二氧化硅膠體粒子的膠體粒子的基本成分是二氧化硅,膠體二氧化硅內部是si-O-Si鍵連接形成三維網狀結構,在膠體粒子與水的接觸界面形成si-OH(硅醇)水化膜,顆粒表面結合更牢固。
硅溶膠溶液中膠體顆粒的密度隨制備條件和材料的不同而不同,顆粒的聚集狀態也隨制備條件的不同而變化。生產實踐表明,在較高溫度(80-100℃以上)形成的硅溶膠顆粒內部緊密度較高,而在60℃以下形成的硅溶膠顆粒內部緊密度較差。簡單的硅溶解法生產的硅溶膠膠體顆粒比離子交換法生產的硅溶膠的膠體顆粒致密得多,因此高溫性能好,強度高。
硅溶膠的比表面積是二氧化硅顆粒在水界面的總表面積與二氧化硅總重量之比,以㎡/g表示。比表面與膠體顆粒的大小、聚集狀態和密度有關。熔模鑄造用硅溶膠的比表面約為200-300平方米/克。可以認為,硅溶膠的膠體核與硅酸鈉基本相同,是由多個二氧化硅分子聚合而成。
除了被粒子表面的離子吸引外,由于離子本身的熱運動,一些離子離開表面擴散到溶液的外層。粒子表面附近的反離子濃度很大。硅溶膠廠家指出隨著離表面距離的增加,反離子濃度降低,形成擴散層。由于膠體粒子表面的負電荷與擴散層中的正電荷相等,所以體系是中性的。吸附層中的反離子被顆粒牢固吸附,可以隨顆粒移動。但吸附層外的擴散層中的反離子被顆粒吸附較弱,因此擴散層不隨顆粒移動。