙和石英的主要成分。在半導體和太陽能板等應用中，是目前主要的原料。
矽烷，在醫學和工業領域有著廣泛的應用。
四氯化矽，應用在半導體工業和光電池中。
^ 教育部異體字典-砉
^ 矽字的來歷和變遷
莫桑石
取自:维基百科
莫桑石（俗稱魔星石），成份從隕石提煉出來，為碳矽結合的分子，可以為人工製造，屬於超硬材料，硬度為9.25。人工合成的魔星石折射率略高於鑽石（2.648～2.691），色散也佳（0.104）。特別是它的導熱係數2.3－4.9 watt/K-cm，相對於其他鑽石仿冒品，已經有點接近鑽石的26 watt/K-cm[1]。價格卻為鑽石的十分之一，因此，被認為是天然鑽石的最佳替代品。
方矽石
取自:台灣大百科全書 Encyclopedia of Taiwan
其命名源自於產地墨西哥之 Cerro San Cristobal，和石英 (Quartz)、鱗矽石 (Tridymite) 為常見的SiO2同質異構物，但方矽石和鱗矽石通常形成於低壓的高溫環境，常見於後火山作用後的次生產物。方矽石可分為低溫型(α)和高溫型(β)方矽石兩種，低溫型方矽石之穩定範圍在常溫至117℃，而高溫型方矽石之穩定溫度則介於1470℃至1728℃之間，低於1470℃則轉變為鱗矽石，高於1728℃則達到其熔點。台灣以低溫型方矽石較為常見，形成於大屯火山群之矽化安山岩中，矽化嚴重者，變為白色之白土，其組成由方矽石、蛋白石、鱗矽石、明礬石和高嶺石等礦物共生，為安山岩經熱液蝕變後的主要礦物之ㄧ。其成因為火山酸性熱液的淋溶，將礦物中主要陽離子包括鈉、鈣、鉀、鎂、鐵、鋁等淋洗所殘留的二氧化矽會轉變為蛋白石和方矽石的礦物，因此白化後的安山岩質地變得易脆和疏鬆，並且伴生有黑色的硫化物出現，顯示為酸性硫酸作用後的產物，並且在方建能博士的論文中被證實，硫酸作用後的安山岩，確實可以將長石、輝石、角閃石等斑晶溶蝕，並形成隱晶質的方矽石，必須藉由偏光顯微鏡的觀察才能看到確實的蝕變現象，並利用X光繞射法和電子微探儀分析才能鑑定礦物組成。
【化學成分】：
SiO2．nH2O (有時會還有微量的鈉和鋁)
【物理性質】：
低溫型(α)的方矽石屬於正方晶系，高溫型(β)的方矽石屬於等軸晶系；沒有解理；顏色多呈現無色、白色、藍灰色、灰色、黃色；硬度6-7；比重2.32；玻璃光澤；不具螢光和磁性；晶體顆粒細小，多呈球狀或環狀集合體，有時呈現稜角狀碎屑。
【產 狀】：
可形成於酸性火成岩中，如流紋岩；另外，常見於酸性熱液蝕變後的岩石中，殘留的二氧化矽通常會和蛋白石、鱗矽石等共生，為後火山作用後的產物。
【用 途】：
可當作塑膠或紙類等製品的填充料，礦業界稱之為『白土』。
【產 地】：
產於大屯火山區之蝕變安山岩中，包括死磺子坪、大磺嘴、庚子坪、大油坑、小油坑、馬槽、硫磺谷等多處。
鱗矽石
取自:台灣大百科全書 Encyclopedia of Taiwan
鱗矽石是由二氧化矽族群中的一種微晶質礦物，很難以肉眼判別此種礦物。一般都是在顯微鏡底下才能與其他的二氧化矽礦物分辨出來。
【化學成分】：
矽酸鹽類礦物(架狀矽酸鹽)，化學式為SiO2
【物理性質】：
1.晶系：低溫相(α)鱗矽石為單斜或是斜方晶系；而高溫相(β)鱗矽石為六方晶系。
2.習性及礦物集合體：多為細顆粒晶體，呈六方板狀型態，有的呈球狀集合體，大小多在1mm左右，雙晶發育完整(楔狀雙晶)。
3.顏色：白色、黃或灰色，但會因所含雜質不同而有變化。
4.條痕：白色。
5.透明度：半透明至不透明。
6.光澤：玻璃光澤。
7.發光性：無螢光或磷光性。
8.比重：2.33。
9.硬度：6-7。
10.解理：在[0001]及[1010]晶面上有解理。
11.斷口：極易碎而呈半貝殼狀斷口(與燧石相近)。
12.脆性或韌性：具脆性。
13.其他物性(磁性、電性或放射性)：無。
【產 狀】：
出現於鱗矽石化安山岩中，台灣最早為陳培源在北部金山鄉及觀音山地區發現(1961)，其為白色硬質塊狀物，具半貝殼狀斷口，有楔狀雙晶清楚可見。假六角晶型的β-鱗矽石在870度到1470度之間是穩定相而在室溫下會變成α-石英；另外，不存在於自然界中的低溫相α-鱗矽石為一不穩定相，結晶為斜方晶系。
在煤礦開採或是裝潢材料加工業的工作者中，常會得到塵肺症最主要的原因之一，是吸入結晶型游離二氧化矽粉塵，包含石英、鱗矽石、方矽石等三種物質，自然界常見者為石英。二氧化矽粉塵沉積於肺泡中會造成肺部纖維化產生無法治癒之病變，也就是所謂的「塵肺症」。這是礦石對人體常見的一種危害。
【用 途】：
合成的鱗矽石可以作為耐火建材的原料。
【產 地】：
台灣北部金山、觀音山東坡，大屯火山群的岩石中常常有鱗矽石化的現象；此外，澎湖群島的玄武岩熔岩中也可找到鱗矽石。
陶瓷的結構
取自:http://elearning.stut.edu.tw/caster/3.8.1.htm
（一）結晶結構
陶瓷材料的原子鍵結係以離子鍵為主要的鍵結方式，其晶體結構可以考慮由荷電離子的成分取代原子、金屬離子或陽離子通常為荷正電，因為它們會釋放價電子;非金屬離子或陰離子（anions）則帶負電荷。結晶性陶瓷材料的陽離子與陰離子的兩種特性會影響晶體結構：包括每種成分離子電荷的大小，和陽離子陰離子的相對原子尺寸等。
（二）矽酸鹽陶瓷
矽酸鹽主要是由矽和氧這兩種地表儲量最豐富的元素所組成的化合物，大部份的土壤、岩石、黏土和砂均屬於矽酸鹽類。矽的每個原子和4個座落在四面體角隅的氧原子鍵結；矽原子位於中央，形成SiO44-的四面體。
Ⅰ、矽石
最簡單的矽酸鹽材料是二氧化矽，或稱為矽石（SiO2）。每個四面體共用鄰近四面體每個角隅上的氧原子時，可生成一個三度空間網狀結構。因此，該材料屬電中性且所有原子具穩定的電子結構。矽石有三種主要的同素異形結晶體，包括石英、白矽石和鱗石英等。
Ⅱ、矽石玻璃
矽石也可以非結晶體或玻璃的形式存在，矽石玻璃具有一個高的原子混亂度，像液體特性一般；因此這種材料可稱之為熔融矽石或玻璃狀矽石等。
Ⅲ、矽酸鹽類
