Sünteetiline kvarts
Osta looduslikke vääriskive meie poest
Kõik kvartsi erimid ei esine looduslikult. Kuna looduslik kvarts esineb sageli kaksikuna, toodetakse tööstuslikel eesmärkidel sageli sünteetilise kvartsi kristalle. Need suured, veatud monokristallid sünteesitakse hüdrotermilise protsessi abil autoklaavis, luues kvaliteetse kvartsi, mis sobib erinevateks rakendusteks.
Sünteetilise kvartsi mõistmine
Sünteetiline kvarts hõlmab ainete kristalliseerumist kõrge temperatuuriga vesilahustest suure aururõhu all. See protsess, mida tuntakse hüdrotermilise meetodina, sarnaneb looduslike geoloogiliste tingimustega. Alates 20. sajandi algusest on geokeemikud ja mineraloogid põhjalikult uurinud hüdrotermilise kvartsi tasakaalutingimusi, et paremini mõista selle tekkimist ja omadusi.
Hüdrotermaalne süntees
Hüdrotermaalne süntees on meetod monokristallide kasvatamiseks, mis põhineb mineraalide lahustuvusel kuumas vees kõrge rõhu all. See süntees toimub autoklaavis – terasest surveanumas, kus toiteaine koos veega allutatakse kõrgele rõhule ja temperatuurile. Autoklaavis hoitakse temperatuurigradienti, mis võimaldab toiteainel kuumemas otsas lahustuda ja jahedamas otsas kristalliseeruda, kus see ladestub idukristallile ja kasvab soovitud kvartsikristalliks.
See meetod jäljendab tõhusalt sügaval maapõues toimuvaid looduslikke protsesse, võimaldades teadlastel neid kristalle kontrollitud keskkonnas taasluua. Tulemuseks on puhas ja kvaliteetne kristall, mis sobib hästi teaduslikeks ja tööstuslikeks rakendusteks.
Hüdrotermilise kvartsi meetodi eelised
Hüdrotermiline meetod pakub teiste kristallide kasvatamise tehnikate ees mitmeid eeliseid. Üks peamine eelis on võime luua kristallilisi faase, mis ei ole kõrgetel temperatuuridel stabiilsed; see on kasulik näiteks kvartsi sarnaste kristallide kasvatamisel, mida võib muidu olla keeruline stabiilsel kujul toota. Lisaks võimaldab see meetod kasvatada materjale, millel on sulamistemperatuuri lähedal kõrge aururõhk, mida on teiste protsesside abil sageli raske saavutada.
Lisaks on hüdrotermiline süntees ideaalne suurte ja kvaliteetsete kvartskristallide tootmiseks, võimaldades nende koostist täpselt kontrollida. Sellel meetodil on siiski ka mõned piirangud, sealhulgas kõrge rõhu ja temperatuuri talumiseks vajalike kallite autoklaavide maksumus. Lisaks on olemas paksuseinalisest klaasist valmistatud autoklaavid, mida saab kasutada kuni 300 °C ja 10-baarise rõhu juures. Selle leevendamiseks valmistatakse mõned autoklaavid paksuseinalisest klaasist, mis võimaldab protsessi visuaalselt jälgida kuni 300 °C temperatuuri ja 10-baarise rõhu juures, kuigi ka sellel lähenemisviisil on omad piirangud.
Sünteetiline kvarts – videoülevaade:
Sünteetilise kvartsi füüsikalised ja keemilised omadused
- MINERAAL: Oksiidne mineraal
- KEEMILINE KOOSTIS: SiO2
- VÄRVUS: värvitust kuni erinevate värvitoonideni, sealhulgas must
- MURDUMISNÄITAJA: 1,54 kuni 1,55
- KAKSIKMURDUMINE: +0.009
- SUHTELINE TIHEDUS: 2,59–2,65
- KÕVADUS MOHSI SKAALAL: 7
Ajalooline ülevaade sünteetilisest kvartsist
Kristallide hüdrotermilist kasvu dokumenteeris esmakordselt Saksa geoloog Karl Emil von Schafhäutl (1803–1890) 1845. aastal, kellel õnnestus kiirkeedupotis kasvatada mikroskoopilisi kvartskristalle. Sellest ajast alates on tehtud märkimisväärseid edusamme, mis võimaldavad toota suuremaid ja veatuid kristalle, mis sobivad paljudeks praktilisteks kasutusotstarveteks.
Tänapäeval mängib sünteetiline kvarts olulist rolli mitmesugustes tööstusharudes, alates elektroonikast ja optikast kuni teadusuuringuteni. Selle ühtlus ja puhtus teevad sellest asendamatu materjali tehnoloogilistes rakendustes, mis nõuavad täpseid omadusi. Eelkõige tugineb elektroonikatööstus suuresti sünteetilise kvartsi kristallidele sageduse juhtimiseks ja ajastamiseks sellistes seadmetes nagu kellad, raadiod ja arvutid.
Sünteetilise kvartsi kasutusalad
Oma ainulaadsete omaduste tõttu kasutatakse sünteetilist kvartsi paljudes valdkondades. Elektroonikatööstuses on kvartsikristallid olulised komponendid ostsillaatorites ja resonaatorites, tagades raadiote, kellade ja muude elektroonikaseadmete täpse sageduse juhtimise. Kvartsi piesoelektrilised omadused muudavad selle sobivaks ka andurites ja täiturites kasutamiseks, muutes mehaanilised signaalid elektrilisteks ja vastupidi.
Lisaks muudab sünteetilise kvartsi optiline selgus selle ideaalseks materjaliks läätsede, prismade ja muude optiliste komponentide valmistamisel. Tänu vastupidavusele termošokile ja keemilisele inertsusele kasutatakse seda ka laboriseadmetes, näiteks küvettides ja reaktsioonianumates. Sünteetilise kvartsi mitmekülgsus on teinud sellest hindamatu materjali nii teaduslikes, tööstuslikes kui ka tarbekaupade rakendustes.
Looduslikud vääriskivid müügil meie vääriskivipoes
