کوارتز
کوارتز یا دُرّ ِکوهی سنگی با سختی ۷ در مقیاس موس است. کوارتز به رنگ و اسامی مختلف دیده شده‌است که یکی انواع آن عقیق است که به رنگهای کهربائی- زرد- سفید- جگری- جگری مایل به سیاه و سبز دیده شده‌است.
| کوارتز | |
|---|---|
کانی کوارتز | |
| اطلاعات کلی | |
| رده‌بندی | کوارتز (سیلیکات‌ها) |
| فرمول شیمیایی (بخش تکراری) | SiO۲ |
| ویژگی‌ها | |
| رنگ | بی‌رنگ، سفید و بر اثر ناخالصی به رنگهای بنفش، صورتی، شیری، دودی، زرد، قهوه‌ای، کبودی رنگ، نارنجی |
| رَخ | ناقص |
| شکستگی | شیشه‌ای |
| سختی موس | ۷ - در انواع ناخالص کمتر است |
| جلا | صدفی |
| شفافیت | شفاف - نیمه‌شفاف- غیرشفاف |
| وزن مخصوص | ۱۵٫۸۷۶ |
| ویژگی‌های ظاهری | بلوری شکل |
| اثر اسید | همه اسیدها به جز HF بر روی آن بی‌تاثیر است. |
| کنارزایی | فلدسپات‌ها - میکاها - آمفیبول‌ها - پیروکسن‌ها |
| توضیح بیشتر | SiO۲ |
| دلیل‌نام‌گذاری | واژه کوارتز از کلمه یونانی krustallos گرفته شده‌است و به معنای یخ اقتباس شده‌است |
| خاستگاه | ماگمایی- پگماتیتی - هیدروترمال -دگرگونی - رگه‌های تیپ‌آلپی دگرسانی‌ها- رسوبی |
| کاربرد | شیشه‌سازی، سنباده‌سازی، ابزارهای نوری و الکتریکی، جواهرسازی |
کوارتز بعد از فلدسپات، دومین و گران ترین و سخت ترین و بیخود ترین ماده کانی فراوان پوسته زمین است. کوارتز متشکل از شبکه پیوسته SiO۲ است، بگونه‌ای که هر اتم اکسیژن بین دو چهار وجهی قرار دارد؛ بنابراین فرمول عمومی کوارتز SiO۲ می‌باشد. بلورهای کوارتز در شکلهای مختلف یافت می‌شوند و برخی از آن‌ها به عنوان جواهر استفاده می‌شوند.
از انواع دیگر کوارتز می‌توان کوارتز صورتی، کوارتز آبی اوپال و عقیق را نام برد.
ریشه لغوی کلمه کوارتز
کلمه کوارتز از لغت آلمانی "Quarz" مشتق شده و این کلمه احتمالاً از لغت اسلاوی tvrdý (به معنی سخت) ریشه گرفته‌است.
ساختمان بلوری
کوارتز به دستگاه بلوری هگزاگونال تعلق دارد.
یکی از پلی‌مورف‌های سیلیس (اکسید سیلیسیم) با ساختار بلوری لوزی‌پهلو است. آب‌های داغ دارای محلول‌های SiO۲ در شکاف‌ها و درزها سرد می‌شوند و رسوب SiO۲ در این مکان‌ها بلورهای کوارتز را به‌وجود می‌آورند. کوارتز تورمالینی یکی از انواع کوارتز است که رشته‌های تورمالین را در بلور شش‌وجهی خود جای‌داده‌است. محلول‌های دارای SiO۲ می‌توانند در شکاف مرکزی سنگ‌ها رسوب کنند که زمین‌شناسان آن‌ها را ژئود کوارتز می‌نامند.
خواص فیزیکی
لوله‌های شیشه‌ای کوارتز
چگالی: ۲۲۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب
سختی: ۷ از مقیاس موس
استحکام کششی: 7000psi
استحکام فشاری: 160000psi
نسبت پواسون: ۰٫۱۷
ضریب هدایت حرارتی: 1.4W/MC
کوارتز به خوبی در مقابل هوازدگی ازخود مقاومت نشان می‌دهد و در دمای تقریبی ۱۶۷۰ درجه سانتی‌گراد ذوب می‌شود.
شیشه کوارتز
شیشه کوارتز معمولاً در مصارف آزمایشگاهی و تحقیقاتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. مواد تشکیل دهنده شیشه‌های کوارتزی بروسیلیکات می‌باشد. می‌توان از مجموعه ویژگی‌های شیشه‌های کوارتز به موارد زیر اشاره داشت: نفوذپذیری، سختی و مقاومت بالا، مقاومت بالا در برابر حرارت، خلوص شیمیایی، ضریب توسعه حرارتی مناسب، عایق الکتریکی، مقاومت بالا در برابر خوردگی، انتقال نوری گسترده، یکی از مهم‌ترین و پر استفاده‌ترین عناصر در ساخت عدسی و اشیای اپتیکی و…
خواص فیزیکی
کوارتز در واقع شکل دیگری از بروسیلیکات می‌باشد که به وفور در طبیعت یافت می‌شود. ۱/۳ درصد از جرم زمین را سیلیکات‌ها تشکیل می‌دهند. این ماده از لحاظ خواص فیزیکی بسیار پایدار بوده و در مقاطع مختلفی از آن‌ها استفاده نمود. از مجموعه خواص فیزیکی شیشه کوارتز می‌توان به موارد زیر اشاره داشت.
میلیاردها نفر هر روز از کوارتز استفاده می‌کنند، اما تعداد کمی از آن‌ها از این موضوع خبر دارند؛ زیرا بلورهای ریز کوارتزی که از آن استفاده می‌کنند، درون ساعت‌های مچی و دیواری آسر جهان یافت می‌شوند، چه ارتباطی با اندازه‌گیری زمان دارند؟
برخی از مواد مانند برخی از سرامیک‌ها و بلورهای کوارتز، هنگامی که تحت فشار مکانیکی قرار گیرند، می‌توانند الکتریسیته تولید کنند. توانایی تبدیل دوجانبه فشار مکانیکی و الکتریسیته را به یکدیگر «خاصیت پیزوالکتریک» می‌نامند.
بلورهای کوارتز که دارای این خاصیت هستند، با یک ولتاژ معین برق همیشه با بسامد یا فرکانس خاصی مرتعش می‌شوند؛ بنابراین این بلورها معیار دقیقی از بسامد یا فرکانس را حفظ می‌کنند، که به تنظیم حرکت ساعت کمک می‌کند و دقت آن را بسیار بالا می‌برد.
نخستین ساعت کوارتز که با ارتعاشات یک بلور کوارتز هنگام بکار افتادن ولتاژ برقی کار می‌کند، در سال ۱۹۲۹ ساخته شد. ساعت کوارتز چنان دقیق است که در هر ده سال یک ثانیه خطا می‌کند.
کوارتز در رادیوها، ریزپردازشگرها (میکروپروسسورها)، و بسیاری از دستگاه‌های صنعتی دیگر نیز به کار می‌رود.
همچنین در صنایع دیزاین و طراحی منازل، شرکت‌ها و اداره‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.