Saturs
- Kas ir kvarcs?
- Kur ir atrasts kvarcs?
- Kādi ir kvarca pielietojumi?
- Kvarca pielietojumi stikla ražošanā
- Kvarca kā abrazīva lietojums
- Kvarca kā lietuvju smilšu lietojumi
- Izmantošana naftas rūpniecībā
- Daudzi citi kvarca smilšu lietojumi
- Lietojumi kvarca kristāliem
- Nepieciešamība pēc sintētiskiem kvarca kristāliem
- Kvarcs kā dārgakmens
- Īpašie silīcija akmens lietojumi
- Tripole
Kvarca kristāli: Herkimēra "Diamond" kvarca kristāli. Skaidra kvarca "klinšu kristāla" šķirne.
Kas ir kvarcs?
Kvarcs ir ķīmisks savienojums, kas sastāv no vienas daļas silīcija un divām daļām skābekļa. Tas ir silīcija dioksīds (SiO2). Tas ir visbagātākais minerāls, kas atrodams uz Zemes virsmas, un tā unikālās īpašības padara to par vienu no visnoderīgākajām dabiskajām vielām.
Akmens kristāla kvarcs: Caurspīdīgs "klinšu kristāls" kvarcs. Šajā paraugā parādīts minerālam raksturīgais konchoidālais lūzums (lūzums, kas rada izliektas virsmas). Paraugs ir apmēram četras collas (desmit centimetri) šķērsām un ir no Minas Žeraisas, Brazīlijas.
Kur ir atrasts kvarcs?
Kvarcs ir visbagātākais un izplatītākais minerāls, kas atrodams uz Zemes virsmas. Tā ir sastopama un bagātīga visās pasaules daļās. Tas veidojas visās temperatūrās. Tas ir bagātīgs muļķīgos, metamorfos un nogulumiežos. Tas ir ļoti izturīgs gan pret mehāniskiem, gan ķīmiskiem laikapstākļiem. Šī izturība padara to par kalnu virsotņu dominējošo minerālu un pludmales, upju un tuksneša smilšu galveno sastāvdaļu. Kvarcs ir visuresošs, bagātīgs un izturīgs. Metālu noguldījumi ir sastopami visā pasaulē.
Ametists kvarcs: Violets kristālisks kvarcs ir pazīstams kā "ametists". Kad tas ir caurspīdīgs un augstas kvalitātes, tas bieži tiek sagriezts kā dārgakmens. Šis paraugs ir apmēram četras collas (desmit centimetri) šķērsām un ir no Gvanahvato, Meksikā.
Krama: Flints ir daudzveidīgs mikrokristālisks vai kriptokristālisks kvarcs. Tas notiek kā mezgliņi un konkrētā masa un retāk kā slāņaina depozīta. Tas konsekventi saplīst ar konchoidālo lūzumu un bija viens no pirmajiem materiāliem, ko agri cilvēki izmantoja instrumentu izgatavošanai. Viņi to izmantoja, lai izgatavotu griezējinstrumentus. Pēc tūkstošiem gadu cilvēki turpina to izmantot. Pašlaik to izmanto kā līderi dažos no labākajiem ķirurģiskajiem instrumentiem. Šis paraugs ir apmēram četras collas (desmit centimetri) šķērsām un ir no Doveras klintīm, Anglijas.
Kvarca krama bultu galviņas: Viens no pirmajiem kvarca lietojumiem krama formā bija asu priekšmetu, piemēram, nažu asmeņu, skrāpju, un šāviņu, piemēram, bultiņu galviņu, izgatavošana. Attēlu autortiesības iStockphoto / Leslie Banks.
Kādi ir kvarca pielietojumi?
Kvarcs ir viens no visnoderīgākajiem dabīgajiem materiāliem. Tā lietderību var saistīt ar tā fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām. Tā ir septiņas cietības pakāpe pēc Mosa skalas, kas padara to par ļoti izturīgu. Tas ir ķīmiski inerts, nonākot saskarē ar lielāko daļu vielu. Tam ir elektriskās īpašības un siltuma pretestība, kas padara to par vērtīgu elektroniskajos izstrādājumos. Tā spīdums, krāsa un diafānisms padara to noderīgu kā dārgakmeni, kā arī stikla ražošanā.
Kvarca pielietojumi stikla ražošanā
Ģeoloģiskajos procesos laiku pa laikam ir uzkrājušās smiltis, kas sastāv no gandrīz 100% kvarca graudiem. Šīs atradnes ir identificētas un ražotas kā augstas tīrības pakāpes silīcija smilšu avoti. Šīs smiltis izmanto stikla ražošanas nozarē. Kvarca smiltis tiek izmantotas konteineru stikla, plakanā stikla, speciālā stikla un stiklplasta ražošanā.
Kvarca stikla logi: Stikla ražošana ir viens no galvenajiem kvarca lietojumiem. Attēlu autortiesības iStockphoto / Chinaface.
Jašma krelles: Kvarcs bieži tiek izmantots rotaslietās vai kā dārgakmens. Šīs jašma krelles ir kvarca piemērs, ko izmanto kā dārgakmeni.