對於不同的矽酸鹽礦物而言，SiO44-四面體中的一個，兩個或三個角隅氧原子可和其他的四面體共同形成更複雜的結構。其分子式為SiO44- SiO76- SiO96-等。
Ⅳ、簡單矽酸鹽類
這些矽酸鹽類中，結構上最簡單者，包括獨立的四面體。例如Mg2SiO4擁有2個相同的Mg2+離子以連接每個四面體，如此方式將使每個Mg2+離子具有6個最鄰近的氧原子。
Ⅴ、原狀矽酸鹽類（Layered Silicates）
二維的平面或層狀結構亦可由每個四面體內的三個氧子共用來產生，此種結構的重覆單位分子式可用(Si2O5)2-表示之。
其中高嶺石，最具有一個相當簡單的雙層矽酸鹽平板結構物，亦是最常見的黏土礦物之一。高嶺石黏土分子式為Al2(Si2O5)(OH)4，其中的矽石四面體層以(Si2O5)2-代表之，並與鄰近的Al2(OH)層形成電中性。
（三）碳
碳是一種具有許多不同的同素異形體形式存在的元素，有時也會以非晶型狀態存在。本節提及碳材料的處理將著重於石墨，鑽石及新的足球烯的結構，特性上，以及其其潛在的應用上。
Ⅰ鑽石
鑽石於室溫常壓時是一種介穩定狀態(meta-stable)的碳同素異形體。其結晶構造相異於閃鋅礦所示的單位晶胞，而是由碳原子佔據全部鋅和硫原子的位置。因此，每個碳原子和其鄰近的四個碳原子鍵結，且這些鍵結都是共價鍵。這種結晶結構稱之為鑽石立方結晶構造較合適。
鑽石的物理性質使它成為一個倍受矚目的材料。材質極硬（已知物中最硬者）且具非常低的導電性，這些特性都是起因於其鑽石結晶構造和強的原子間共價鍵結。此外，它具有一個不尋常的高的導熱性，在電磁波譜的可見光區及紅外光區間是光學透明的，且擁有極高的折射率。常見的寶石即是此種較大的鑽石單晶，大小單位以克拉計算之。
Ⅱ、石墨
碳的另一種同素異形體是石墨；同樣為碳元素，但結晶構造不同於鑽石，且在常溫常壓下此鑽石穩定。石墨結構是由六邊形排列的碳原子層所組成；同一層的碳原子藉由強的共價鍵和三個共平面鄰近原子鍵結。不同層間則是第四個鍵結電子以較弱的凡得瓦爾形式相互鍵結。
石墨具有下列良好性質：在高溫及缺氧環境下具高強度及優良的化學穩定性、高導熱性、高氣體吸附性及良好的加工性。
Ⅲ、足球烯
碳的另一種同素異性形式是由60個碳原子的中空球團所組成，單一分子記為C60。每一C60分子是由碳原子群所組成，藉由彼此不同的鍵結形成六邊（6碳原子）和五角（5碳原子）兩種幾何構造。
對於一個純的結晶固體而言，此種材料是電的絕緣體。然而，隨著滲質元素適量的添加，可做成高導電或半導體，具有類似半導體材料的特性。因此可預期，隨著更進一步的發展，足球烯材料將會變成工業技術上非常重要的材料。
玻璃材料
取自:http://elearning.stut.edu.tw/caster/3.8.2.htm
玻璃是一種非常熟悉的陶瓷材料，包括各式容器、窗戶、鏡片和玻璃纖維等均是典型的代表性應用。如已提到過的，它們是非晶質矽酸鹽包含其他的氧化物所構成，這些氧化物包括CaO,Na2O,K2O和Al2O3等，它們的含量與組成種類會影響玻璃的性質。典型的鈉灰石玻璃是由大約70wt%SiO2及其他Na2O和CaO氧化物等所組成。這些材料的兩種主要特徵是它們的光學透明度和相當容易的製造性。
（一）玻璃性質
玻璃化或非晶形材料的固化並不同於結晶結構材料。冷卻時，玻璃會隨著溫度的降低以連續的方式變得愈來愈黏稠，且液體變態成固體時，並不像結晶材料一樣具有一個固定的溫度。事實上，對玻璃化材料而言，體積會隨溫度下降而連續地變小。在曲線斜率稍為降低時稱之為玻璃轉換溫度（glass transition temperature）。低於此溫度，材料可視為玻璃；高於此溫度，開始時是過冷液相最後會成為液體。
（二）玻璃成形
玻璃是藉由加熱原料到超過熔點的高溫而製成，多數商業化玻璃是矽酸鹽/鈉/灰石組成的變化。矽酸鹽通常是用常見的石英砂(SiO2)，而Na2O和CaO用來當做鈉灰（Na2CO3）及來姆石(CaCO3)添加。
常用四種不同的成形方法包括(1)壓製；(2)吹製；(3)抽絲及纖維成形。
(1)壓製是用於製作具厚壁的物件，如板及盤等。玻璃物件的成形是靠壓力施加於一個具有所要形狀且鍍上石墨的鑄鐵模具而產生的；模具經常須經加熱以確保均熱的表面。
(2)吹製是將玻璃原始材料靠機械壓縮在一個模子中成形的，此材料埋入吹製模具中並以吹入的空氣迫使模具確實受壓力而使之成形。
(3)抽絲是用於具有相同截面的長條形玻璃物品，如薄板、棒、管和纖維的成形。連續的玻璃纖維是以相當複雜的抽絲過程來成形。熔融玻璃預先裝在一個白金加熱室內並藉由通過裝置室內的許多小孔抽絲而成形，其中玻璃的黏度是靠裝置室及小孔的溫度來控制。
（三）玻璃熱處理
Ⅰ、退火（Annealing）
當玻璃材料從高溫冷卻下來，由於表面和內部區域的冷卻速率及熱收縮不同玻璃會產生內應力，又稱為熱應力。這些熱應力會弱化材料，並可能在不預期的情況下會導致破裂，此現象稱為熱震（thermal shock）。正常之下，應避免熱應力產生，可藉由足夠緩慢速率冷卻玻璃材料而達成，此稱為退火處理。
Ⅱ、玻璃回火（Glass Tempering）
玻璃材料的強度可藉由壓縮殘留表面應力而強化，這可藉由熱回火（thermal tempering）的熱處理程序完成之。使用此種技術時，玻璃材料須加熱到溫度高於玻璃轉換區域但低於軟化點的溫度。
（四）玻璃陶瓷
大多數的無機玻璃可藉適當的高溫熱處理使非晶質狀態轉換成結晶狀態。此過程叫做去玻璃質化（devitrification），其產物為一種細晶粒的多晶材料經常稱為玻璃陶瓷（glass-ceramic），可應用於半導體材料精煉坩堝表層之製造。
黏土材料
取自:http://elearning.stut.edu.tw/caster/3.8.3.htm
最廣泛使用的陶瓷原料是黏土。此種不昂貴的黏土材料在自然界蘊藏豐富，且經常可以直接使用而無需更進一步處理。另一種普及的理由是黏土產品的成形很容易，只要以適當比例的黏土和水混合成一種容易塑形的物質，待成形後再烘乾以去除某些水份，再置於高溫焙燒以提高其機械強度即可完成。
