Kvartsin käyttökohteet: missä kvartsia käytetään?

Kvartsi on yksi maankuoren yleisimmistä mineraaleista. Kovuutensa, kemiallisen kestävyytensä, tiettyjen lajien läpinäkyvyyden ja pietsosähköisten ominaisuuksiensa ansiosta sitä käytetään koristekiven lisäksi teollisena raaka-aineena. Seuraavassa tarkastellaan, mitä kvartsi on, millaisia lajeja esiintyy ja missä kvartsia käytetään teollisuudessa, rakentamisessa ja arjessa.

Mitä kvartsi on?

Kvartsi on piidioksidin eli SiO2:n kiteinen muoto. Luonnossa sitä esiintyy usein kuusikulmaisina prismakiteinä, kvartsihiekan rakeina, juonina ja kivilajien sulkeumina. Mineraalin kovuus on 7 Mohsin asteikolla, sulamislämpötila verrattain korkea, noin 1700 °C, ja puhtaana se voi olla läpinäkyvää tai läpikuultavaa. Kvartsin väri riippuu epäpuhtauksista, kidehilan virheistä ja luonnollisesta säteilystä.

Kvartsilajit

Kvartsista ja sen lähisukuisista piidioksidimineraaleista on monia muotoja. Läpinäkyvää väritöntä kvartsia kutsutaan vuorikristalliksi. Ametisti on violettia, sitriini keltaista tai kullanväristä ja savukvartsi sekä morioni harmaata, ruskehtavaa tai lähes mustaa. Lisäksi esiintyy ruusukvartsia, prasea ja mikrokiteisiä piidioksidimuotoja, kuten kalsedonia, akaattia, onyksia ja karneolia. Niiden erot johtuvat epäpuhtauksista, kiderakenteesta ja muodostumisolosuhteista.

Missä kvartsia käytetään?

Kvartsin käyttökohteet riippuvat sen puhtaudesta, raekoosta, läpinäkyvyydestä, lämmönkestävyydestä ja muista ominaisuuksista. Tärkeimmät käyttökohteet ovat:

1. Lasiteollisuus. Kvartsihiekka ja erittäin puhdas piidioksidi ovat tärkeitä raaka-aineita tavalliselle lasille, kvartsilasille, laboratorioastioille, optisille osille ja korkeissa lämpötiloissa toimiville tuotteille.
2. Elektroniikka ja kellot. Pietsosähköisten ominaisuuksien ansiosta kvartsikiteitä käytetään resonaattoreissa, taajuusoskillaattoreissa, kvartsikelloissa, radiotekniikassa ja muussa elektroniikassa. Näihin tehtäviin käytetään useimmiten synteettisesti kasvatettua kvartsia sen vakaiden ja hallittujen ominaisuuksien vuoksi.
3. Rakentaminen. Kvartsihiekkaa käytetään runkoaineena ja rakennusseosten, betonin, rappausten, kuivaseosten ja koristepinnoitteiden aineosana. Sitä käytetään myös silikaattituotteiden, keramiikan ja tiettyjen tekokivilajien valmistuksessa.
4. Korut ja sisustus. Vuorikristallia, ametistia, sitriiniä, savukvartsia, ruusukvartsia ja muita lajeja käytetään koruissa, matkamuistoissa, sisustusesineissä ja koristeupotuksissa.
5. Keramiikka ja tulenkestävät materiaalit. Piidioksidimateriaaleja käytetään keraamisissa massoissa, lasitteissa, posliinissa, tulenkestävissä tuotteissa ja muoteissa, joissa raaka-aineen lämmönkestävyys ja mineraalikoostumus ovat tärkeitä.
6. Optiikka ja laboratoriotekniikka. Kvartsilasia arvostetaan laajan spektrialueen läpinäkyvyyden, kemiallisen kestävyyden ja vähäisen lämpölaajenemisen vuoksi. Siitä valmistetaan pulloja, putkia, upokkaita, linssejä ja laitteiden osia.
7. Kosmetiikka ja kotitalouskemikaalit. Tällä alalla käytetään suurten kvartsikiteiden sijaan useammin hienojakoista piidioksidia ja mineraalijauheita hioma-aineena, täyteaineena tai rakennetta muokkaavana aineosana. Kvartsikiven parantavia tai nuorentavia vaikutuksia ei tule pitää teknisesti todistettuina materiaalin ominaisuuksina.
8. Hammaslääketiede ja lääketieteelliset materiaalit. Piidioksidia ja kvartsitäyteaineita käytetään hammaskeramiikassa, komposiiteissa ja tietyissä teknisissä materiaaleissa, joissa tarvitaan lujuutta, vakautta ja hallittua rakennetta.

Kvartsi on tärkeää myös valimoteollisuudessa, suodatinmateriaaleissa, hioma-aineissa ja korkean teknologian aloilla, joilla tarvitaan erityisen puhdasta piidioksidia. Kvartsia, kvartsihiekkaa ja tekokiveä työstettäessä on otettava huomioon pöly: hienojakoinen kiteinen piidioksidipöly on vaarallista hengitysteille.

Kvartsi on siis edelleen kysytty materiaali hyvän saatavuuden, kovuuden, lämmön- ja kemiallisen kestävyyden sekä optisten ja pietsosähköisten ominaisuuksien yhdistelmän ansiosta. Sitä käytetään sekä suurissa määrissä rakennusraaka-aineena että tarkkuuselektroniikan, optiikan ja erikoisteollisuuden materiaalina.