Mineralien

Quarz



Ein allgegenwärtiges Mineral mit einer enormen Anzahl von Anwendungen


Quarze: Herkimer "Diamond" Quarze. Eine klare "Bergkristall" -Sorte von Quarz.

Was ist Quarz?

Quarz ist eine chemische Verbindung, die aus einem Teil Silizium und zwei Teilen Sauerstoff besteht. Es ist Siliziumdioxid (SiO2). Es ist das am häufigsten vorkommende Mineral auf der Erdoberfläche und aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften eine der nützlichsten natürlichen Substanzen.

Bergkristallquarz: Transparenter Bergkristall-Quarz. Dieses Exemplar zeigt den für das Mineral charakteristischen Conchoidalbruch (Bruch mit gekrümmten Oberflächen). Das Exemplar hat einen Durchmesser von etwa zehn Zentimetern und stammt aus Minas Gerais, Brasilien.

Wo ist Quarz gefunden?

Quarz ist das am häufigsten vorkommende und am weitesten verbreitete Mineral auf der Erdoberfläche. Es ist in allen Teilen der Welt präsent und reichlich vorhanden. Es bildet sich bei allen Temperaturen. Es ist reich an magmatischen, metamorphen und sedimentären Gesteinen. Es ist sehr widerstandsfähig gegen mechanische und chemische Witterungseinflüsse. Diese Haltbarkeit macht es zum dominierenden Mineral der Berggipfel und zum Hauptbestandteil von Strand, Fluss und Wüstensand. Quarz ist allgegenwärtig, reichlich und langlebig. Abbaubare Vorkommen gibt es auf der ganzen Welt.

Amethystquarz: Purpurroter kristalliner Quarz ist als "Amethyst" bekannt. Wenn es transparent und von hoher Qualität ist, wird es oft als Edelstein geschnitten. Dieses Exemplar hat einen Durchmesser von etwa zehn Zentimetern und stammt aus Guanajuato, Mexiko.

Physikalische Eigenschaften von Quarz

Chemische EinstufungSilikat
FarbeQuarz kommt in nahezu jeder Farbe vor. Gemeinsame Farben sind klar, weiß, grau, lila, gelb, braun, schwarz, rosa, grün, rot.
StreifenFarblos (härter als die Streifenplatte)
LüsterGlaskörper
DurchsichtigkeitTransparent bis durchscheinend
SpaltungKeine - bricht normalerweise mit einer Conchoidalfraktur
Mohs-Härte7
Spezifisches Gewicht2,6 bis 2,7
DiagnoseeigenschaftenConchoidalfraktur, glasiger Glanz, Härte
Chemische ZusammensetzungSiO2
KristallsystemSechseckig
VerwendetGlasherstellung, Schleifmittel, Gießereisand, hydraulisches Trennmittel, Edelsteine

Feuerstein: Feuerstein ist eine Vielzahl von mikrokristallinen oder kryptokristallinen Quarzen. Es kommt als Knötchen und konkretionäre Masse und seltener als Schichtablagerung vor. Es bricht konsequent bei einer Conchoidalfraktur und war eines der ersten Materialien, aus denen frühe Menschen Werkzeuge herstellten. Sie verwendeten es, um Schneidwerkzeuge herzustellen. Nach Tausenden von Jahren wird es weiterhin verwendet. Es wird gegenwärtig als Schneidkante in einigen der besten chirurgischen Werkzeuge verwendet. Dieses Exemplar hat einen Durchmesser von etwa zehn Zentimetern und stammt aus Dover Cliffs, England.

Pfeilspitzen aus Quarzstein: Eine der ersten Verwendungen von Quarz in Form von Feuerstein war die Herstellung von scharfen Gegenständen wie Messerklingen, Schabern und Projektilspitzen wie den oben gezeigten Pfeilspitzen.

Was sind die Verwendungen für Quarz?

Quarz ist eines der nützlichsten natürlichen Materialien. Seine Nützlichkeit kann mit seinen physikalischen und chemischen Eigenschaften in Verbindung gebracht werden. Es hat eine Härte von sieben auf der Mohs-Skala, was es sehr haltbar macht. Bei Kontakt mit den meisten Substanzen ist es chemisch inert. Es hat elektrische Eigenschaften und Wärmebeständigkeit, die es in elektronischen Produkten wertvoll machen. Aufgrund seines Glanzes, seiner Farbe und seiner Durchsichtigkeit eignet es sich als Edelstein und auch zur Herstellung von Glas.

Verwendung von Quarz bei der Glasherstellung

Geologische Prozesse haben gelegentlich Sande abgelagert, die zu fast 100% aus Quarzkörnern bestehen. Diese Ablagerungen wurden als Quellen für hochreinen Quarzsand identifiziert und produziert. Diese Sande werden in der Glasindustrie verwendet. Quarzsand wird zur Herstellung von Behälterglas, Flachglas, Spezialglas und Glasfaser verwendet.

