Кварц | Определение, типы, использование и факты

Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Пожалуйста, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам, если у вас есть какие-либо вопросы.

Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, следует ли пересматривать статью.

Прочтите краткий обзор этой темы

кварц, широко распространенный минерал многих разновидностей, состоящий в основном из кремнезема или диоксида кремния (SiO₂). Могут присутствовать незначительные примеси, такие как литий, натрий, калий и титан. Кварц с давних времен привлекал внимание; прозрачные кристаллы были известны древним грекам как кристаллос-отсюда и название кристаллили чаще горный хрусталь, применительно к этому сорту. Название кварц старое немецкое слово неизвестного происхождения, впервые употребленное Георгиусом Агриколой в 1530 году.

Далее следует краткое описание кварца. Для полноценного лечения посмотреть кремнистый минерал.

Кварц имеет большое народнохозяйственное значение. Многие разновидности являются драгоценными камнями, в том числе аметист, цитрин, дымчатый кварц и розовый кварц. Песчаник, состоящий в основном из кварца, является важным строительным камнем. Большое количество кварцевого песка (также известного как кварцевый песок) используется в производстве стекла и керамики, а также в литейных формах при литье металлов. Измельченный кварц используется в качестве абразива в наждачной бумаге, кварцевый песок используется в пескоструйной очистке, а песчаник до сих пор используется целиком для изготовления точильных камней, жерновов и точильных камней. Кварцевое стекло (также называемое плавленым кварцем) используется в оптике для пропускания ультрафиолетового света. Трубки и различные сосуды из плавленого кварца имеют важное лабораторное применение, а кварцевые волокна используются в чрезвычайно чувствительных весовых устройствах.

Кварц является вторым по распространенности минералом в земной коре после полевого шпата. Он встречается почти во всех кислых магматических, метаморфических и осадочных породах. Это важный минерал в таких богатых кремнеземом кислых породах, как граниты, гранодиориты и риолиты. Он очень устойчив к атмосферным воздействиям и имеет тенденцию концентрироваться в песчаниках и других обломочных породах. Цементом в таких осадочных породах служит вторичный кварц, образующий наросты на обломочных зернах. Микрокристаллические разновидности кремнезема, известные как кремень, кремень, агат и яшма, состоят из тонкой сети кварца. Метаморфизм кварцсодержащих магматических и осадочных пород обычно увеличивает количество кварца и размер его зерен.

Кварц существует в двух формах: (1) альфа- или низкий кварц, который стабилен до 573 ° C (1,063 ° F), и (2) бета- или высокий кварц, стабильный выше 573 ° C. Эти два вещества тесно связаны, только с небольшими движениями составляющих их атомов во время альфа-бета-перехода. Структура бета-кварца гексагональная, с лево- или правосторонней группой симметрии, одинаково заселенной в кристаллах. Структура альфа-кварца тригональна, опять же с правой или левой группой симметрии. При температуре перехода тетраэдрический каркас бета-кварца закручивается, что приводит к симметрии альфа-кварца; атомы перемещаются из специальных положений пространственной группы в более общие положения. При температуре выше 867 ° C (1,593 ° F) бета-кварц превращается в тридимит, но это превращение происходит очень медленно, поскольку происходит разрыв связи с образованием более открытой структуры. При очень высоких давлениях альфа-кварц превращается в коэсит, а при еще более высоких давлениях — в стишовит. Такие фазы наблюдались в ударных кратерах.

Кварц пьезоэлектричен: кристалл развивает положительные и отрицательные заряды на чередующихся краях призмы, когда он подвергается давлению или растяжению. Заряды пропорциональны изменению давления. Благодаря своим пьезоэлектрическим свойствам кварцевая пластина может использоваться в качестве манометра, например, в эхолотах.

Точно так же, как сжатие и растяжение производят противоположные заряды, обратный эффект заключается в том, что чередующиеся противоположные заряды вызывают чередование расширения и сжатия. Срез, вырезанный из кристалла кварца определенной ориентации и размеров, имеет собственную частоту этого расширения и сжатия (т. е. вибрации) очень высокую, измеряемую миллионами колебаний в секунду. Надлежащим образом вырезанные пластины кварца используются для регулировки частоты в радиоприемниках, телевизорах и другом электронном коммуникационном оборудовании, а также в часах с кварцевым управлением.

Китай, Япония и Россия являются основными производителями кварца в мире. Бельгия, Бразилия, Болгария, Франция, Германия, Южная Африка и Великобритания также добывают значительное количество минерала.

Подробные физические свойства см. посмотреть минерал кремнезема (Нажмите здесь, чтобы увидеть таблицу в полном размере).

Редакторы Британской энциклопедии Эта статья была недавно отредактирована и обновлена Адамом Августином.

Читайте также:

Как высоко установить телевизор

Что такое кварцевый песок и чем он отличается от обычного песка?

В этом посте мы ответим на три распространенных вопроса о кварцевом песке:

Что такое кварцевый песок?
Чем кварцевый песок отличается от обычного песка?
Для чего используется кварцевый песок?

