Kvarca lietojuma jomas: kur izmanto kvarcu?

Kvarcs tiek uzskatīts par vienu no izplatītākajiem Zemes garozas minerāliem. Pateicoties cietībai, ķīmiskajai noturībai, dažu paveidu caurspīdīgumam un pjezoelektriskajām īpašībām, to izmanto ne tikai kā dekoratīvu akmeni, bet arī kā rūpniecisku izejvielu. Turpmāk aplūkosim, kas ir kvarcs, kādi tā paveidi sastopami un kur kvarcu izmanto rūpniecībā, būvniecībā un sadzīvē.

Kas ir kvarcs?

Kvarcs ir kristāliska silīcija dioksīda (SiO2) forma. Dabā tas bieži sastopams sešstūrainu prizmatisku kristālu, kvarca smilšu graudu, dzīslu un iežu ieslēgumu veidā. Minerāla cietība pēc Mosa skalas ir 7, tam ir samērā augsta kušanas temperatūra — aptuveni 1700 °C — un tīrā veidā tas var būt caurspīdīgs vai puscaurspīdīgs. Kvarca krāsa ir atkarīga no piemaisījumiem, kristālrežģa defektiem un dabiskā apstarojuma.

Kvarca veidi

Pastāv daudz kvarca un tam radniecīgu silīcija dioksīda minerālu paveidu. Caurspīdīgu, bezkrāsainu kvarcu sauc par kalnu kristālu. Ametists ir violets, citrīns — dzeltens vai zeltains, bet dūmkvarcs un morions — pelēks, brūngans vai gandrīz melns. Sastopams arī rozā kvarcs, prazems un mikrokristāliski silīcija dioksīda paveidi, piemēram, halcedons, ahāts, onikss un karneols. To atšķirības ir saistītas ar piemaisījumiem, kristālu uzbūvi un veidošanās apstākļiem.

Kur izmanto kvarcu?

Kvarca lietojuma jomas ir atkarīgas no tā tīrības, graudu izmēra, caurspīdīguma, karstumizturības un citām īpašībām. Galvenie virzieni ir:

1. Stikla rūpniecība. Kvarca smiltis un augstas tīrības silīcija dioksīds ir svarīga izejviela parastajam stiklam, kvarca stiklam, laboratorijas traukiem, optiskajām detaļām un izstrādājumiem, kas darbojas augstā temperatūrā.
2. Elektronika un pulksteņi. Pateicoties pjezoelektriskajām īpašībām, kvarca kristālus izmanto rezonatoros, frekvences ģeneratoros, kvarca pulksteņos, radiotehnikā un citā elektronikā. Šādiem uzdevumiem biežāk izmanto sintētiski audzētu kvarcu, jo tas nodrošina stabilus un kontrolējamus raksturlielumus.
3. Būvniecība. Kvarca smiltis izmanto par pildvielu un celtniecības maisījumu, betona, apmetumu, sauso maisījumu un dekoratīvo pārklājumu sastāvdaļu. Tās izmanto arī silikāta izstrādājumu, keramikas un dažu mākslīgā akmens veidu ražošanā.
4. Juvelierizstrādājumi un dekors. Kalnu kristālu, ametistu, citrīnu, dūmkvarcu, rozā kvarcu un citus paveidus izmanto rotaslietām, suvenīriem, interjera priekšmetiem un dekoratīviem ielaidumiem.
5. Keramika un ugunsizturīgie materiāli. Silīcija dioksīda materiālus izmanto keramikas masās, glazūrās, porcelānā, ugunsizturīgos izstrādājumos un veidnēs, kur svarīga ir karstumizturība un izejvielas minerālais sastāvs.
6. Optika un laboratorijas tehnika. Kvarca stiklu augstu vērtē caurspīdīguma plašā spektra diapazonā, ķīmiskās noturības un mazās termiskās izplešanās dēļ. No tā izgatavo kolbas, caurules, tīģeļus, lēcas un aparātu elementus.
7. Kosmētika un sadzīves ķīmija. Šajā jomā biežāk izmanto nevis lielus kvarca kristālus, bet smalkdispersu silīcija dioksīdu un minerālpulverus kā abrazīvu, pildvielu vai tekstūras sastāvdaļu. Kvarca kā akmens ārstnieciskās vai atjauninošās īpašības nevajadzētu uzskatīt par tehniski pierādītām materiāla īpašībām.
8. Zobārstniecība un medicīniskie materiāli. Silīcija dioksīdu un kvarca pildvielas izmanto zobārstniecības keramikā, kompozītos un atsevišķos tehniskos materiālos, kuros vajadzīga stiprība, stabilitāte un kontrolējama struktūra.

Kvarcs ir svarīgs arī lietuvju ražošanā, filtrējošos materiālos, abrazīvos un augsto tehnoloģiju nozarēs, kur vajadzīgs īpaši tīrs silīcija dioksīds. Apstrādājot kvarcu, kvarca smiltis un mākslīgo akmeni, jāņem vērā putekļi: smalkdispersi kristāliskā silīcija dioksīda putekļi ir bīstami elpceļiem.

Tādējādi kvarcs joprojām ir pieprasīts materiāls, jo apvieno pieejamību, cietību, karstumizturību, ķīmisko noturību, optiskās un pjezoelektriskās īpašības. To izmanto gan kā masveida būvniecības izejvielu, gan precīzajā elektronikā, optikā un specializētajā rūpniecībā.