Quarzglasfenster: Glasherstellung ist eine der Hauptanwendungen von Quarz.

Jaspisperlen: Quarz wird oft in Schmuck oder als Edelstein verwendet. Diese Jaspisperlen sind ein Beispiel für Quarz, der als Edelstein verwendet wird.

Quarzglas Sand: Hochreiner Quarzsandstein zur Herstellung von hochwertigem Glas. "Glassand" ist ein Sandstein, der fast ausschließlich aus Quarzkörnern besteht. Hier ist ein Exemplar des Oriskany-Sandsteins aus Hancock, West Virginia, abgebildet. An einigen Stellen besteht der Oriskany zu über 99% aus reinem Quarz. Ein Großteil davon wurde für Behälterglas verwendet, ein Teil wurde jedoch für die Herstellung von Linsen für die größten Teleskope ausgewählt. Die Probe hat einen Durchmesser von etwa zehn Zentimetern.

Blauer Aventurin-Quarz: Aventurin ist eine bunte Quarzsorte, die reichlich glänzende Einschlüsse von Mineralien wie Glimmer oder Hämatit enthält. Es wird oft geschliffen und poliert, um als Zierstein verwendet zu werden. Übliche Farben für Aventurin sind Grün, Orange und Blau. Dieses Exemplar hat einen Durchmesser von etwa zehn Zentimetern und stammt aus Indien.

Verwendung von Quarz als Schleifmittel

Die hohe Härte von Quarz, sieben auf der Mohs-Skala, macht es schwieriger als die meisten anderen natürlichen Substanzen. Als solches ist es ein ausgezeichnetes Schleifmaterial. Quarzsande und fein gemahlener Quarzsand werden zum Sandstrahlen, Reinigen, Schleifen und Schleifen und Sägen verwendet.

Verwendung von Quarz als Gießereisand

Quarz ist sehr beständig gegen Chemikalien und Hitze. Es wird daher häufig als Gießereisand verwendet. Mit einer höheren Schmelztemperatur als die meisten Metalle kann es für die Formen und Kerne der üblichen Gießereiarbeiten verwendet werden. Feuerfeste Steine ​​werden wegen ihrer hohen Hitzebeständigkeit häufig aus Quarzsand hergestellt. Quarzsand wird auch als Flussmittel beim Schmelzen von Metallen verwendet.

Verkieseltes Holz: Verkieseltes "versteinertes" Holz entsteht, wenn begrabene Pflanzenreste mit mineralhaltigem Wasser infiltriert werden, das Quarz ausfällt. Dieser Quarz füllt die Hohlräume im Holz und ersetzt häufig das Holzgewebe. Dieses Exemplar hat einen Durchmesser von etwa zehn Zentimetern und stammt aus Yuma County, Arizona.

Verwendung in der Erdölindustrie

Quarzsand hat eine hohe Zerkleinerungsbeständigkeit. In der Erdölindustrie werden Sandaufschlämmungen unter sehr hohem Druck in Öl- und Gasbohrungen gepresst. Dies wird als hydraulisches Brechen bezeichnet. Dieser hohe Druck bricht die Reservoirgesteine ​​und die sandige Aufschlämmung spritzt in die Brüche ein. Die dauerhaften Sandkörner halten die Brüche offen, nachdem der Druck abgelassen wurde. Diese offenen Brüche erleichtern das Einströmen von Erdgas in das Bohrloch.

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Chert: Chert ist ein mikrokristalliner oder kryptokristalliner Quarz. Es kommt als Knötchen und konkretionäre Masse und seltener als Schichtablagerung vor. Dieses Exemplar hat einen Durchmesser von etwa zehn Zentimetern und stammt aus Joplin, Missouri.

Viele andere Quarzsandverwendungen

Quarzsand wird als Füllstoff bei der Herstellung von Gummi, Farbe und Kitt verwendet. Als Filtermedium und Dachgranulat werden gesiebte und gewaschene, sorgfältig sortierte Quarzkörner verwendet. Quarzsande werden für die Traktion in der Eisenbahn- und Bergbauindustrie verwendet. Diese Sande werden auch zur Erholung auf Golfplätzen, Volleyballfeldern, Baseballfeldern, Kindersandkästen und Stränden verwendet.

Quartz Kristall: Ein Herkimer "Diamond" Quarzglas aus Dolostein. Dieses Exemplar hat einen Durchmesser von etwa fünfzehn Zentimetern und stammt aus Middleville, New York.

Verwendet für Quarzkristalle

Eine der erstaunlichsten Eigenschaften von Quarz ist die Fähigkeit seiner Kristalle, mit präzisen Frequenzen zu vibrieren. Diese Frequenzen sind so präzise, ​​dass mit Quarzkristallen äußerst genaue Zeitmessinstrumente und -geräte hergestellt werden können, mit denen Radio- und Fernsehsignale mit präzisen und stabilen Frequenzen übertragen werden können.