（一）黏土的特性
黏土礦具有兩個重要的特性，第一個是當加水後它們會變得很具塑性，此特性稱為水塑性。另一特性是黏土材料可熔融在一個相當大的溫度範圍內。
黏土屬於一種鋁矽酸鹽材料大多由氧化鋁（Al2O3）及矽石（SiO2）所組成，並包含化學鍵結水。黏土礦物的結晶構造是相當複雜的，最佔優勢的特性是其層狀結構。常見的黏土礦物中最受注目的是高嶺石結構。
（二）黏土材料成份
黏土大多由Al2O3及SiO2所組成，非黏土礦石則包括燧石，石英和長石。石英主要是做為填充材料，當與黏土混合時，助熔劑會使之形成一種具相當低熔點的玻璃。長石是較常見的助熔劑，它們是含有K+,Na+和Ca2＋離子的鋁矽酸鹽材料。
（三）製造技術
(1)水塑性成形
最常見的水塑性成形技術是擠製成形，其中主要的成形製程係將塑性陶瓷物質透過所需截面幾何形狀的印模小孔，因此和金屬的擠製類似。磚、管、陶塊及瓦全都是使用水塑性成形法製造而成的。
(2)泥漿鑄造
另一種黏土基成份的成形製法是泥漿鑄造。將泥漿倒入多孔性模具內，泥漿中的水分被模具吸走，留下一固體層於模壁上。此過程可連續進行直到全部的模內空孔變成固體（稱為實心鑄造）。此外，亦可在固體殼壁達到所需厚度時，將模具倒置使多餘泥漿排出，此稱為排漿。
（四）乾燥及焙燒
黏土製成之實體已成形及乾燥，但未培燒者稱為生胚。乾燥及焙燒技術是困難的工作，因操作過程會因不均勻收縮引起的應力，而導致器物翹曲、扭曲及裂縫而無法使用。
(1)乾燥
當一個黏土基陶瓷體乾燥時，它會遇到某些收縮，其中內部區域的乾燥是靠水分子擴散到表面的蒸發來完成的。若蒸發速率大於擴散速率，表面會比內部乾得更快，此時表面容易產生缺陷及裂縫；因此表面蒸發的速率儘量減低，最好是等於水的擴散速率。蒸發速率可由溫度、溼度、及氣流速率加以控制。
(2)焙燒
乾燥後，實體通常在900℃到1400℃之間培燒。焙燒溫度取決於黏土成分及完成物品的要求性質，通常在培燒期間的時間愈久，密度隨之增高且機械強度增強。當黏土基材被加熱到特定高溫時，某些複雜反應會發生，例如玻璃質化就是其中一種。
耐火材料
取自:http://elearning.stut.edu.tw/caster/3.8.4.htm
另一種重要的陶瓷材料為使用量極大的耐火陶瓷材料。耐火材料突出的性質包括抗高溫不熔解或分解的性能及暴露在惡劣環境時保持不反應及惰性的能力。此外，良好的熱絕緣能力亦是經常被使用之重要考量。
（一）基本的耐火材料
耐火物含豐富的方鎂石，或氧化鎂成分者稱為基本的耐火材料，亦可以含有鈣、鉻及鐵的成分。矽石的出現會不利於它們的高溫表現。基本型的耐火材料對含高溫度的MgO及CaO廢渣的攻擊抵抗性能佳，因此可應用於某些鋼製的開口爐床。
（二）耐火黏土耐火材料
耐火黏土耐火材料的主要成份是高純度耐火黏土、氧化鋁及矽石的混合，其中氧化鋁含量約介於25到45wt%之間。耐火黏土磚主要用於熔爐構造用，以確保熱氣氛，及避免結構物過熱的熱阻絕物。對於耐火黏土磚而言，強度並非是最重要的考量，因為並非結構負載的主要支撐材料。
（三）矽酸鹽耐火材料
矽酸鹽耐火材料的主要成分是矽石，有時稱酸性耐火物。這些材料以其優良的高溫負載承受能力而聞名，通常使用於鋼及玻璃製熔爐的拱門狀屋頂，溫度可高達1650℃。這些耐火材料在富矽石成分時可抵抗廢渣侵蝕，因此且經常當做污染物容器用。
（四）特殊的耐火材料
尚有其他陶瓷材料是用在相當特殊的應用上，包含氧化鋁、矽酸鹽、氧化鎂、氧比鈹、二氧化鋯及莫來石。另外碳化矽（SiC）可曾被當做抗電加熱元件，做為坩堝材料。碳和石墨是非常耐火，但在溫度超過800℃時它們十分易於氧化。
矽石的純化
取自:http://tw.myblog.yahoo.com/tc-0952562689/article?mid=139
一般的矽，即二氧化矽，有很多的雜質，故呈黑褐色。比較純的砂是白色的，這種白色的砂用碳還原可得到純的矽，純的矽是暗褐色，有金屬光澤。因為利用這種化學方法所得到的矽的純度只有約98%，仍達不到電子工業用的純度。再用工業上常用的蒸餾方法，便可得到更純的矽，最後再用區域精製方法，將矽純化到約每一億個矽原子才有一個雜質原子或更純，同時也得到結晶的矽，是為矽棒。切片後，就是一般所稱的矽晶片。
（1）矽的主要來源是石英砂（二氧化矽），矽元素和氧元素透過共價鍵連接在一起。因此需要將氧元素從二氧化矽中分離出來，換句話說就是要將矽還原出來，採用的方法是將二氧化矽和碳元素（可以用煤、焦炭和木屑等）一起在電弧爐中加熱至2100°C 左右，這時碳就會將矽還原出來。化學回應方程式為︰SiO2 (s) + 2C (s) = Si (s) + 2C O (g)（吸熱）
（2）上一步驟中得到的矽中仍有大約2%的雜質，稱為冶金級矽，其純度與半導體工業要求的相差甚遠，因此還需要進一步提純。方法則是在流化床回應器中混合冶金級矽和氯化氫氣體，最後得到沸點僅有31°C 的三氯化矽。化學回應方程式為︰Si (s) + 3HCl (g) = SiHCl3 (g) + H2 (g)（放熱）
（3）隨後將三氯化矽和氫氣的混合物蒸餾後再和加熱到1100°C 的矽棒一起透過氣相沈積回應爐中，從而除去氫氣，同時析出固態的矽，擊碎後便成為塊狀多晶矽。這樣就可以得到純度為99.我剛剛講佐一些不能入耳的粗口~9%的矽，換句話說，也就是平均十億個矽原子中才有一個雜質原子。
（4）進行到目前為止，半導體矽晶體對於晶片製造來說還是太小，因此需要把塊狀多晶矽放入坩堝內加熱到1440°C 以再次熔化。
液態矽,為了防止矽在高溫下被氧化，坩堝會被抽成真空並注入惰性氣體氬氣。之後用純度99.7%的鎢絲懸掛矽晶種探入熔融矽中，晶體成長時，以2~20轉/分鐘的轉速及3~ 10毫米 /分鐘的速率緩慢從熔液中拉出。
石英(維基百科)
取自:維基百科
石英是矽的氧化物之一，其化學組成為SiO2，三方晶系。半透明或不透明的晶體；含有雜質時顏色不一，無色透明的晶體稱水晶，乳白色的稱乳石英，淺紅色的稱薔薇石英，紫色的稱紫水晶，黃褐色的稱煙晶、茶晶，黑色的稱墨晶。
