Что такое плавленный кварц в ювелирных изделиях

Опубликовано: 15.04.2024

Ква́рцевое стекло́, пла́вленый кварц — однокомпонентное стекло из чистого оксида кремния, получаемое плавлением природных разновидностей кремнезёма — горного хрусталя, жильного кварца и кварцевого песка, а также синтетической двуокиси кремния.

Содержание

Различают два вида промышленного кварцевого стекла: прозрачное (оптическое и техническое) и непрозрачное. Непрозрачность кварцевому стеклу придает большое количество распределённых в нём мелких газовых пузырьков (диаметром от 0,03 до 0,3 мкм), рассеивающих свет. Оптическое прозрачное кварцевое стекло, получаемое плавлением горного хрусталя, совершенно однородно, не содержит видимых газовых пузырьков.

Непрозрачное кварцевое стекло часто служит сырьём для производства термостойкого огнеупорного материала — кварцевой керамики.

Свойства

Обладает наименьшим среди стёкол на основе SiO₂ показателем преломления (n_D = 1,4584) и наибольшим светопропусканием, особенно для ультрафиолетовых лучей.
Для кварцевого стекла характерна высокая термическая стойкость, коэффициент линейного термического расширения менее 1·10 -6 К -1 (в диапазоне температур от 20 до 1400°С).
Кварцевое стекло — хороший диэлектрик, удельная электрическая проводимость при 20 °С — 10 −14 — 10 −16 Ом -1 ·м -1 , тангенс угла диэлектрических потерь при температуре 20 °C и частоте 10 16 Гц — 0,0025—0,0006.

Применение

Кварцевое стекло применяют для изготовления лабораторной посуды, тиглей, оптических приборов, изоляторов (особенно для высоких температур), изделий, стойких к температурным колебаниям. В производстве термостойких огнеупорных материалов.

Оптические свойства

Дисперсия кварцевого стекла приближённо может быть описана формулой Селлмейера:

$a_1=0,69616630, \quad l_1=0,068404300,$
$a_2=0,40794260, \quad l_2=0,11624140,$
$a_3=0,89747940, \quad l_3=9,8961610,$

и длина волны λ задается в микрометрах.

Примечания

↑[1] Produktinformationsseite des Herstellers Heraeus-Quarzglas

См. также

Wikimedia Foundation . 2010 .

Плавкий предохранитель
Плавленый сырок

Смотреть что такое "Плавленый кварц" в других словарях:

плавленый кварц — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN fused quartz … Справочник технического переводчика

ПЛАВЛЕНЫЙ КВАРЦ — смотри Кварцевое стекло … Металлургический словарь

кварц — а; м. [нем. Quarz] 1. Бесцветный минерал, встречающийся в виде кристаллов и сплошных зернистых масс; двуокись кремния. Графитовый к. Слюдяной к. Дымчатый к. 2. Разг. Облучение кварцевой лампой. Лечить кварцем. ◁ Кварцевый, ая, ое. К ые породы. К… … Энциклопедический словарь

Кварц — (нем. Quarz) минерал; под названием К. известны две кристаллической модификации двуокиси кремния SiO2: гексагональный К. (или α К.), устойчивый при давлении в 1 атм (или 100 кн/м2) в интервале температур 870 573 °С, и тригональный (β К.) … Большая советская энциклопедия

минерал — а; м. [от лат. minera руда] Природное вещество, приблизительно однородное по химическому составу и физическим свойствам, входящее в состав горных пород, руд, метеоритов. Полезные минералы. Коллекция минералов. Образование минералов. Обработка… … Энциклопедический словарь

кварцевое стекло — Ндп. плавленый кварц Продукт охлаждения расплава кремнезема до твердого состояния без кристаллизации. [ГОСТ 16548 80] Недопустимые, нерекомендуемые плавленый кварц Тематики оптика, оптические приборы и измерения EN silica glass DE Quarzglas FR… … Справочник технического переводчика

НАНЕСEННЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ — содержат активный компонент, нанесенный на дисперсное или пористое в во носитель. Использование Н. к. позволяет увеличить пов сть работающего катализатора, экономит дорогостоящие в ва (напр., Pt, Pd, Ag), предотвращает рекристаллизацию и спекание … Химическая энциклопедия

ПОГЛОЩЕНИЕ ЗВУКА — явление необратимого перехода энергии звуковой волны в др. виды энергии и, в частности, в теплоту. Характеризуется коэфф. поглощения а, к рый определяется как обратная величина расстояния, на к ром амплитуда звуковой волны уменьшается в е=2,718… … Физическая энциклопедия

Волоконный лазер — Цельноволоконный фемтосекундный эрбиевый лазер. Волоконный лазер лазер, активная среда и, возможно, резонатор которого являются элементами оптического … Википедия

Как многие знают, кварц — один из самых распростанённых минералов на Земле. Его разные виды используются в генераторах ультразвука, оптических, телефонных и радиоприборах, стекольной промышленности… Этот камень сыграл огромную роль в развитии науки и техники, но нас, ценителей ювелирного дела, в первую очередь интересуют именно те виды кварца, что наиболее часто используются ювелирами. В этой статье мы расскажем о некоторых из них — в частности, тех, что встречаются на Урале.

Ювелирная огранка. Чистого пьезокварца с Астафьевского месторождения.

БЕЛЫЙ КВАРЦ — камень природной молочной окраски. А вот идеально прозрачный кварц без включений называют пьезокварцем.

Дымчатый кварц. Астафьевское месторождение. Южный Урал.

ДЫМЧАТЫЙ КВАРЦ (РАУХТОПАЗ) — одна из наиболее ценных разновидностей этого многоликого минерала. Включения рутила создают загадочный эффект мерцающего в камне звёздного света. Цвет может варьироваться от тёмно-бурого до почти прозрачного с лёгкой дымкой. Раухтопаз можно найти на Южном Урале на Астафьевском месторождении.

