Кварц

Кварц

Кварц (нем. Quarz), минерал; под названием Кварц известны две кристаллические модификации оксида кремния SiO₂: гексагональный Кварц (или α-Кварц), устойчивый при давлении в 1 атм (или 100 кн/м²) в интервале температур 870-573 °С, и тригональный (β-Кварц), устойчивый при температуре ниже 573 °С. β-Кварц наиболее широко встречается в природе. Он кристаллизуется в классе тригонального трапецоэдра тригональной системы. Кристаллическая структура каркасного типа построена из тетраэдров, расположенных винтообразно (с правым или левым ходом винта) по отношению к главной оси кристалла. В зависимости от этого различают правые и левые структурноморфологические формы кристаллов, различающиеся внешне по симметрии расположения некоторых граней. Отсутствие плоскостей и центра симметрии у кристаллов Кварца обусловливает наличие пьезоэлектрических и пироэлектрических свойств. Наиболее часто кристаллы Кварц имеют удлиненно-призматический облик с преимущественным развитием граней гексагональной призмы и двух ромбоэдров (головка кристалла). Реже кристаллы принимают облик псевдогексагональной дипирамиды. Внешне правильные кристаллы Кварц обычно сложно сдвойникованы, образуя наиболее часто двойниковые участки по так называемому бразильскому или дофинейскому законам. Последние возникают не только при росте кристаллов, но и в результате внутренней структурной перестройки при термических а - в переходах, сопровождаемых сжатием, а также при механических деформациях. Цвет кристаллов, зерен, агрегатов Кварц самый разнообразный: наиболее обычны бесцветные, молочно-белые или серые Кварцы. Прозрачные или полупрозрачные красивоокрашенные кристаллы, называются особо: бесцветные, прозрачные - горный хрусталь; фиолетовые - аметист; дымчатые - раухтопаз; черные - морион; золотисто-желтые - цитрин. Различные окраски обычно обусловлены структурными дефектами при замене Si⁴⁺ на Fe³⁺ или А1³⁺ с одновременным вхождением в решетку Na¹⁺, Li¹⁺ или (ОН)^1-. Встречаются также сложно окрашенные Кварцы за счет микровключений посторонних минералов: зеленый празем - включения микрокристалликов актинолита или хлорита; золотистый мерцающий авантюрин - включения слюды или гематита, и др. Скрытокристаллические разновидности Кварца - агат и халцедон - состоят из тончайших волокнистых образований. Кварц оптически одноосный, положительный. Прозрачен для ультрафиолетовых и частично инфракрасных лучей. При пропускании светового плоскополяризованного луча по направлению оптической оси левые кристаллы Кварца вращают плоскость поляризации влево, а правые - вправо. Твердость по минералогической шкале 7; плотность 2650 кг/м³. Плавится при температуре 1710 °С и застывает при охлаждении в так называемое кварцевое стекло. Плавленый Кварц - хороший изолятор; сопротивление кубика с ребром в 1 см при 18 °С равно 5-10¹⁸ ом/см, коэффициент линейного расширения 0,57·10^-6 см/ °С. Разработана экономически выгодная технология выращивания монокристаллов синтетического Кварца, который получают из водных растворов SiO₂ при повышенных давлениях и температурах (гидротермальный синтез). Кристаллы синтетического Кварца обладают стабильными пьезоэлектрическими свойствами, радиационной устойчивостью, высокой оптической однородностью и другими ценными техническими свойствами.

Природный Кварц - очень широко распространенный минерал, является существенной составной частью многих горных пород, а также месторождений полезных ископаемых самого разнообразного генезиса. Наиболее важные для промышленности кварцевые материалы - кварцевые пески, кварциты и кристаллический монокристальный Кварц. Последний встречается редко и очень высоко ценится. В России главнейшие месторождения кристаллов Кварца - на Урале, в бассейне р. Алдан; за рубежом - месторождения в Бразилии и Малагасийской Республике. Кварцевые пески - важное сырье для керамической и стекольной промышленности. Монокристаллы Кварц находят применение в радиотехнике (пьезоэлектрические стабилизаторы частоты, фильтры, резонаторы, пьезопластинки в ультразвуковых установках и т. д.); в оптическом приборостроении (призмы для спектрографов, монохроматоров, линзы для ультрафиолетовой оптики и т. д.). Плавленый Кварц применяют для изготовления специальной химической посуды. Кварц также используется для получения чистого кремния. Прозрачные, красивоокрашенные разновидности Кварца являются полудрагоценными камнями и широко применяются в ювелирном деле.