純潔的石英能夠讓一定波長範圍的紫外線、可見光和紅外線通過，具有旋光性、壓電和電致伸縮等性質。石英的完整晶體產於岩石晶洞中，塊狀的產於熱葉脈礦中，粒狀的則是花崗岩、片麻岩和砂岩等各種岩石的重要組成部分。
石英是大陸地殼數量第二多的礦石，僅次於長石，質地堅硬，是花崗岩的主要成分。是SiO2的十餘種天然同分異構體中唯一在常溫常壓下穩定的變體。
石英有很多種變體，其中一些是半珍貴的寶石。尤其在歐洲和中東地區，自古以來石英被廣泛用作製作珠寶和硬石雕刻。
石英晶體也可用人工方法生長；石英也能做為玻璃的製作材料之一。
用途
石英粉可以做為有效的金屬拋光劑，常應用於研磨機、噴砂機中。另外，石英也是半導體產業重要的原料之一，即是作為矽晶圓的原料。將石英與焦炭混合後，在電弧爐加熱之下即生成粗矽；鹽酸氯化，並經蒸餾後，製成了高純度的多晶矽，其純度高達99.999999999%。
石英(台灣大百科全書)
取自:台灣大百科全書 Encyclopedia of Taiwan
石英在地表的分佈極為廣泛，在地表是僅次於長石排名第二的主要造岩礦物。在岩漿分異的過程中，是最後結晶出來的產物，因此產於酸性的火成岩中。此外，由於其成分為二氧化矽，除了氫氟酸(HF)之外，不易溶解於其他種類的酸性液體，再加上其結構相當穩定、硬度高，因此不易受物理或化學風化的影響，因而在沈積物經過搬運風化的過程之後，殘留於沈積岩中，是沈積岩中含量最豐富的礦物，諸如砂岩和頁岩。此外在變質岩中，石英的分佈也相當廣泛，例如片麻岩、石英片岩和石英岩。石英在岩石中的產狀通常都是以多晶質或結晶較差的顆粒狀存在，因此多呈現白色或透明無色。若在晶洞中生長的石英常呈現良好的單晶外型，並聚集成晶簇，這種具有良好的六角柱狀外型的石英，即是我們一般俗稱的『水晶』，由於其所含的過渡金屬元素成分不同而呈現多種顏色的變化，例如：黃色的茶晶、紫色的紫水晶、粉紅色的粉晶….等。另外，隱晶質或微晶質的石英呈現像毛玻璃狀的光澤，我們稱之為玉髓或瑪瑙，玉髓之顏色較為均勻，而具有明顯層狀顏色分層的稱之為瑪瑙。不論是水晶、玉髓、瑪瑙只要是色澤美麗的都是廣受人們喜愛的半寶石。
【化學成分】：
SiO2
【物理性質】：
六方晶系；晶體通常為六角柱狀，柱面上有水平生長紋，也時常以塊狀生成；顏色因所含雜質之離子不同而有變化，幾乎各種顏色均有，純淨無雜質以白色為主；條痕白色；透明至不透明；玻璃光澤；很少的塊狀石英有螢光現象；比重2.65；硬度7；解理很差；貝殼狀斷口；易脆；有強烈的壓電與熱電性質。
【產 狀】：
在酸性火成岩中，石英通常以不具晶形的顆粒狀出現。在沈積岩中，石英為主要組成礦物，其顆粒則有磨圓的現象。在變質岩中，石英的顆粒則為有變形出現，例如拉長或再結晶的現象。石英不易受風化作用影響，因此廣泛存在於河川和海邊的沈積物中。此外，石英脈經常出現於各類岩石的露頭中，很容易和方解石脈混淆，可以用滴鹽酸的方法加以確認，石英脈不會起泡。
【用 途】：
很重要的工業材料，可以應用於壓力計、震盪器、共振器、穩波器等(壓電和熱電性)；製作偏光鏡(偏光性)；石英可使紫外光穿透，故利用特殊稜鏡、透鏡和光學儀器等；石英粉可當作玻璃、顏料、研磨材料、陶瓷、耐火材料；研磨材料(與碳化矽結合)；寶石和飾品。
【產 地】：
台灣中央山脈的變質岩（東斜面的矽質片岩及石英片岩）；台灣的碎屑型沈積岩中，包括砂岩、粉砂岩、礫岩和頁岩等，最多的是沙灘裡的石英砂，宜蘭粉鳥林的偉晶岩當中，和長石、雲母共生；花東的片麻岩中。
石英(互動百科)
取自:互動百科
石英是一種物理性質和化學性質均十分穩定的礦產資源，石英石是目前石英石板材生產廠家對其所生產的板材的一種簡稱，由於其板材主要成分石英含量高達93％以上，因此稱為石英石。
石英晶洞石英是一種物理性質和化學性質均十分穩定的礦產資源,必圖石英石使用國外進口石英石顆粒作為原材料。
硅的氧化物礦物成分為SiO2。主要指分布廣泛的三方晶系的低溫石英（α-石英）。當溫度在573℃以上時，則成為六方晶系的高溫石英（β-石英）。低溫石英晶體常呈帶尖頂的六方柱狀。柱面上有橫紋，有左形晶與右形晶的區別。雙晶很普遍，最常見的為道芬雙晶和巴西雙晶。通常呈晶族或粒狀、塊狀集合體。純淨者為無色透明，但大多因含微量色素離子或細分散色裹體，或因具有色心而呈各種顏色，並使透明度降低。玻璃光澤，斷口常呈油脂光澤。莫氏硬度7，比重2.65。貝殼斷口。具強壓電性和旋光性。
因粒度、顏色、包裹體等的不同而有許多變種：①顯晶質的有：無色透明的水晶；紫色的紫水晶（俗稱紫晶）；煙黃，煙褐至近於黑色的茶晶、煙晶或墨晶；淺黃色、透明的黃水晶；玫瑰紅色的薔薇石英（俗稱芙蓉石）；乳白色的乳石英。因含赤鐵礦或雲母等鱗片狀包裹體而呈斑點狀閃光的砂金石。②隱晶質變種有：纖維狀微晶組成的石髓（玉髓）；膠體成因的瑪瑙；由石英交代纖維狀的石棉而成的虎睛石等。③隱晶質變種由粒狀微晶組成，常含其他礦物的混入物，不透明，主要有燧石，灰至黑色（俗稱火石）。碧玉，因含氧化鐵雜質而呈暗紅色或綠黃、青綠等色。大的石英晶體主要產於偉晶岩晶洞中；塊狀的常產於熱液礦脈中；粒狀石英是花崗岩、片麻岩和砂岩等許多岩石的主要礦物成分。除水晶、瑪瑙等用作寶石或工藝材料外，較純淨的一般石英大量用作玻璃原料，研磨材料、硅質耐火材料等。不純的石英則是重要的建築材料。
石英石 - 物理性質
石英石晶系：六方晶系
晶體：等軸狀、柱狀、六方雙錐面形
集合體型態：塊狀、粗粒狀、鐘乳狀、結核狀
硬度：莫氏硬度為7
解理/斷口：貝殼狀斷口
光澤：玻璃光澤
顏色：無、白，帶有點灰、黃到橙黃、紫、深紫、粉紅、灰褐、褐、黑
條痕：白色
比重：2.65~2.66
其他：
（1）具脆性
（2）具有熱電性
（3）折射率1.533~1.541,雙折射率差0.009，色散0.013
（4）石英具有強烈的壓電性（Piezoelectricproperty），即用力敲擊摩擦時會產生火花，這也就是燧石取火的方法。