Ювелирная огранка аметиста (Бразилия). Кристаллы аметиста с месторождения Ватиха. Урал.

АМЕТИСТ может иметь расцветку от розовой до тёмно-пурпурной. Эта разновидность кварца выглядит очень благородно. Неудивительно, ведь само происхождение названия «аметист» восходит ещё к древнегреческой мифологии: оно происходит от имени нимфы Аметис. В России несколько месторождений аметиста, например Юбилейное, Эвенкия, и Ватиха, Урал.

Ювелирная Огранка цитрин.

ЦИТРИН Разнообразные красивые жёлтые оттенки этому виду кварца придают примеси трёхвалентного железа. Природные цитрины обычно не яркие, нежно-жёлтые, тогда как насыщенно жёлтые камни ювелиры как правило получают методом нагревания дымчатого кварца до +300-400 градусов. Природный же цитрин напоминает топаз. Его оттенки от светло-жёлтого до янтарного великолепно смотрятся в золоте. На Урале его можно найти в Петрокаменском месторождении.

Кварц с включением рутила.

РУТИЛОВЫЙ КВАРЦ называют также «стрелы Амура» или «волос Венеры». Его особенность состоит в том, что похожие на золотые нити включения рутила (двуокиси титана) создают неповторимые рисунки, которые делают каждый камень по-настоящему особенным. Толщина таких «нитей» может варьироваться от миллиметра до его десятых долей, а цвет может отливать серебром, золотом и даже мистическим зеленоватым блеском. Одно из месторождений такого кварца находится на Приполярном Урале.

Кварц с включением пирита.

РОЗОВЫЙ КВАРЦ выделяется среди других разновидностей этих минералов. Нежно-розовые тона камню придают примеси титана и марганца. Этот минерал очень нежно смотрится в серебре, как в виде огранок, так и природные кристаллы, и уже целые столетия не теряет своей популярности среди ценителей изящных изделий.

МОРИОН — красивый непрозрачный чёрно-бурый кварц. Может иметь небольшие просветы, которые создают интересный визуальный эффект. В ювелирном деле используется отожженый морион жёлтой, винно-жёлтой или дымчатой окраски. Его месторождения есть в Альпах, встречается он и в Чехии, Франции, США, Украине и Казахстане.

В отдельную группу можно отнести кварц с включениями других минералов — это довольно редкое и необычайно красивое явление.

КВАРЦ С ВКЛЮЧЕНИЯМИ КРИСТАЛЛОВ ПИРИТА не относится к официальной классификации кварца. Это «кристалл в кристалле», уникальное природное явление. Одно из мест, где он был обнаружен — Астафьевское месторождение на Южном Урале, в Челябинской области. Также очень редко в природе можно встретить кварц с включением герсдорфита.

Кварц является одним из наиболее распространенных в земной коре минералов. Его свободное содержание — около 12%. Самоцвет образует большинство метафорических и магматических пород, содержится в морском и речном песке, входит в состав других камней в виде силикатов и примесей. Его общая массовая доля в земной коре составляет свыше 60%.

Кварц по-своему прекрасен и уникален. Особое восхищение вызывает редкий голубоватый аквакварц. Минерал имеет множество разновидностей. Он, как ни один другой самоцвет, многообразен по цвету, форме, генезису. В природе встречаются удивительный снежный и сахарный кварц, абсолютно прозрачные и насыщенно черные экземпляры.

Физические и химические свойства минерала

Самоцвет самобытен и уникален. По химическому составу он представляет собой диоксид кремния, может содержать примеси алюминия и железа. Чистый представитель вида, который иначе называется горным хрусталем, обладает высокой теплопроводностью. Он прохладен на ощупь даже в теплую погоду. Самоцвет обладает повышенной устойчивостью к сильным кислотам и прочим химическим веществам. Расплавить его могут только щелочь или плавиковая кислота. За счет высокой плотности кварц является довольно твердым минералом. Поэтому показателю он уступает только топазам, корундам и алмазам.

Температура плавления самоцвета +1700°С. Чистый минерал отличается удивительной красотой и прозрачностью. Не зря многочисленные народы отмечали его льдистость, называя камушки маленькими частичками замерзшей воды. Однако при соединении с другими минералами или химическими элементами самоцвет кардинально меняет свой облик. Он может окрашиваться в самые неожиданные и яркие цвета, образуя новые группы минералов. Например, в природе нередко встречается красный и синий, зеленый и голубой кварц.

Немного истории

Минерал известен человечеству с давних времен. Прекрасными переливами его цвета восхищались еще наши далекие предки. Описание самоцвета, его магических и лечебных свойств встречается практически в каждой культуре. Ученые считают, что свое нынешнее название минерал получил от немецкого «querklufterz». Переводится это слово как «поперечно расположенные жилы». Имя минерала полностью отражает его структуру. Другие исследователи полагают, что слово «кварц» произошло от старокорнуэльского «cross-course-spor». Переводится этот термин точно также, как и предыдущий.

Кристаллический кварц являлся объектом поклонения людей, проживающих на территории древней Индии, Китая, Египта. Несмотря на то что материал невероятно прочен и сложен в обработке, мастера научились создавать из него истинные шедевры. Материал идеально подходит для создания прекрасной посуды, предметов интерьера, украшений. Вещи, изготовленные из него, находили при многочисленных раскопках. В Средневековье кристаллы кварца широко применяли для производства церковной утвари, скульптур, ювелирных изделий. Большинство таких вещей хранилось в царских сокровищницах.

