Kvartsi kasutusalad

Kvarts on üks maakoore levinumaid mineraale. Tänu kõvadusele, keemilisele püsivusele, mõne teisendi läbipaistvusele ja piesoelektrilistele omadustele kasutatakse seda nii dekoratiivkivi kui ka tööstusliku toorainena. Allpool vaatleme, mis on kvarts, milliseid teisendeid leidub ning kus seda tööstuses, ehituses ja olmes kasutatakse.

Mis on kvarts?

Kvarts on ränidioksiidi (SiO2) kristalliline vorm. Looduses leidub seda sageli kuusnurksete prismakristallide, kvartsliiva terade, soonte ja kivimisuletistena. Mineraali kõvadus Mohsi skaalal on 7, sulamistemperatuur suhteliselt kõrge, ligikaudu 1700 °C, ning puhtal kujul võib see olla läbipaistev või poolläbipaistev. Värvus oleneb lisanditest, kristallvõre defektidest ja looduslikust kiirgusest.

Kvartsi teisendid

Kvartsi ja lähedaste ränidioksiidmineraalide teisendeid on palju. Läbipaistvat värvitut kvartsi nimetatakse mäekristalliks. Ametüst on lilla, tsitriin kollane või kuldne, suitsukvarts ja morion hall, pruunikas või peaaegu must. Leidub ka roosat kvartsi, praseemi ja ränidioksiidi mikrokristallilisi teisendeid, näiteks kaltsedoni, ahhaati, oonüksit ning karneooli. Erinevused tulenevad lisanditest, kristallide ehitusest ja tekketingimustest.

Kus kvartsi kasutatakse?

Kasutusalad olenevad kvartsi puhtusest, terasuurusest, läbipaistvusest, kuumuskindlusest ja muudest omadustest. Peamised valdkonnad on:

1. Klaasitööstus. Kvartsliiv ja suure puhtusega ränidioksiid on tähtis tooraine tavaklaasi, kvartsklaasi, laborinõude, optikadetailide ja kõrgel temperatuuril töötavate toodete valmistamisel.
2. Elektroonika ja kellad. Piesoelektriliste omaduste tõttu kasutatakse kvartskristalle resonaatorites, sagedusgeneraatorites, kvartskellades, raadiotehnikas ja muus elektroonikas. Nendeks ülesanneteks kasutatakse sagedamini sünteetiliselt kasvatatud kvartsi, sest selle omadused on stabiilsed ja kontrollitavad.
3. Ehitus. Kvartsliiva kasutatakse täitematerjali ja koostisosana ehitussegudes, betoonis, krohvis, kuivsegudes ning dekoratiivkatetes. Seda kasutatakse ka silikaattoodete, keraamika ja mõne tehiskiviliigi tootmisel.
4. Ehted ja dekoor. Mäekristallist, ametüstist, tsitriinist, suitsu- ja roosast kvartsist ning muudest teisenditest valmistatakse ehteid, suveniire, sisustusesemeid ja dekoratiivdetaile.
5. Keraamika ja tulekindlad materjalid. Ränidioksiidmaterjale kasutatakse keraamilistes massides, glasuurides, portselanis, tulekindlates toodetes ja vormides, kus on tähtsad kuumuskindlus ning tooraine mineraalne koostis.
6. Optika ja laboritehnika. Kvartsklaasi hinnatakse läbipaistvuse tõttu laias spektrivahemikus, keemilise püsivuse ja väikese soojuspaisumise tõttu. Sellest valmistatakse kolbe, torusid, tiigleid, läätsi ja mõõteriistade osi.
7. Kosmeetika ja olmekeemia. Siin kasutatakse jämedate kvartskristallide asemel sagedamini peendispersset ränidioksiidi ja mineraalpulbreid abrasiivi, täiteaine või tekstuurikomponendina. Kvartskivi ravi- või noorendavaid omadusi ei tule pidada materjali tehniliselt tõendatud omaduseks.
8. Hambaravi ja meditsiinimaterjalid. Ränidioksiidi ja kvartstäiteaineid kasutatakse hambakeraamikas, komposiitides ning mõnes tehnilises materjalis, kus vajatakse tugevust, stabiilsust ja kontrollitud struktuuri.

Kvarts on tähtis ka valukojatööstuses, filtermaterjalides, abrasiivides ja kõrgtehnoloogilistes valdkondades, kus vajatakse eriti puhast ränidioksiidi. Kvartsi, kvartsliiva ja tehiskivi töötlemisel tuleb arvestada tolmuga: kristalse ränidioksiidi peentolm on hingamisteedele ohtlik.

Kvarts on jätkuvalt nõutud materjal tänu kättesaadavuse, kõvaduse, kuumus- ja kemikaalikindluse ning optiliste ja piesoelektriliste omaduste kombinatsioonile. Seda kasutatakse nii massilise ehitustooraine kui ka täppiselektroonika, optika ja eritööstuse materjalina.