Если вы хотите сразу перейти к тому, для чего используется кварцевый песок, вот семь наиболее распространенных применений кварцевого песка в 2019 году:

Поля для гольфа и спортивные площадки
Промышленные абразивы
Фильтрация СМИ
Производство стекла
Краски и покрытия
Керамический гранулированный песок для гидроразрыва
Строительные материалы

Что такое кварцевый песок?

Песок силикатный, также известный как кварцевый песок, белый песок или промышленный песок, состоит из двух основных элементов: кремния и кислорода. В частности, кварцевый песок состоит из диоксида кремния (SiO2).

Наиболее распространенной формой SiO2 является кварц — химически инертный и относительно твердый минерал. Твердость SiO2 составляет 7 из 10 по шкале Мооса, что делает его идеальным для использования в качестве фильтрующего материала и абразивно-струйных песков.

Хотя кварц часто бывает белым или бесцветным, он может быть самых разных оттенков. Цвет каждой залежи песка во многом зависит от разнообразия минералов и обломков горных пород, составляющих ресурс.

Чтобы считаться кварцевым песком, материал должен содержать не менее 95% SiO2 и менее 0.6% оксида железа. Если песок не соответствует этому критерию, он будет считаться так называемым «обычным» песком.

Чем кварцевый песок отличается от обычного песка

Обычный песок, также известный как полевой шпат, коричневый песок или строительный песок., всегда будет содержать некоторое количество кремнезема, но только в количестве менее 95%. Например, типичный коричневый песок, используемый для бетонных работ, может содержать до 80 % SiO2, а также различные количества железа, карбоната, калия и других микроэлементов/минералов.

Эти «примеси» делают обычный песок более химически активным и часто более темным по цвету по сравнению с кварцевым песком. Цвет несиликатных песков (обычных песков) может быть различных оттенков белого, розового, зеленого и черного, в зависимости от геологического состава и географического положения месторождения песка.

Для чего используется кварцевый песок?

Существует множество различных применений кварцевого песка в промышленном и коммерческом секторах, от полей для гольфа до производства стекла. Кварцевый песок является коммерческим и потребительский продукт, который широко доступен по всей Северной Америке.

Использование кварцевого песка зависит от физических, химических и механических характеристик, таких как размер зерна, форма, цвет, структура и распределение, а также огнеупорность, прочность и стабильность. Эти характеристики могут различаться в зависимости от того, как обрабатывается минерал после его добычи.

Вот семь распространенных применений кварцевого песка в 2019 году:

1. Поля для гольфа и спортивные площадки

Кварцевый песок используется для бункеров и гринов на полях для гольфа, а также для натуральных и синтетических спортивных площадок. Те песчаные ловушки, в которых вы слишком часто застреваете, когда играете в восемнадцать, обычно полны кварцевого песка. Он также используется для ухода за гринами и фервеями из-за его способности поддерживать дренаж и естественный рост растений. Для торфяных полей в качестве основного структурного компонента незагрязненного фильтрующего материала используется кварцевый песок.

2. Промышленные абразивы

Кварцевый песок обычно используется в качестве минерального абразива для промышленных взрывных работ. Хотя при струйной очистке кварцевым песком может образовываться опасная пыль, воздействия можно легко избежать, следуя рекомендациям по использованию СИЗ (средств индивидуальной защиты) и/или покрывая песок растворами, предназначенными для борьбы с пылью.

3. Фильтрация воды

Одним из наиболее распространенных применений кварцевого песка является фильтрация воды, будь то обработка колодезной воды или фильтрация водопроводной воды. Благодаря своей однородной форме и размеру кварцевый песок является эффективным фильтрующим слоем, который постоянно удаляет загрязняющие вещества из воды. Кроме того, он не разрушается при воздействии кислотных химикатов.

4. Производство стекла

Кварцевый песок является основным ингредиентом в производстве стекла. Фактически, кремнезем является основным компонентом стандартных изделий из стекла, начиная от окон и заканчивая пивными бутылками. Чистота используемого кварцевого песка играет роль в определении цвета, прочности и прозрачности конечного продукта.

5. Краски и покрытия

Кварцевый песок используется в красках и покрытиях для улучшения внешнего вида и долговечности краски. Кремнеземные наполнители улучшают снижение оттенка краски и грязеотталкивающие свойства, а из-за маслопоглощающих свойств кварцевого песка он образует прочное покрытие, богатое пигментом и устойчивое к износу.

6. Керамика и огнеупоры

Силикагель является важным компонентом в производстве и покрытии всех типов керамики, включая посуду, напольную и настенную плитку и многое другое. Кремнезем служит структурной основой керамических изделий, помогая регулировать расширение и усадку, обеспечивая правильное высыхание керамики и повышая общую долговечность керамических изделий.

7. Строительные материалы

Кварцевый песок (часто называемый техническим песком при использовании для этой цели) является основным структурным компонентом в ряде строительных изделий. В напольных покрытиях, растворах, цементе, кровельной черепице, асфальте и других промышленных материалах используется кремнезем для повышения прочности и структурной целостности. Поскольку кремнезем устойчив к погодным условиям, износу и коррозии, его часто используют в качестве герметика или герметика.