В XVI веке в европейских странах особой популярностью пользовались сосуды различной форы, изготовленные из природного кварца. Для их декора использовали позолоту, драгоценные алмазы, изумруды, рубины. Многие известные исторические личности питали к волшебному самоцвету особую страсть:

Древнеримский император Нерон просто обожал прозрачный кварц. Двумя потрясающими кубками, изготовленными специально по его заказу, и сегодня можно полюбоваться в экспозиции национальных драгоценностей Франции. Многочисленные фотографии прекрасных сосудов представлены в специализированных книгах.
В усыпальнице знаменитого фараона Тутанхамона в ходе раскопок была обнаружена поразительная находка — прототип современных очков для защиты от солнца с бронзовыми дужками. Изделия были созданы из мариона — черного полупрозрачного кварца.
Петр I был обладателем поистине экзотической вещицы — самовара, изготовленного из прозрачного горного хрусталя. На этот прекрасный шедевр можно полюбоваться и сейчас. Он хранится в Оружейной палате среди других, не менее потрясающих ремесленных творений.

Ученые до сих пор не могут сойтись во мнении, когда было создано первое научное описание самоцвета. Связано это с тем, что многочисленные типы кварца открывали в разное время. Зачастую их путали между собой.

Разновидности кристаллического кварца

Вне зависимости от того, какой у минерала цвет, кварц по определению прекрасен. А вот его ценность во многом зависит именно от оттенка:

Горный хрусталь выгодно отличается от других видов полной прозрачностью и поразительным сиянием.
Волосатик получил столь необычное название из-за поразительного внешнего вида. Полупрозрачный горный хрусталь содержит включения тонкоигольчатых кристаллов других самоцветов. Нити турмалина, рутила и прочих минералов напоминают тоненькие волоски.
Раухтопаз, который иначе называют дымчатым кварцем, отличается прозрачностью и нестандартным оттенком. Расцветка может колебаться от сероватого-дымчатого до коричневого.
Морион — минерал насыщенного черного цвета. Он бывает прозрачным или непрозрачным.
Празем — зеленый кварц. Расцветка минерала обусловлена присутствием в составе мелких волокон актинолита или других минералов.
Аметист является самым ценным представителем вида. Его относят к числу драгоценных камней. Часто встречаются образцы фиолетового оттенка фиолетово-розовые и сиренево-красные.
Цитрин — это золотистый или лимонный кварц.
Розовый кварц относится к разряду полудрагоценных камней. Он обладает нежным розовым оттенком.
Раухцитрин совмещает окраску цитрина и раухтопаза. Он восхищает переливами, в которых прослеживается удивительная гармония коричневого и желтого оттенков.
Аметрин является довольно редкой разновидностью. Его особенность заключается в удивительной расцветке, где тесно переплетены фиолетово-сиреневый и желтый цвета.
Кошачий глаз — сероватый, розоватый или белый камень, обладающий поразительным эффектом светового отлива.

Удивительная красота всех видов кристаллического минерала очаровывает с первого взгляда. Вовсе не удивительно, что украшения из кварца пользуются неизменной популярностью у покупателей.

Виды скрытокристаллического кварца

Скрытокристаллический кварц не менее распространен, чем кристаллический. Многообразие его форм и расцветок также поражает воображение.

Халцедон — полупрозрачная разновидность. Его оттенки могут варьироваться от ослепительно белого до медово-желтого.
Агат, в свою очередь, является разновидностью халцедона. Его особенность заключается в оригинальной слоисто-полосчатой структуре.
Хризолит — прозрачный камень желтого или зеленого оттенка. Цвет может быть как ярким и насыщенным, так и бледным.
Авантюрин — очень хрупкая, непрозрачная разновидность минерала. Он может иметь нежно-желтый, красноватый, вишневый цвет. Изюминкой минерала являются сияющие вкрапления железной слюды.
Сердолик — розовый или красный кварц, отличающийся поразительным сиянием.
Оникс обладает насыщенным коричневым цветом. На нем могут присутствовать белые или черные узоры. Нередко они чередуются с медовыми, нежно-розовыми, красно-коричневыми плоскопараллельными слоями.
Сапфирин — синий кварц, имеющий грубозернистую структуру.

Ювелиры стараются придать кварцу различные фантазийные огранки, поэтому в ювелирных изделиях он смотрится невероятно красиво. Разные виды минерала прекрасно смотрятся в объятиях драгоценных металлов.

Ювелирные украшения с кварцем (перейти в каталог SUNLIGHT)

Где добывают кварц?

Самоцвет очень распространен и имеет множество видов. Поэтому вовсе не удивительно, что кварцевые месторождения находятся в разных уголках мира:

Большое количество розовых минералов добывают в Карелии и восточных регионах Украины.
Богатые месторождения мориона и раухтопазов сосредоточены на Урале и в Житомирской области Украины.
Массовая добыча горного хрусталя ведется на севере Украины, в Восточных Карпатах, на Памире.
Месторождениями драгоценного аметиста славится Средняя Азия. Раньше всего это прекрасный камень начали добывать в Бразилии, Уругвае и Шри-Ланке.

Где добывают кварц в нашей стране? Преимущественно на Кавказе, Кольском полуострове, Камчатке. Камни, пригодные для создания ювелирных украшений, встречаются гораздо реже, чем поделочные. Это делает их еще более ценными.

В каких сферах применяют кварц?

Горный кварц — ценное минеральное сырье. Сфере его использования не ограничивается одним ювелирным искусством. Минералы широко используют при изготовлении генераторов ультразвука, оптического оборудования, радио- и телефонной аппаратуры.

Применение кварца распространено в стекольной и керамической промышленности. Наиболее востребованы в этих областях горный хрусталь и чистый кварцевый песок. Подходит минерал для производства кремнеземистых огнеупоров и кварцевых стекол. Конечно, не стоит забывать о ювелирном деле. Здесь льдистый кварц и другие разновидности минерала применяют в качестве вставок в ювелирные изделия.