（5）石英內常見的包裹體有：發晶（Haircrystal）－主要是金紅石；草入水晶－主要為電氣石；水膽水晶－石英中有液態包裹體；青石英－內含淺藍色金紅石針狀物；乳石英－由細水孔洞引起混濁狀；綠石英－由板狀或碎片狀的綠泥石組成，有時可能是綠色針狀的陽起石；砂金石（Aventurine）－石英岩內部含有綠色或紅褐色的雲母細片，又名耀石英，俗稱東陵石。常見煙黑色至暗褐色的煙水晶，主要是這些岩類含有較多量具有放射性之鈾、釷元素的關系。
石英石 - 特性及優點
石英石1、刮不花
石英石其石英含量高達94%，石英晶體是自然界中硬度僅次於鑽石的天然礦產，其表面硬度可高達莫氏硬度7.5，遠大於廚房中所使用的刀鏟等利器，不會被其刮傷。
2、污不染
石英石是在真空條件下制造的表裡如一、致密無孔的復合材料，其石英表面對廚房的酸堿等有極好的抗腐蝕能力，日常使用的液體物質不會滲透其內部，長時間置於表面的液體只需用清水或潔而亮等清潔劑用抹布擦除即可，必要時可用刀片刮去表面的滯留物。
3、用不舊
石英石光澤亮麗的表面是經過30多道復雜的拋光處理工藝，不會被刀鏟刮傷，不會為液體物質滲透，不會產生發黃和變色等問題，日常的清潔只需用清水衝洗即可，簡單易行。即使經過長時間的使用，其表面也同新裝台面一樣的亮麗，無需維護和保養。
4、燃不著
天然的石英結晶是典型的耐火材料，其熔點高達1300度以上，94%天然石英制成的石英石完全阻燃，不會因接觸高溫而導致燃燒，也具備人造石等台面無法比擬的耐高溫特性。
5、無毒無輻射
石英石的表面光滑，平整也無劃痕滯留，致密無孔的材料結構使得細菌無處藏身，可與食物直接接觸，安全無毒！
優質的石英石采用精選的天然石英結晶礦產，其SiO2的含量超過99.9%以上，並在制造過程中去雜提純，原料中不含任何可能導致輻射的重金屬雜質，94%的石英結晶體和其它的樹脂添加劑使得石英石沒有輻射污染的危險。
石英石 - 主要用途
石英石石英石的主要材料是石英，色彩豐富的組合使其具有天然石材的質感和美麗的表面光澤。石英石台面色彩多樣，戈壁系列、水晶系列、麻石系列、閃星系列更具特色，可以廣泛應用於公共建築（酒店、餐廳、銀行、醫院、展覽、實驗室等）和家庭裝修（廚房台面、洗臉台、廚衛牆面、餐桌、茶幾、窗台、門套等）領域，是一種無放射性污染、可重復利用的環保、綠色新型建築室內裝飾材料。
需要指出的是，石英石的質量好壞與樹脂的含量多少有直接的關系。石英石中石英的含量越高，樹脂量越低，質量就越好，越接近天然，越不易變形。專家指出，當石英石中樹脂的含量大於10%時，其相應技術指標就會隨之下降，這時的石英石已不能稱之為真正的石英石了。
石英石 - 品種及鑒別
石英石水晶最60%成份是「二氧化矽」（sio2），水晶的顏色是由於除了二氧化矽外，還含有各種不同微量的金屬所造成的。在天然環境裡頭，水晶多數會與礦物方解石、黃鐵礦、輝鐵礦、各種顏色的雲母片、碧茜、花崗岩、金紅石等「共生」，而形成了一些疑幻似真的景像，即所謂「異像水晶」，增加了收藏水晶的樂趣和價值。
水晶多數是在地底生長，生長的過程需要大量含有飽和的二氧化矽的地下水源，溫度在550－600℃之間，並需要比大氣壓力大二倍至三倍的壓力，經過了漫長的歲月，便變成了六角柱形（hexagonalsystem）的水晶。
石英是一種受熱或壓力就容易變成液體狀的礦物。也是相當常見的造岩礦物，在三大類岩石中皆有之。因為它在火成岩中結晶最晚，所以通常缺少完整晶面，多半填充在其他先結晶的造岩礦物中間。石英的成份是最簡單的二氧化矽(sio2)，玻璃光澤，沒有解理面，但具貝殼狀斷口。微晶質的石英稱為玉髓（chalcedony）、瑪瑙（agate）或碧玉（jasper）。純粹的石英是無色，但因常含有過渡元素的雜質而呈現不同的顏色。石英很安定，不容易風化或變化為他種礦物。
硅位於元素周期表第四族，在地殼中分布很廣，在所有元素豐度分布的順序上占第二位，僅次於氧，硅也是典型的親氧元素，主要與氧結合形成硅氧四面體SiO4攩4-攪，產由硅氧四面體以各種形式結合生成不同的硅酸鹽礦物，在寶石礦物中硅酸鹽類占80％以上，以游離硅氧——SiO2形式分布的硅也占重要地位，而且穩定性非常好，是自然界最常見、最主要的造岩礦物，也是珠寶界應用數量和範圍很大的一類寶玉石，以SiO2為主要成分的寶玉石更是種類繁多，特征各異。按SiO2結晶程度可劃分為顯晶質的單晶石英，多晶石英岩玉，隱晶質的玉髓、瑪瑙、澳玉、碧玉、木變石、硅化木和非晶質的歐泊、天然玻璃。下面根據國家標准分別加以敘述：
1.單晶SiO2質寶石透明、晶形完好的SiO2單晶體(含雙晶)，礦物名稱為單晶石英，即廣義的水晶，狹義的水晶指無色透明的品種。
(1)水晶的基本性質水晶屬三方晶系，常見晶形為柱狀，主要單形為六方柱，菱面體，柱狀晶體的柱面常發育橫紋和多邊形蝕像，水晶為一軸晶正光性，具獨特的牛眼干涉圖，折射率1.544－1.553，雙折射率0.009，非常穩定，無解理，貝殼狀斷口，斷口可具油脂光澤，摩氏硬度7，密度2.65g／cm攩3攪。水晶通常無色透明，但含雜質時可出現多種顏色，根據顏色可將水晶分為紫晶、黃晶、煙晶等品種。
(2)水晶的品種及鑒定水晶：無色透明的純淨二氧化硅晶體，其內可含豐富的包裹體，常見的有負晶、流體包裹體、固體包裹體。負晶是確定天然水晶的重要依據。固包體裹中常見金紅石、電氣石、陽起石呈細小的針狀定向排列於石英晶體內，猶如發絲，習慣上把這類水晶稱為發晶，另外一些固體包裹體在水晶內可形成一幅幅美麗的圖畫，成為人們愛不釋手的觀賞石。
紫晶：一種紫色的水晶，是SiO2中含微量鐵所致，經輻照，三價鐵離子的電子殼層中成對電子之一受到激發，產生空穴色心FeO攩4+攪4，空穴主要在可見光550nm處生產吸收，而使水晶產生紫色，但Fe攩4-攪不穩定，受熱易變成三價鐵，所以紫晶易褪色，紫晶顏色分布常不均勻，呈團塊狀，有時見平行色帶。具有弱到中等二色性，可能出現水晶中所出現的所有包體，還可有特征的“斑馬紋”和球狀、小滴狀不透明深色包體。
煙晶：一種煙色至棕褐色以至黑色的水晶，成分中含有微量的鋁，Al攩3+攪離子代替Si攩4+攪離子，受輻照後產生AlO攩4-攪4空穴色心，而使水晶產生煙色。煙晶加熱後可變成無色水晶。