Kvarca stikla smiltis: Augstas kvalitātes tvaika smilšakmens, kas piemērots augstas kvalitātes stikla ražošanai. "Stikla smiltis" ir smilšakmens, kuru gandrīz pilnībā veido kvarca graudi. Attēlā redzams Oriskany smilšakmens paraugs no Hancock, West Virginia. Dažās vietās Oriskany ir vairāk nekā 99% tīra kvarca. Liela daļa no tā ir izmantota konteineru stiklam, bet daļa ir izvēlēta izmantošanai, lai izgatavotu objektīvus lielākajiem teleskopiem. Paraugs ir apmēram četras collas (desmit centimetru šķērsām).
Zils aventurīna kvarcs: Aventurīns ir krāsains kvarca klāsts, kas satur bagātīgus spīdīgus minerālu, piemēram, vizlas vai hematīta, ieslēgumus. To bieži sagriež un slīpē, lai izmantotu kā dekoratīvo akmeni. Aventurīna krāsas ir zaļas, oranžas un zilas. Šis paraugs ir apmēram četras collas (desmit centimetri) pāri un ir no Indijas.
Kvarca kā abrazīva lietojums
Kvarca augstā cietība, septiņi uz Mosa skalas, padara to cietāku nekā vairums citu dabisko vielu. Kā tāds tas ir lielisks abrazīvs materiāls. Kvarca smiltis un smalki samaltas silīcija dioksīda smiltis tiek izmantotas smilšu strūklai, tīrīšanas līdzekļu beršanai, slīpēšanai, kā arī smiltīm un zāģēšanai.
Kvarca kā lietuvju smilšu lietojumi
Kvarcs ir ļoti izturīgs gan pret ķīmiskām vielām, gan pret karstumu. Tāpēc to bieži izmanto kā lietuvju smiltis. Tā kā kušanas temperatūra ir augstāka nekā lielākajai daļai metālu, to var izmantot liešanas un serdeņu darbiem parastā lietuvē. Ugunsizturīgie ķieģeļi bieži ir izgatavoti no kvarca smiltīm, jo tai ir augsta karstumizturība. Kvarca smiltis tiek izmantotas arī kā kušņi metālu kausēšanā.
Silicificēts koks: Silicizēta "pārakmeņojusies" koksne veidojas, kad apraktās augu atliekas tiek infiltrētas ar minerālu saturošiem ūdeņiem, kas nogulsnē kvarcu. Šis kvarcs piepilda dobumus koka iekšienē un bieži aizstāj koka audus. Šis paraugs ir apmēram četras collas (desmit centimetri) pāri un ir no Yuma apgabala, Arizonas.
Izmantošana naftas rūpniecībā
Kvarca smiltīm ir augsta izturība pret sasmalcināšanu. Naftas rūpniecībā smilšu suspensijas tiek izspiestas naftas un gāzes urbumos zem ļoti augsta spiediena procesā, ko sauc par hidraulisko skaldīšanu. Šis augstspiediens sagrauj rezervuāra ieži, un smilšainā virca injicējas lūzumos. Izturīgie smilšu graudi notur lūzumus pēc spiediena izlaišanas. Šie atklātie lūzumi atvieglo dabasgāzes plūsmu urbuma urbumā.
Labākais veids, kā uzzināt par minerāliem, ir mācīties ar mazu paraugu kolekciju, ar kuru jūs varat rīkoties, pārbaudīt un novērot to īpašības. Veikalā ir pieejamas lētas minerālu kolekcijas.
Chert: Chert ir mikrokristālisks vai kriptokristālisks kvarcs. Tas notiek kā mezgliņi un konkrētā masa un retāk kā slāņaina depozīta. Šis paraugs ir apmēram četras collas (desmit centimetri) šķērsām un ir no Joplin, Misūri štatā.
Daudzi citi kvarca smilšu lietojumi
Kvarca smiltis tiek izmantotas kā pildviela gumijas, krāsas un špakteles ražošanā. Izsijāti un mazgāti, rūpīgi izmērīti kvarca graudi tiek izmantoti kā filtrēšanas vide un jumta seguma granulas. Kvarca smiltis izmanto vilkšanai dzelzceļa un kalnrūpniecības nozarē. Šīs smiltis izmanto arī atpūtai golfa laukumos, volejbola laukumos, beisbola laukumos, bērnu smilšu kastēs un pludmalēs.
Kvarca kristāls: Herkimēra "Diamond" kvarca kristāls dolostonā. Šis paraugs ir apmēram sešas collas (piecpadsmit centimetru) šķērsām un ir no Middleville, Ņujorkā.
Lietojumi kvarca kristāliem
Viena no pārsteidzošākajām kvarca īpašībām ir tā kristālu spēja vibrēt noteiktā frekvencē. Šīs frekvences ir tik precīzas, ka kvarca kristālus var izmantot, lai izgatavotu īpaši precīzus laika uzskaites instrumentus un iekārtas, kas var pārraidīt radio un televīzijas signālus ar precīzām un stabilām frekvencēm.