Самое важное свойство самоцвета — пьезоэффект. Его открыли в 1880 г французские ученые, братья Поль и Пьер Кюри. А использовать удивительное свойство минерала на практике впервые предложил их соотечественник Поль Ланжевен. Свое открытие он совершил в годы первой мировой войны. Француз предложил использовать ультразвук для того, чтобы обнаруживать подводные лодки неприятеля. А вот получать этот ультразвук и планировалось с помощью пьезоэффекта.

Изобретатель взял за основу плоскую, гладкую, полированную пластину кварца. Оборудовал ее электродами и держателем. В результате получился пьезоэлектрический резонатор — колебательный контур, обеспечивающий определенную частоту резонансных колебаний. В кратчайшие сроки необычное изобретение обрело широкую популярность не только во Франции, но и в других странах мира.

До недавнего времени пьезокварц использовали исключительно для военных нужд. Однако сегодня ситуация изменилась. Элементы применяют в различных отраслях промышленности, медицины и науки в качестве хороших источников ультразвука. Например, большое распространение получили пьезозажигалки и ультразвуковые устройства для борьбы с грызунами. Такое оборудование, работающее в течение нескольких дней, вызывает у вредителей дискомфорт. Они стремятся как можно быстрее покинуть помещение.

Какими лечебными свойствами обладают украшения с кварцем?

Наши далекие предки верили, что кварц обладает массой полезных свойств. Его в своей практике широко использовали древние лекари и знахари. Считалось, что камни могут наполнять тело человека живительной энергией. Это способствовало восстановлению здоровья, возвращению тонуса, психологического равновесия и физической активности.

Минерал оказывает комплексное воздействие на организм:

Оказывает положительное воздействие на нервную систему. В частности, человек, который регулярно носит кварцевые украшения, не страдает от депрессий, хронической усталости, меланхолии.
Нормализует режим бодрствования и сна. Обладатель удивительного самоцвета забывает о бессоннице, ночных кошмарах и других подобных проблемах.
Повышает концентрацию внимания и память, что особенно важно для работников интеллектуального труда.
Помогает полностью расслабиться во время отдыха и обрести душевное равновесие.

Не следует забывать, что самоцвет имеет множество разновидностей. Лечебные свойства камня кварц во многом зависят от его вида. Например, аметист способен победить алкогольную зависимость. Кроме того, он уменьшает голод, что необходимо людям с очень хорошим аппетитом. Характеристика мориона свидетельствует о том, что он оптимально подходит людям, которые имеют проблемы с кровеносной системой. Камень укрепляет сосудистые стенки и восстанавливает нормальный сердечный ритм.

От каких недугов спасет кварцевая вода?

Современные литотерапевты согласны с тем, что камень, чей потенциал огромен, обладает мощными лечебными свойствами. Чтобы добиться нужного эффекта, специалисты советуют использовать кварцевую воду. Приготовить ее предельно просто даже в домашних условиях:

Камень помещают в чистую негазированную воду. Если использовать горный хрусталь, возникает ощущение, что он словно плавится в прозрачной жидкости.
Емкость с водой на несколько дней убирают в темное место.
Минерал вынимают, после чего жидкость процеживают через фильтр, содержащий несколько кристаллов кварца разных видов.

Специалисты утверждают, что такая вода подойдет для любых лечебных процедур. Ее можно пить, использовать для компрессов и растираний. Жидкость помогает:

вылечить болезни внутренних органов;
нормализовать обмен веществ;
ускорить выздоровление при различных воспалительных заболеваниях;
улучшить работу ЖКТ;
стабилизировать давление, укрепить сердце и сосуды;
облегчить состояние больного при патологиях дыхательных путей;
укрепить иммунитет при инфекционных заболеваниях.

Кварцевая вода широко применяется и в сфере косметологии. С ее помощью удается избавляться от угрей и прыщей. Если использовать волшебное средство регулярно, можно заметить, что кожа стала более гладкой и эластичной, а количество морщин уменьшилось. Жидкость эффективна и в лечении открытых ран. Ее можно использовать для приготовления примочек при ушибах, порезах, травмах. Болевые ощущения снижаются, а рана заживает гораздо быстрее.

Магические свойства камня

Люди ценят не только лечебные, но и магические свойства кварца. Еще во времена древних цивилизаций удивительный камень использовался для создания ритуальных аксессуаров. Например, всем известные прозрачные хрустальные шары изготавливали из горного хрусталя. Этот же материал идеально подошел для создания линз, которые использовали в храмах для зажигания священного огня.

Особо высока в магическом мире популярность фантомного кварца. Этот самоцвет завораживает одним своим внешним видом. В нем удивительным образом сочетаются переливы желтого, красного, оранжевого, зеленого, синего цветов. Выглядит все это действительно впечатляющее.

Все разновидности кварца удивительным образом влияют на характер и поведение людей:

стимулируют память, внимание, мыслительную деятельность;
способствуют раскрытию творческого потенциала, развитию абстрактного мышления и фантазии;
даруют человеку завидные ораторские способности;
привлекают материальное благополучие, удачу и успех;
помогают найти вторую половинку и сохранить любовь;
избавляют от раздражительности и повышенной тревожности.

Конечно, своими магическими свойствами обладает и практически каждая разновидность прекрасного самоцвета.