Die winzigen Geräte, die für diese Zwecke verwendet werden, werden als „Kristalloszillatoren“ bezeichnet. Die ersten Kristalloszillatoren wurden in den 1920er Jahren entwickelt, und nur zwanzig Jahre später wurden jedes Jahr zehn Millionen von ihnen benötigt, um das Militär während des Zweiten Weltkriegs zu versorgen. Heute werden aus Milliarden von Quarzen Oszillatoren für Uhren, Radios, Fernsehgeräte, elektronische Spiele, Computer, Mobiltelefone, elektronische Messgeräte und GPS-Geräte hergestellt.

Eine Vielzahl von Anwendungen wurde auch für Quarze von optischer Güte entwickelt. Sie werden verwendet, um spezielle Linsen, Fenster und Filter herzustellen, die in Lasern, Mikroskopen, Teleskopen, elektronischen Sensoren und wissenschaftlichen Instrumenten verwendet werden. Das Material des Strandsands ist heute das Material der modernsten elektronischen Geräte der Welt.

Bedarf an synthetischen Quarzkristallen

In den 1900er Jahren stieg die Nachfrage nach hochwertigen Quarzen so stark an, dass die Bergbaubetriebe weltweit nicht in der Lage waren, diese in ausreichender Menge zu liefern. Glücklicherweise wurde dieser Bedarf während des Zweiten Weltkriegs erkannt, und die Militär- und Privatindustrie begann, Methoden zur Züchtung von synthetischen Quarzkristallen zu entwickeln, um die besonderen Anforderungen der optischen und elektronischen Verwendung zu erfüllen.

Heutzutage werden die meisten Quarze, die in elektronischen Bauteilen und optischen Instrumenten verwendet werden, in Laboratorien gezüchtet, anstatt aus Minen hergestellt zu werden. Die meisten Labors züchten ihre Kristalle mit Methoden, die auf dem geologischen Prozess der hydrothermalen Aktivität basieren. Die synthetischen Kristalle werden bei hohen Temperaturen aus überhitztem Wasser gezüchtet, das reich an gelöstem Siliciumdioxid ist. Diese hergestellten Kristalle können in Formen, Größen und Farben gezüchtet werden, die den Anforderungen der Herstellungsprozesse entsprechen. Die Kosten für den Anbau von synthetischen Quarzen sind im Vergleich zum Bergbau wettbewerbsfähig, und die einzige Produktionsbeschränkung besteht in der Verfügbarkeit von Kristallzuchtanlagen.

Ametrin: Ein zweifarbiger Stein aus goldenem Citrin und violettem Amethyst. Dieser Edelstein misst ca. 8x10 mm.

Quarz als Edelstein

Quarz ist ein ausgezeichneter Edelstein. Es ist hart, haltbar und nimmt normalerweise einen glänzenden Lack an. Beliebte Quarzsorten, die häufig als Edelsteine ​​verwendet werden, sind Amethyst, Citrin, Rosenquarz, Rauchquarz und Aventurin. Achat und Jaspis sind ebenfalls Quarzsorten mit mikrokristalliner Struktur.

Rosenquarz: Durchscheinender Rosenquarz im Rough.

Rosenquarz Perlen: Durchscheinende Perlen im Rosenquarzschliff und poliert. Jede Perle hat einen Durchmesser von etwa zehn Millimetern.

Novaculite ist eine dichte, kryptokristalline Quarzsorte mit einer feinkörnigen und sehr gleichmäßigen Textur. Als Quarz hat es eine Härte von 7 (härter als Stahl) und wird als "Schleifstein" zum Schärfen von Messern verwendet.

Spezielle Silica Stone Verwendungen

"Kieselstein" ist ein Fachbegriff für Materialien wie Quarzit, Novaculit und andere mikrokristalline Quarzgesteine. Diese werden zur Herstellung von Schleifwerkzeugen, Entgratungsmedien, Schleifsteinen, Honen, Ölsteinen, Steinfeilen, Rohrmühlenauskleidungen und Schleifsteinen verwendet.

Tripolis

Tripolis ist kristallines Siliciumdioxid mit einer extrem feinen Korngröße (weniger als zehn Mikrometer). Handelsübliches Tripolis ist ein nahezu reines Siliciumdioxidmaterial, das für eine Vielzahl milder Schleifzwecke verwendet wird, darunter Seifen, Zahnpasten, Metallpoliermittel, Schmuckpoliermittel und Poliermittel. Es kann als Politur verwendet werden, wenn Steine ​​in einem Steinbecher getrommelt werden. Tripoli wird auch in Bremsreibungsprodukten, Füllstoffen in Emaille, Dichtungsmassen, Kunststoff, Farbe, Gummi und feuerfesten Materialien verwendet.


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