黃晶：一種黃色的水晶，成分中含有微量鐵而成。黃晶一般較透明，內部特征與紫晶相同，市場上的黃晶多數是紫晶加熱處理而成。
綠水晶：一種綠色的水晶，天然產出的很少，主要是紫晶加熱得到的；或水晶中含綠色礦物(如綠泥石)包體而呈色。
芙蓉石：也稱薔薇石英，淺至中粉紅色水晶，色調較淺，因成分中有微量的Mn和Ti而致色，單晶體較少，通常為致密塊狀集合體，顯渾濁乳狀外觀，有時可含定向排列的針狀金紅石包體，因而磨制成弧面寶石可顯示星光。
雙色水晶：一種紫色和黃色共存一體的水晶，紫色、黃色分別占據晶塊的一部分，兩種顏色的交接片有清晰的界限，雙色是由於水晶內的雙晶所致，紫色和黃色分別發育於雙晶單體中的r面和z面。石英貓眼：當水晶中含有大量平行排列的纖維狀包體時，其弧面形寶石表面可顯示貓眼效應，一般石英貓眼弧面較高，纖維狀包體清晰可見。
星光水晶：當水晶中含有兩組以上定向排列的針狀、纖維狀包體時，其弧面形寶石表面可顯示星光效應，一般為六射星光，也可有四射星光。
2.多晶SiO2質玉石組成礦物主要為細粒石英的玉石，可含少量雲母類礦物及赤鐵礦、針鐵礦等。放大檢查時石英為典型粒狀結構，粒度一般為0.01－0.6mm。集合體呈塊狀，微透明至半透明，密度與單晶石英相近，為2.64－2.71g／cm攩3攪之間，點測法折射率為1.54左右，純淨者無色，常因含有細小的有色礦物包裹體而呈色。常見的品種有：
東陵石：為一種具有砂金石效應的石英岩，市場上常見的為含鉻雲母的綠色東陵石，顯微鏡下微透明，主要產於印度。石英顆粒相對較粗，0.1－0.6mm，其內所含的片狀礦物相對較大，且大致定向排列。查爾斯濾色鏡下略呈褐紅色。
密玉：因產於河南密縣而得名，是一種含3～5％細小鱗片狀絹雲母的致密石英岩，以綠色系列為主，有淺綠、翠綠、豆綠等。密玉與東陵石相比，較細膩、致密，其內石英顆粒大小以0.02～0.25mm為主，沒有明顯的砂金石效應。放大檢查時在較高的倍數下可以看到細小的綠色雲母較均勻地呈網狀分布。貴翠：因產於貴州省而得名，是一種含綠色高嶺石的細粒石英岩，呈不均勻帶灰色色調的綠色，一般只用來作低檔飾品。
京白玉：因最初產於北京郊區而得名，是一種質地細膩、光澤油潤的白色石英岩，有時用來冒充羊脂白玉，以其較低的密度和折射率加以區別。
“馬來西亞玉”：是一種結構較細的染綠色石英岩，常被用來冒充翡翠。放大條件下典型的粒狀結構和相對低的折射率容易和翡翠區別，國標(GB／T16553－1996)已規定不用這一名稱，而用石英岩(處理)。
3.隱晶質SiO2玉石隱晶質集合體，在正交偏光下表現為全亮，致密狀構造，也可呈球粒狀，放射狀或微細纖維狀集合體，密度較為石英低，點測折射率1.53，密度6.5～7.0g／cm攩3攪，主要有玉髓、瑪瑙、碧玉、澳玉四個品種。
玉髓：超顯微隱晶質石英集合體，單晶呈纖維狀，粒間微孔內充填水分和氣泡，密度低於石英，約2.60g／cm攩3攪。由於玉髓多孔，因此染色較容易，市場上常見顏色鮮艷的玉髓都是染色而成。值得一提的是，染色後的玉髓顏色較穩定，本身也是一種低檔玉，國標規定為優化，無需加以說明。
瑪瑙：具環帶狀結構的玉髓，環帶中央有時是空洞，有時為水晶質所充填，瑪瑙最為常見的自然色為白色和灰色，也可出現黃棕色、棕紅色、藍色、淡紫色等。瑪瑙的基本性質同玉髓，根據包體特征，顏色分布有下列特殊品種。
苔蘚瑪瑙：是一種均勻的、半透明含有樹枝狀綠色綠泥石或黑色氧化錳、紅色氧化鐵的玉髓。被包裹的雜質往往呈苔蘚狀，一般用作觀賞石，也叫風景瑪瑙，是瑪瑙中的貴重品種。
縞瑪瑙：亦稱條帶瑪瑙，是一種顏色相對簡單，條帶相對平直的瑪瑙。通常用於石刻和浮雕，常見的瑪瑙可有黑色相間條帶，或紅白相間條帶，當縞瑪瑙的條帶細到像蠶絲一樣時，被稱為纏絲瑪瑙。
水膽瑪瑙：是內含肉眼可見的氣液包裹體，並且轉動瑪瑙氣液包裹體會移動的品種。
碧玉：為一種含雜質較多的玉髓，最主要的雜質為氧化鐵，因而碧玉常為紅色，但也有因含其它雜質而呈綠色、暗藍色或黑色的。碧玉不透明，光澤暗淡，一種不同顏色的條帶，色塊交相輝映，猶如一幅美麗的自然風景的碧玉稱為風景碧玉；一種暗綠色其上帶紅點的碧玉叫血滴石。
澳玉：是一種綠色的玉髓，因含微量鎳而呈綠色，色較均勻，透明至半透明，主要產於澳大利亞。
4.SiO2交代的玉石這是一種由於SiO2交代作用，但保留了原物質的外形而成的石英質玉石，重要的品種有木變石和硅化木。
木變石：是SiO2部分或全部交代藍閃石石棉，而保留纖維狀石棉晶形的產物，因紋理和顏色像木紋而得名。木變石不透明，硬度6.5～7.0，密度2.64～2.71g／cm攩3攪，折射率1.54～1.55(點)。顏色有黃褐色、褐色、藍灰色、藍綠色，藍色是殘余的藍閃石石棉的顏色，而黃褐色、褐色是所含鐵的氧化物——褐鐵礦所致，根據顏色可將木變石分為虎睛石，鷹眼石等品種。
虎睛石為黃色、黃褐色木變石，成品表面可具絲絹光澤，當組成虎睛石的纖維較細，排列較整齊時，弧面形寶石的表面可出現貓眼效應。
鷹眼石為藍色、灰藍色為主的木變石，SiO2交代不充分，殘余的藍閃石石棉較多。
硅化木：當SiO2交代數百萬年前埋入地下的樹干，並保留樹干形狀及其纖維狀結構時的產物稱為硅化木，化學成分以SiO2為主，常含Fe、Ca等雜質、顏色為土黃、淡黃、黃褐等，不透明。硬度6.5～7.0，密度2.65～2.91g／cm攪3攪，點測法折射率1.53。以顏色鮮艷、光澤強、木質結構清晰、質地致密者為好。
國內存在高危害鱗矽石、方矽石作業環境之探討
取自:http://www.iosh.gov.tw/Book/Message_Publish.aspx?P=40&U=415
一、前言
根據台灣地區勞工保險職業病給付資料統計，塵肺症一直佔所有職業病之首位，尤其民國88年放寬給付離退保後始判斷罹患塵肺症，當年塵肺症給付件數高達17,253件。勞工罹患塵肺症的主因係因勞工長期吸入不溶性粉塵而沈積於肺部所致，其中尤以結晶型游離二氧化矽為鉅，其會於肺內形成細小而規則的纖維性小結，矽肺小結會融合而成為進行性大塊纖維化。矽肺症雖然是一種不可逆的病變，目前也並沒有一種有效的治療方法，但是對於加速型與慢性矽肺症兩者來說，仍然可以藉著早期病兆的發現並且立即停止暴露以達到預防的效果。依據所暴露之空氣中結晶型游離二氧化矽濃度不同，矽肺症主要可分為3種型式（U.S. Department of Health and Human Services，1995）：