Горный хрусталь имеет большую ценность для колдунов и магов. Он является мощным проводником энергии. Многие люди, решившие приобрести волшебный камень, открыли в себе способность к случайным предсказаниям.
Белый и молочный кварц имеют тесную связь с внутренним миром. Они идеально подходят людям, практикующим медитацию. Помогают отбросить ненужные мысли и с головой окунуться в самопознание.
Своя магия есть и у сердолика. Этот удивительный самоцвет считается символом чувственности и страсти. Он обязательно пригодится людям, которые мечтают встретить любовь всей своей жизни.
Аметист и хризопраз — неизменные спутники чересчур темпераментных, эмоциональных, взрывных людей. Они оказывают на владельца успокаивающее действие и привносят в поступки необходимую рассудительность.
Дымчатый и снежный кварц — талисманы руководителей, политиков, предпринимателей. Они помогают избежать ошибок и укрепить деловую хватку.

Изделия из кварца обладают поистине мистической силой. Главное — верить в их чудодейственные свойства, тогда минералы обязательно помогут.

Кому подходит волшебный минерал?

Однозначно ответить на этот вопрос невозможно из-за большого многообразия видов минерала, различающихся по энергетике и свойствам. Астрологи рекомендуют рассматривать влияние конкретного типа камня на человека с определенной датой рождения.

Горный хрусталь — идеальный личный оберег для Львов, Тельцов, Рыб и Весов. Он принесет удачу и благополучие.
Людям, которые по гороскопу Весы, Тельцы, Раки или Водолеи, нужно носить розовый кварц в кулоне или бусах. При нахождении в области сердца минерал способствует появлению уверенности в себе и повышению самооценки.
Раухтопаз или дымчатый кварц проходит далеко не всем знакам зодиака. Его рекомендуется носить Скорпиону, который под влиянием минерала избавляется от отрицательных черт своего характера. Козероги, выбравшие этот камень, сумеют познать свое предназначение. Весы обретут душевное умиротворение.
Цитрин улучшит финансовое состояние Близнецов, Дев и Весов. Кроме того, он принесет удачу и обострит интуицию.

Ко всем остальным знакам зодиака минерал относится нейтрально. Он не принесет ни пользы, ни вреда.

Плавленый кварц или плавленый кварц - это стекло, состоящее из кремнезема в аморфной ( некристаллической ) форме. Он отличается от традиционных стекол тем, что не содержит других ингредиентов, которые обычно добавляют в стекло для снижения температуры плавления. Таким образом, плавленый кварц имеет высокие рабочие температуры и температуры плавления. Хотя термины плавленый кварц и плавленый кварц используются как синонимы, оптические и термические свойства плавленого кварца превосходят свойства плавленого кварца и других типов стекла из-за его чистоты. По этим причинам он находит применение в таких ситуациях, как производство полупроводников и лабораторное оборудование. Он пропускает ультрафиолет лучше, чем другие очки, поэтому используется для изготовления линз и оптики для ультрафиолетового спектра. Низкий коэффициент теплового расширения плавленого кварца делает его полезным материалом для изготовления прецизионных зеркальных подложек.

СОДЕРЖАНИЕ

1 Производство
2 Фьюжн
3 Качество продукции
4 Приложения
- 4.1 Применение огнеупорных материалов
5 Физические свойства
6 Оптические свойства
7 Типичные свойства прозрачного плавленого кварца
8 См. Также
9 ссылки
10 Внешние ссылки

Производство

Плавленый кварц получают путем плавления (плавления) кварцевого песка высокой чистоты, который состоит из кристаллов кварца . Существует четыре основных типа коммерческого кварцевого стекла:

Тип I получают путем индукционной плавки природного кварца в вакууме или инертной атмосфере.
Тип II получают путем плавления порошка кристаллов кварца в высокотемпературном пламени.
Тип III получают путем сжигания SiCl ₄ в водород - кислород пламени.
Тип IV получают путем сжигания SiCl ₄ в пламени без водяного пара.

Кварц содержит только кремний и кислород, хотя коммерческое кварцевое стекло часто содержит примеси. Преобладающие примеси - алюминий и титан .

Слияние

Плавление осуществляется при температуре приблизительно 1650 ° C (3000 ° F) с использованием печи с электрическим нагревом (с электрическим плавлением) или с использованием печи, работающей на газе / кислороде (с пламенным плавлением). Плавленый кремнезем может быть изготовлен практически из любого химического предшественника, богатого кремнием , обычно с использованием непрерывного процесса, который включает в себя пламенное окисление летучих соединений кремния до диоксида кремния и термическое плавление образующейся пыли (хотя используются альтернативные способы). В результате получается прозрачное стекло сверхвысокой чистоты и улучшенное оптическое пропускание в глубоком ультрафиолете. Один из распространенных методов включает добавление тетрахлорида кремния в водородно-кислородное пламя.

Качество продукта

Плавленый кварц обычно прозрачен. Однако материал может стать полупрозрачным, если внутри него будут задерживаться небольшие пузырьки воздуха. Содержание воды (и, следовательно, пропускание инфракрасного излучения плавленого кварца и плавленого кварца) определяется производственным процессом. Материал, плавящийся пламенем, всегда имеет более высокое содержание воды из-за комбинации углеводородов и кислорода, питающих печь, образуя гидроксильные [ОН] группы внутри материала. Материал ИК-класса обычно имеет содержание [ОН] ниже 10 частей на миллион.

Приложения

Большинство применений плавленого кварца используют его широкий диапазон прозрачности, который простирается от УФ до ближнего ИК. Плавленый кремнезем является основным исходным материалом для оптического волокна , используемого в телекоммуникациях.

Из-за своей прочности и высокой температуры плавления (по сравнению с обычным стеклом ) плавленый кварц используется в качестве оболочки для галогенных ламп и газоразрядных ламп высокой интенсивности , которые должны работать при высокой температуре оболочки для достижения сочетания высокой яркости и длительного срока службы. . Вакуумные лампы с кварцевыми оболочками обеспечивали радиационное охлаждение с помощью раскаленных анодов.