Šajos nolūkos izmantotās sīkās ierīces sauc par “kristāla oscilatoriem”. Pirmie kristāla oscilatori tika izstrādāti 20. gadsimta 20. gados, un tikai divdesmit gadus vēlāk desmitiem miljonu no tiem bija nepieciešami katru gadu, lai apgādātu armiju ar Otrā pasaules kara laiku.Mūsdienās pulksteņu, pulksteņu, radio, televizoru, elektronisko spēļu, datoru, mobilo tālruņu, elektronisko skaitītāju un GPS aprīkojuma oscilatoru izgatavošanai tiek izmantoti miljardi kvarca kristālu.
Ir izstrādāts arī plašs lietojums optiskas kvalitātes kvarca kristāliem. Tos izmanto, lai izgatavotu specializētas lēcas, logus un filtrus, ko izmanto lāzeros, mikroskopos, teleskopos, elektroniskos sensoros un zinātniskos instrumentos. Pludmales smilšu materiāls tagad ir pasaulē vismodernāko elektronisko ierīču materiāls.
Nepieciešamība pēc sintētiskiem kvarca kristāliem
1900. gados pieprasījums pēc augstas kvalitātes kvarca kristāliem pieauga tik strauji, ka visā pasaulē kalnrūpniecības darbības nespēja tos piegādāt pietiekamā daudzumā. Par laimi, šī vajadzība tika realizēta Otrā pasaules kara laikā, un militārā un privātā rūpniecība sāka strādāt pie metodēm, kā audzēt sintētiskos kvarca kristālus, lai tie atbilstu īpašajām optisko un elektronisko ierīču lietošanas prasībām.
Mūsdienās lielāko daļu kvarca kristālu, ko izmanto elektroniskajos komponentos un optiskajos instrumentos, audzē laboratorijās, nevis ražo no raktuvēm. Lielākā daļa laboratoriju audzē savus kristālus, izmantojot metodes, kuru pamatā ir hidrotermiskās aktivitātes ģeoloģiskais process. Sintētiskos kristālus audzē augstā temperatūrā no pārkarsētiem ūdeņiem, kas ir bagāti ar izšķīdušo silīcija dioksīdu. Šos ražotos kristālus var audzēt formās, izmēros un krāsās, kas atbilst ražošanas procesu vajadzībām. Sintētisko kvarca kristālu audzēšanas izmaksas ir konkurētspējīgas ar ieguvi, un vienīgais ražošanas ierobežojums ir kristālu audzēšanas aprīkojuma pieejamība.
Ametrīna: Divkrāsains akmens, kas apvieno zeltainu citrīnu un purpura ametistu. Šī dārgakmens izmērs ir apmēram 8x10 mm.
Kvarcs kā dārgakmens
Kvarcs ir lielisks dārgakmens. Tas ir ciets, izturīgs un parasti pieņem izcili spodrinātu. Pie populārām kvarca šķirnēm, kuras plaši izmanto kā dārgakmeņus, ietilpst: ametists, citrīns, rožu kvarcs, dūmakains kvarcs un aventurīns. Ahāts un jašma ir arī kvarca šķirnes ar mikrokristālisku struktūru.
Rožu kvarcs: Caurspīdīgs rožu kvarcs neapstrādātā veidā.
Rožu kvarca pērles: Caurspīdīgas rožu kvarca grieztas un pulētas krelles. Katras lodītes diametrs ir apmēram desmit milimetri.
Novakulīts ir blīva, kriptokristāliska kvarca šķirne ar smalkgraudainu un ļoti vienveidīgu tekstūru. Kā kvarca, tā cietība ir 7 (cietāka par tēraudu), un to izmanto kā “dzirkstošo akmeni” nažu asināšanai.
Īpašie silīcija akmens lietojumi
"Silīcija akmens" ir rūpniecisks termins tādiem materiāliem kā kvarcīts, novakulīts un citi mikrokristāliski kvarca ieži. Tos izmanto, lai ražotu abrazīvus darbarīkus, atkausēšanas materiālus, slīpēšanas akmeņus, kauliņus, eļļas akmeņus, akmens šķēles, cauruļvadu dzirnavas un veltņus.
Tripole
Tripols ir kristālisks silīcija dioksīds ar ārkārtīgi smalku graudu lielumu (mazāk nekā desmit mikrometri). Tirdzniecības tripols ir gandrīz tīrs silīcija dioksīda materiāls, ko izmanto dažādiem viegliem abrazīviem nolūkiem, ieskaitot: ziepes, zobu pastas, metālu pulēšanas savienojumus, rotaslietu pulēšanas savienojumus un pulēšanas savienojumus. To var izmantot kā pulēšanas līdzekli, veidojot akmeņu kauliņā nogāztus akmeņus. Tripoli izmanto arī bremžu berzes izstrādājumos, emaljas pildvielās, blīvējošos savienojumos, plastmasā, krāsā, gumijā un ugunsizturīgajos izstrādājumos.