(一)慢性矽肺症(Chronic Silicosis)，暴露於結晶型游離二氧化矽較低濃度之作業環境下，通常暴露10年後才會發生症狀；
(二)加速型矽肺症(Accelerated Silicosis)，暴露於結晶型游離二氧化矽較高濃度之作業環境下，通常暴露5至10年間才會發生症狀；
(三)急性矽肺症(Acute Silicosis)，暴露於結晶型游離二氧化矽極高濃度之作業環境下，
通常暴露數週至5年內會發生症狀。
結晶型游離二氧化矽係指矽原子共用四個氧原子相互結合成三度空間立體架構，其在地球上分布相當廣泛，同質異形體計有石英、鱗矽石、方矽石、斜矽石、重矽石，分屬不同晶系。各種結晶型游離二氧化矽會因為不同的溫度、壓力條件而相互轉換（移位、重構相變），不同之結晶構造其對生物細胞之作用亦不相同，因此各國對於勞工暴露於石英、鱗矽石、方矽石之規範亦不相同；如美國職業安全衛生署（Occupational Safety and Health Administration，OSHA）規定作業場所鱗矽石、方矽石之容許濃度值為石英容許濃度值的一半。然我國勞工作業環境空氣中有害物容許濃度標準（如表一）仍只規範游離二氧化矽含量，並未再細分石英、鱗矽石、方矽石。鑑於結晶型游離二氧化矽之危害，國際癌症研究組織（International Agency for Research on Cancer，IARC）於1987年將之歸類於疑似人類致癌物（GROUP 2A）；更於1997年將結晶型游離二氧化矽之石英、方矽石歸類於人類致癌物（GROUP 1），鱗矽石歸類於疑似人類致癌物（GROUP 2A）。
為了解結晶型游離二氧化矽對勞工之危害，勞委會勞工安全衛生研究所曾於87、88年度針對耐火磚廠進行原料、成品、沈積物及空氣中可呼吸性粉塵之結晶型游離二氧化矽含量調查，並進行粒徑之探討。結果顯示部分原料、成品、沈積物及可呼吸性粉塵中含有不等量之石英；而部分成品中如臘石磚、黏土磚、高鋁質磚含有鱗矽石、方矽石，顯示耐火磚製造過程之鍛燒可能導致石英晶型之轉換，但於沈積物及空氣粉塵中並未發現鱗矽石、方矽石之存在，因此推測經高溫轉換後之高危害鱗矽石、方矽石，可能已固結於耐火磚中。而耐火磚成品常被使用於水泥旋窯、玻璃窯、煉鋼鐵爐等工業窯爐，雖然平日作業之勞工可能不會直接暴露於鱗矽石、方矽石中，但築爐、修爐工人則可能暴露於此高危害之作業環境中。煉鋼、鐵爐之爐體為鹼性磚、高鋁磚、一般黏土磚等組成，因此確認修爐工人實際從事爐體維修時是否有暴露於鱗矽石、方矽石之環境中，乃為一值得注意的議題。
二、鋼鐵廠煉鐵、煉鋼之爐種介紹
一般鋼鐵製造之基本流程如下：
礦砂→高爐（鐵水）→魚雷車→盛銑桶→轉爐（加廢鐵）→盛鋼桶→RH真空脫氣爐（精煉）→軋鋼
就本次採樣之高溫爐種簡介如下：
（一）煉鐵製程中之爐體及耐火材
「熱風爐（Sinter furnace）」主要功能為提供高爐之鼓風熱氣，運作溫度約為1200℃以上。整個熱風爐為蓄熱室與燃燒室，兩者以連接管相連而組成。蓄熱室磚種分別為保溫材/磚（外層）、保溫玻璃棉（中層）、澆鑄耐火泥（內層）及有孔矽磚（中心填滿層）；燃燒室為保溫材（外層）、保溫玻璃棉（中層）及澆鑄耐火泥（內層）。
「煉焦爐（Coke Oven）」主要功能將冶金煤碳化成具有適當強度之焦炭以供高爐使用，其作業最高溫度約1250℃。築爐員工作業包括拆磚、砌磚、烘爐。該作業範圍為爐頂（Oven decking）、爐牆（Heating wall，加熱牆）與蓄熱室（Regenerator）。爐頂與爐牆之築爐作業皆於大氣中工作；而蓄熱室之築爐作業則於爐室中工作。拆爐磚種為紅磚（Red brick）、火黏土磚（Fireclay）及矽磚（Silica）。砌爐磚種則為紅磚（Red brick）、火黏土磚（Fireclay）、矽磚（Silica）及高鋁磚（H. Aluminum）。
（二）煉鋼製程中之爐體及耐火材
「盛鋼桶」功能亦為運送容器其由轉爐攜帶鋼液到澆鑄工廠。該爐襯之磚種已由臘石磚、鋯磚與高鋁磚，演變成機械化施工之鋁尖晶石質及鋁鎂質之澆鑄泥。
（三）連鑄製程中之爐體及耐火材
「鋼液分裝器」功能為平均分流鋼液，避免擾流及杜絕夾雜物捲入鑄胚中。其位於盛鋼桶與連鑄銅模之間，為鋼液澆鑄前所接觸最後一道容器。該材質考量為耐蝕性與斷熱性。爐襯分為永久層、作業層、擋牆元件與塗敷層。永久層與作業層耐火磚種或質材過去主要為火黏土磚與臘石磚；目前則改為60% Al2O3級之低水泥澆鑄材並將兩層合為一層。擋牆元件則使用高鋁質預鑄磚塊。塗敷層則使用MgO質塗敷材。
三、修爐工人之粉塵及各結晶型游離二氧化矽暴露情形
（一）煉鐵製程
「熱風爐」拆爐員工之執掌分別為人孔磚襯打除、安裝吊車、移動式平台與支架固定、燃燒室與蓄熱室磚襯打除與砌磚、最後的清理。因此將人孔磚襯打除、燃燒室與蓄熱室磚襯打除分類為拆爐作業（樣本數：6），其餘工作則為非拆爐作業（樣本數：16）。結果發現（如表二），熱風爐拆爐作業勞工可呼吸性粉塵暴露範圍為1.001～3.838 mg/m3，幾何平均值為2.219 mg/m3；非拆爐作業勞工可呼吸性粉塵暴露範圍為0.009～1.790 mg/m3，幾何平均值為0.174 mg/m3。熱風爐維修工人其粉塵暴露情況較其他拆爐作業來得嚴重，究其原因為熱風爐主要是提供熱源之爐種，所要求為蓄熱佳、傳熱快，耐蝕、耐磨之需求則不及其他爐種；因此不用含結晶型游離二氧化矽少的高鋁磚或鋁鎂質之澆鑄泥，而都使用矽線石磚與有孔矽磚。且熱風爐為爐體內作業，而拆爐作業可呼吸性粉塵中所含之石英、鱗矽石、方矽石較非拆爐作業明顯高出許多，而且鱗矽石之暴露值高出方矽石，更高於石英。熱風爐修爐工人暴露之可呼吸性結晶型游離二氧化矽晶相中，以鱗矽石為主，和該爐種耐火磚種類結晶型游離二氧化矽晶相之組成相同。而將此可呼吸性粉塵中所含結晶型游離二氧化矽之濃度分布做一評估，發覺所有可呼吸性粉塵中，石英約佔2.1～2.2%，鱗矽石約佔26.2～35.2%，方矽石約佔9.3～16.4%。故拆爐作業其大多屬於第一種粉塵（可呼吸性粉塵濃度範圍：1.001～3.838mg/m3），且全部都超過我國勞工作業環境空氣中有害物容許濃度規範之標準值。