Из-за своей прочности плавленый кварц использовался в глубоких водолазных судах, таких как батисфера и бентоскоп . Плавленый кремнезем также используется для формирования иллюминаторов пилотируемых космических кораблей, в том числе космических челноков и Международной космической станции .

Сочетание прочности, термостойкости и УФ-прозрачности делает его отличным субстратом для проекционных масок для фотолитографии .

Его УФ-прозрачность также находит применение в полупроводниковой промышленности; EPROM или стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство , представляет собой тип памяти чипа , который сохраняет свои данные , когда его питание выключено, но которые могут быть удалены под воздействием сильного ультрафиолетового света. EPROM можно узнать по прозрачному окну из плавленого кварца, которое находится наверху корпуса, через которое виден кремниевый чип и которое позволяет подвергать воздействию ультрафиолетового света во время стирания.

Благодаря термостабильности и составу, он используется для хранения оптических данных 5D и в печах для изготовления полупроводников.

Плавленый кварц имеет почти идеальные свойства для изготовления зеркал первой поверхности, таких как те, которые используются в телескопах . Материал ведет себя предсказуемо и позволяет изготовителю оптики нанести очень гладкую полировку на поверхность и получить желаемую фигуру с меньшим количеством итераций тестирования. В некоторых случаях плавленый кварц ультрафиолетовой чистоты использовался для изготовления нескольких отдельных непокрытых элементов линз специальных объективов, в том числе Zeiss 105 mm f / 4.3 UV Sonnar, объектива, ранее сделанного для камеры Hasselblad, и объектив Nikon UV-Nikkor 105 mm f / 4.5 (в настоящее время продается как Nikon PF10545MF-UV). Эти линзы используются для УФ-фотографии, так как кварцевое стекло имеет более низкий коэффициент затухания, чем линзы, изготовленные из более распространенных формул кремневого или коронного стекла.

Плавленый кварц можно металлизировать и травить для использования в качестве подложки для высокоточных микроволновых схем, а термостойкость делает его хорошим выбором для узкополосных фильтров и аналогичных требовательных приложений. Более низкая диэлектрическая проницаемость, чем у оксида алюминия, позволяет использовать дорожки с более высоким импедансом или более тонкие подложки.

Плавленый кварц также используется для изготовления современных стеклянных инструментов, таких как стеклянная арфа и веррофон , а также для новых построек исторической стеклянной гармоники . Здесь превосходная прочность и структура плавленого кварца придают ему больший динамический диапазон и более чистый звук, чем у исторически использовавшегося свинцового кристалла .

Применение огнеупорных материалов

Плавленый кремнезем в качестве промышленного сырья используется для изготовления огнеупоров различных форм, таких как тигли, лотки, кожухи и ролики, для многих высокотемпературных термических процессов, включая выплавку стали , литье по выплавляемым моделям и производство стекла. Огнеупорные изделия из плавленого кварца обладают превосходной термостойкостью и химически инертны по отношению к большинству элементов и соединений, включая практически все кислоты, независимо от концентрации, за исключением плавиковой кислоты , которая очень реактивна даже при довольно низких концентрациях. Полупрозрачные трубки из плавленого кварца обычно используются для защиты электрических элементов в комнатных обогревателях , промышленных печах и других подобных устройствах.

Благодаря низкому механическому демпфированию при обычных температурах он используется в высокодобротных резонаторах, в частности, в стеклянном резонаторе полусферического резонаторного гироскопа.

Посуда из кварцевого стекла иногда используется в химических лабораториях, когда стандартное боросиликатное стекло не выдерживает высоких температур или когда требуется высокое пропускание УФ-излучения. Стоимость продукции значительно выше, что ограничивает ее использование; его обычно находят в виде единственного базового элемента, такого как труба в печи, или в виде колбы, элементов, находящихся под прямым воздействием тепла.

Физические свойства

Чрезвычайно низкий коэффициент теплового расширения, около 5,5 ⋅ 10 -7 / K (20 . 320 ° C), объясняет его замечательную способность претерпевать большие и быстрые изменения температуры без образования трещин (см. Термический удар ).

Плавленый кварц склонен к фосфоресценции и « соляризации » (пурпурное обесцвечивание) при интенсивном УФ-освещении, что часто наблюдается в лампах-вспышках . Синтетический плавленый диоксид кремния «УФ-класса» (продается под различными торговыми марками, включая «HPFS», «Spectrosil» и «Suprasil») имеет очень низкое содержание металлических примесей, что делает его более прозрачным для ультрафиолета. Оптика толщиной 1 см имеет коэффициент пропускания около 50% на длине волны 170 нм, который снижается до нескольких процентов при 160 нм. Однако его пропускание в инфракрасном диапазоне ограничено сильным водопоглощением на уровне 2,2 мкм и 2,7 мкм.

Плавленый кварц "инфракрасного качества" (торговые марки "Infrasil", "Vitreosil IR" и другие), который электрически сплавлен, имеет большее присутствие металлических примесей, ограничивая его длину волны пропускания УФ-излучения примерно до 250 нм, но гораздо более низкое содержание воды. , что обеспечивает отличную передачу инфракрасного излучения на длине волны до 3,6 мкм. Все марки прозрачного плавленого кварца / плавленого кварца имеют почти одинаковые механические свойства.

Оптические свойства

Оптическая дисперсия плавленого кварца может быть аппроксимирована с помощью следующего уравнения Зельмейера :

ε знак равно п 2 знак равно 1 + 0,6961663 λ 2 λ 2 - 0,0684043 2 + 0,4079426 λ 2 λ 2 - 0,1162414 2 + 0,8974794 λ 2 λ 2 - 9,896161 2 , <\ displaystyle \ varepsilon = n ^ <2>= 1 + <\ frac <0.6961663 \ lambda ^ <2>> <\ lambda ^ <2>-0.0684043 ^ <2>>> + <\ frac <0.4079426 \ lambda ^ <2>> <\ lambda ^ <2>-0.1162414 ^ <2>>> + <\ frac <0.8974794 \ lambda ^ <2>> <\ lambda ^ <2>-9.896161 ^ <2>>>,> $\ varepsilon = n ^ <2>= 1 + <\ frac <0.6961663 \ lambda ^ <2>> <\ lambda ^ <2>-0.0684043 ^ <2>>> + <\ frac <0.4079426 \ lambda ^ <2>> <\ lambda ^ <2>-0.1162414 ^ <2>>> + <\ frac <0.8974794 \ lambda ^ <2>> <\ lambda ^ <2>-9.896161 ^ <2>>>,$

$\ лямбда$

где длина волны измеряется в микрометрах. Это уравнение действительно в диапазоне от 0,21 до 3,71 мкм и при 20 ° C. Его пригодность подтверждена для длин волн до 6,7 мкм. Китамура и др. Провели обзор экспериментальных данных для реальной (показатель преломления) и мнимой (показатель поглощения) частей комплексного показателя преломления плавленого кварца, представленных в литературе в спектральном диапазоне от 30 нм до 1000 мкм . и доступны в Интернете . λ <\ displaystyle \ lambda>

Типичные свойства прозрачного плавленого кварца

Плотность : 2,203 г / см 3
Твердость : 5,3 . 6,5 (шкала Мооса), 8,8 ГПа
Прочность на разрыв : 48,3 МПа
Прочность на сжатие :> 1,1 ГПа
Объемный модуль :

37 ГПа

Модуль жесткости : 31 ГПа

Модуль Юнга : 71,7 ГПа.

Коэффициент Пуассона : 0,17

Упругие постоянные Ламе : λ = 15,87 ГПа, μ = 31,26 ГПа.

Коэффициент теплового расширения : 5,5 ⋅ 10 −7 / K (в среднем от 20 до 320 ° C)

Теплопроводность : 1,3 Вт / (м · К)

Удельная теплоемкость : 45,3 Дж / (моль · К)

Температура размягчения : ≈1665 ° С

Точка отжига : ≈1140 ° C

Температура деформации : 1070 ° C

Удельное электрическое сопротивление :> 10 18 Ом · м

Диэлектрическая проницаемость : 3,75 при 20 ° C 1 МГц

Магнитная восприимчивость : −11,28 ⋅ 10 −6 (SI, 22 ° C)

Коэффициент диэлектрических потерь : менее 0,0004 при 20 ° C 1 МГц, обычно 6 ⋅ 10 −5 при 10 ГГц

Показатель преломления : n_d = 1,4585 (при 587,6 нм)

Изменение показателя преломления в зависимости от температуры (0 . 700 ° C) : 1,28 ⋅ 10 −5 / K (между 20 . 30 ° C)

Напряженно-оптические коэффициенты : p ₁₁ = 0,113, p ₁₂ = 0,252.

Постоянная Гамакера : A = 6,5 ⋅ 10 −20 Дж.

Электрическая прочность : 250 . 400 кВ / см при 20 ° C

Поверхностное натяжение : 0,300 Н / м при 1800 . 2400 ° C

Число Аббе : Vd = 67,82

Одним из самых редких цветных разновидностей кварца считается розовый камень. Сегодня он используется в качестве поделочного материала, а наиболее крупные и чистые экземпляры привлекают внимание коллекционеров. Хотя минерал имеет невысокую стоимость, на рынке встречаются синтетические образцы. Иногда покупателю сложно обнаружить признаки фальсификации, но специалисты разработали простые и четкие рекомендации, как отличить розовый кварц от подделки.

Коротко об истории нахождения розового кварца

Самым древним ювелирным изделием с обработанными розовыми камнями являются бусы, найденные на территории современного Ирака. Артефакт считается остатком доисторической месопотамской культуры и датируется VII в. до н.э.

Розовый кварц самый дорогой из разновидностей камня.

Возможно, ассирийцы были следующими, кто начал использовать минерал в изготовлении украшений. Находки эпохи процветания семитского народа свидетельствуют о высоком мастерстве ремесленников в обработке розового типа кварца. Современные исследователи считают, что благодаря искусным навыкам ассирийских ювелиров камень стал высоко цениться римлянами, греками и египтянами. В культуре этих народов измельченный минерал стали добавлять в косметику: он помогал омолаживать кожу.

В эпоху Средневековья кварц использовали для приготовления целебных составов: считалось, что он эффективен в лечении нервных расстройств.

Из него делали амулеты, призванные даровать любовь и внутреннюю гармонию.

Сегодня минеральный порошок используют в качестве косметической добавки для усиления смягчающего действия. Также из природного камня делают украшения и сувениры.

Как добывают минерал

Розовая разновидность кварца обнаруживается преимущественно в пегматитах - породах магматического происхождения. Нередко встречается в гидротермальных жилах.

Чтобы обнажить минеральные пласты, верхние слои почвы снимают с помощью землеройных машин. Взрывчатку используют редко, т.к. структура материала повреждается при внезапном изменении температуры. Кварцевые ядра и осколки легко идентифицируются в структуре вскрытой породы: они похожи на прозрачное или полупрозрачное стекло.

Розовый цвет камню придает состав из железа, марганца и титана.

Камень можно найти по всему миру, но крупнейшие месторождения расположены на Мадагаскаре, в Индии, США и Бразилии. В России добыча ведется на территории Карелии и Алтая.

Причины необычного цвета и его вариации

Розовые оттенки самоцвета принято связывать с присутствием в материале титана, железа и марганца. Однако недавние дифракционные исследования показали, что специфическая окраска вызвана преимущественно вкраплениями тонких волокон дюмортьерита - боросиликата алюминия.