「煉焦爐」之修爐採樣配合爐體維修分為爐頂拆爐作業（樣本數：13）、蓄熱室拆爐作業（樣本數：9）、爐牆拆爐作業（樣本數：19）及後期之砌爐作業（樣本數：5）。結果顯示蓄熱室拆爐作業勞工可呼吸粉塵暴露值範圍為0.047～4.345 mg/m3，幾何平均值：0.776 mg/m3，其勞工暴露較嚴重；砌爐作業勞工可呼吸粉塵暴露值範圍為0.123～0.428 mg/m3，幾何平均值：0.277 mg/m3，其勞工暴露最輕微。煉焦爐維修除爐頂拆爐作業於大氣中工作外，爐牆與蓄熱室之拆爐作業則於爐室中工作（雖然該爐室為開放空間），故其員工拆爐之暴露情況亦呈現出爐頂拆爐之結晶型游離二氧化矽暴露濃度遠低於爐牆與蓄熱室之拆爐；而砌磚勞工粉塵與結晶型游離二氧化矽之暴露皆偏低。蓄熱室拆爐時勞工之可呼吸性粉塵及石英、方矽石之暴露情形皆較煉焦爐其他維修作業型態嚴重；而後期之砌爐作業並未偵測出石英、鱗矽石及方矽石，可視為厭惡性粉塵。將此可呼吸性粉塵中所含結晶型游離二氧化矽之濃度分布做一評估，發覺所有可呼吸性粉塵中，石英約佔0～16.4%，鱗矽石約佔0～28%，方矽石約佔0～8.1%。而煉焦爐爐體維修之拆爐作業其大多屬於第一粉塵，而且部分超過我國勞工作業環境空氣中有害物容許濃度規範之標準值；至於後期砌爐作業勞工之粉塵暴露情形則屬於第四種粉塵，在我國容許濃度規範之標準值以內。
（二）煉鋼製程
「盛鋼桶」大多爐襯質材為含結晶型游離二氧化矽低的鋁尖晶石質及鋁鎂質之澆鑄泥，且拆爐之作業場所雖為廠內但仍為開放空間；故該製程雖有結晶型游離二氧化矽之暴露情況但並不特別嚴重。結果顯示盛鋼桶拆爐作業（樣本數：10）勞工可呼吸粉塵暴露值範圍為0.053～1.055 mg/m3，幾何平均值：0.345mg/m3，其中僅含一些石英，不含鱗矽石、方矽石。盛鋼桶維修之拆爐作業其大多屬於第四種粉塵（少數屬第二種粉塵），勞工之粉塵暴露情形部分超過我國容許濃度規範之標準值。
（三）連鑄製程
「鋼液分裝器」目前塗敷方式則以乾式及濕式自動吹敷機取代以往的傳統手工的塗敷施工。拆除方式亦以機械噴上「去除」塗敷材之物質取代人工拆除。員工一般築爐作業為收件、吊殘鋼、清理、修補、拌料、塗敷、機台操作；而暴露於結晶型游離二氧化矽的作業為清理碎磚或爐渣。結果顯示鋼液分裝器維修作業（樣本數：6）勞工可呼吸性粉塵暴露值範圍為0.069～0.650 mg/m3，幾何平均值：0.321mg/m3，其中不含石英、鱗矽石及方矽石。故該作業產生之粉塵屬於第四種粉塵，而且勞工之粉塵暴露情形都在我國容許濃度規範之標準值以內。主要是因該製程之質材為含結晶型游離二氧化矽量很少的高鋁磚；且大多拆築爐之作業為機械化，故其暴露情況為最輕微。
四、修爐工人暴露於粉塵及各結晶型游離二氧化矽之粒徑分布
利用Marple八階分徑採樣器（Model No.: 298, Marple Sampler Inc.）採集粒徑分布之樣本，其第一階至第八階及濾紙層所採集粉塵之粒徑中位數依序如下所示：21.3μm、14.8μm、9.8μm、6μm、3.5μm、1.55μm、0.93μm、0.52μm、0μm。此次採集之粒徑分布樣本數共計17個，分布為熱風爐拆爐作業有4件，煉焦爐之拆爐作業有9件，盛鋼桶之拆爐作業有4件。首先，利用採樣所得之結果，繪製對數常態累積質量粒徑分布圖，以求取各分徑採樣器所採集之質量氣動中位粒徑（mass median aerodynamic diameter，MMAD）及幾何標準差（GSD）。就粒徑分布情況可由MMAD看出，其粒徑小，屬可呼吸性粉塵；且粒徑分布大小很接近（熱風爐粉塵粒徑範圍：1.20～2.41μm，煉焦爐粉塵粒徑範圍：1.70～2.74μm，盛鋼桶粉塵粒徑範圍：1.34～2.72μm），故修爐工人皆為同一相似暴露族群（similar exposure group）。另因該GSD值為5以下，故粒徑分布應為單峰分布。根據Davis針對美國環保署之環境可吸入性粉塵中結晶型游離二氧化矽之含量數據，得知結晶型游離二氧化矽佔粒徑＞10μm顆粒之重量比例高於粒徑＜10μm顆粒之重量比例。推測其分布於較大顆粒之原因可能是石英之硬度為7，較一般其他礦物硬，導致其質量氣動中位粒徑值高於該區粉塵之質量氣動中位粒徑值。而在石英粒徑分布上（熱風爐石英粒徑範圍：1.90～2.50μm，煉焦爐石英粒徑範圍：2.48～4.96μm，盛鋼桶石英粒徑範圍：2.08～3.28μm），可以很清楚看出其粒徑亦大於一般性粉塵之粒徑。而在方矽石之粒徑分布上，其粒徑範圍更高於石英粒徑。
五、結語
煉鐵程序之熱風爐、煉焦爐，勞工於維修時暴露大量之結晶型游離二氧化矽（石英、鱗矽石、方矽石）。熱風爐修爐工人暴露之可呼吸性結晶型游離二氧化矽晶相中以鱗矽石為主；煉焦爐爐頂、蓄熱室拆爐時，修爐工人暴露之可呼吸性結晶型游離二氧化矽晶相中以石英為主；拆爐牆，修爐工人暴露之可呼吸性結晶型游離二氧化矽晶相中亦以鱗矽石為主。煉鐵程序之拆爐作業時，作業場所空氣中之粉塵大多隸屬於第一種粉塵，且幾乎都超過我國法令規範之容許濃度值；煉鋼程序之修爐作業，空氣中之粉塵大多隸屬於第四種粉塵，其暴露值大多符合我國法令規範之容許濃度值之內。由Marple八階分徑採樣器之粒徑分布情況，可看出暴露粉塵之MMAD值1.20～2.74μm；且不同結晶型游離二氧化矽晶相間之粒徑分布以方矽石大於石英，更大於一般粉塵。
由修爐工人可呼吸性結晶型游離二氧化矽不同晶相之暴露情形得知，國內確實存在有鱗矽石、方矽石暴露之作業場所，建議可於法令修正時納入參考。