Он встречается реже, отличается повышенной прозрачностью. Его цвет обусловлен наличием в структуре алюминия и фосфатов.

Подробное описание внешнего вида натурального кварца

Минерал необычайно красив: он имеет нежные приглушенные оттенки и многообразную структуру. Каждый экземпляр неповторим и наделен индивидуальностью.

Розовый кварц редкий камень.

Структура камня

В отличие от прочих видов кварца, розовый тип обладает макрокристаллической структурой гексагонального типа, что делает его похожим на камень с неоднородным составом. Он хрупок, поэтому на его поверхности и внутри имеется множество сколов и трещин. В большинстве образцов содержатся вкрапления посторонних веществ.

На некоторых камнях при огранке с формированием выпуклой криволинейной поверхности появляется белая 6-лучевая звезда. Наблюдаемое явление называется астеризмом.

Необычный рисунок образуется в результате отражения света от разнонаправленных групп минеральных волокон, пересекающихся под углом 60°. При этом расположение узора зависит от местонахождения осветителя и наблюдателя.

Розовый камень необычный своим цветом.

Прозрачность на просвет

В природе в основном встречаются полупрозрачные, слегка мутные образцы. В их структуре часто присутствуют светонепроницаемые вкрапления посторонних примесей. Наибольшая прозрачность характерна для некоторых мадагаскарских и бразильских экземпляров.

Выцветание минерала

Материал склонен к потере первоначальной окраски при нагревании свыше 300°C и длительном воздействии прямых солнечных лучей. В условиях повышенной влажности процесс выцветания ускоряется.

Способы отличить натуральный розовый кварц от подделки

Уровень развития современных технологий позволяет легко получить синтетический кварц в лабораторных условиях. Хотя на рынке обращается преимущественно натуральный материал, для совершения безопасной покупки стоит узнать о том, как отличить подделку от оригинала.

Натуральный камень отличается неоднородным окрасом.

Визуальный осмотр на просвет

Натуральный камень имеет неоднородную окраску, что хорошо видно при осмотре на просвет. Он полупрозрачный и немного мутный, на поверхности и внутри структуры образца присутствует множество мелких трещин и вкраплений различных примесей. Напротив, искусственный материал окрашен равномерно и обладает гладкой поверхностью.

Иногда недобросовестные продавцы имитируют сколы и царапины, но эти повреждения видны лишь снаружи и имеют ровные линии.

Проверка на прочность

Согласно шкале Мооса твердость минерала равна 7 баллам, а показатель для стекла составляет 5,5 единицы. Это означает, что с помощью натурального камня можно оставить царапину на поверхности любого стеклянного предмета, не прилагая большого усилия.

Малая теплопроводность

Кварц на ощупь слегка холодный. В руке он медленно нагревается из-за высокой тепловой инерции, которая наделяет природный материал способностью сопротивляться изменению температуры. Если взять изделие из натурального камня, оно будет оставаться холодным в течение 7-10 минут. Искусственный образец нагреется спустя 2-3 минуты.

Настоящий кварц отличается прохладной температурой от подделки.

Вес натурального кварца

Полупрозрачные драгоценные камни увесисты, поэтому несложно обнаружить подделку. Изделие из настоящего минерала должно быть тяжелее куска пластика или стекла аналогичного размера.

Другие признаки

О синтетическом происхождении образца также свидетельствуют следующие признаки:

неестественный ярко-розовый цвет;
наличие сквозных отверстий;
звонкий звук при ударе о твердую поверхность.

Определить подлинность экземпляра можно с помощью лабораторного оборудования: провести анализ на наличие примесей, установить характер преломления проходящего света, измерить твердость.

Свойства натурального розового кварца

В культурах разных народов розовая разновидность кварца служила символом гармонии и любви. Многие люди верили, что самоцвет помогает в укреплении решимости и исцелении сердца. А если хранить камень среди аметистов, он многократно усилит свои способности.

Розовый кварц символ любви.

Сегодня минерал нашел применение в энергетической медицине и массажной терапии. Считается, что он обладает следующими лечебными свойствами:

восстанавливает нервную систему;
стабилизирует артериальное давление;
помогает нормализовать работу почек;
активизирует работу желез внутренней секреции;
повышает иммунитет;
замедляет процесс старения.

Хотя научные исследования не подтверждают наличие описанных свойств, многие продолжают использовать камень в целях дополнительного целебного средства.

Особенности ухода за натуральным кварцем

Этот минерал является одновременно твердым и хрупким материалом. Он подходит для изготовления большинства ювелирных украшений, но требует аккуратного использования и хранения. Чтобы изделия из камня оставались красивыми, следует придерживаться нескольких правил:

оберегать самоцвет от ударов во избежание сколов и появления царапин;
содержать вдали от солнечного света, чтобы предотвратить или замедлить выцветание;
смывать грязь с помощью мыльного водного раствора;
не использовать для очистки ультразвуковые приборы и пароочистители.

Стоимость изделий из настоящего розового кварца

Изделия из розового кварца в продаже встречаются редко, но их стоимость невысока. Минимальная цена карата составляет около $5, но может увеличиться в 10-15 раз в зависимости от качественных характеристик природного материала: редкости оттенков, прозрачности, структуры, размера. Вес не имеет основополагающего значения для ценообразования, т.к. показатель плотности минерала сильно варьируется.

Стоимость ювелирных изделий зависит от материала оправы и производителя.

Тип изделия	Начальная цена, руб.
Браслет	500
Кулон	500
Кольцо	600
Бусы	1000
Серьги	1000
Колье	30000

На практике обработанные драгоценные камни ценятся ниже, чем оправы. Например, изделия в золоте становятся как минимум в 10 раз дороже.

Читайте также: