Kvarts vs Smeltet Silika: Hva Er Forskjellene?

listen over begreper som brukes til å beskrive ulike silikabaserte materialer er forvirrende, lang og ofte misforstått; disse begrepene inkluderer smeltet silika, silika, kvartsglass, smeltet kvarts og quarts.

Bilde Kreditt: Mo-Sci Corp.

denne artikkelen vil utforske de unike egenskapene til smeltet silika og kvarts, samt noen relaterte materialer for å rydde opp forvirringen rundt disse vilkårene.

Kvarts vs Silika

En av de viktigste tingene å vite om smeltet silika og kvarts er at de begge primært består av silika, også kjent som silisiumdioksyd. Silika er hovedbestanddelen i de fleste typer glass og har kjemisk formel SiO2.

Mineral kvarts er den viktigste formen som silika finnes i naturen; mineralkvarts utgjør en merkbar brøkdel Av Jordskorpen og er et hardt, gjennomsiktig krystallinsk materiale. Foruten silika inneholder kvarts også naturlig forekommende urenheter i ulike proporsjoner som er avhengig av dens geologiske opprinnelse.

‘Silika’ refererer til en bestemt kjemisk forbindelse, silisiumdioksyd, med kjemisk formel SiO2. I mellomtiden er kvarts et naturlig forekommende krystallinsk mineral som hovedsakelig består av silika, men inneholder noen urenheter.

Krystallinske Og Amorfe Faste Stoffer

for å forstå forskjellene mellom forskjellige silikabaserte materialer, må det først være en forståelse av de grunnleggende forskjellene mellom amorfe faste stoffer og krystallinske faste stoffer.

måten atomene er ordnet inne i faste stoffer, er hvordan man definerer forskjellen. De konstituerende atomene er ordnet i vanlige, gjentatte mønstre kjent som krystallgitter i et krystallinsk fast stoff. Et eksempel på et krystallinsk silikabasert materiale er kvarts: oksygen og silisiumatomer er ordnet i en veldefinert bestilt struktur.

atomene i et amorft fast stoff har imidlertid ingen langtrekkende rekkefølge. I et amorft fast stoff ligner det tilsynelatende tilfeldige arrangementet av molekyler de av en væske, bortsett fra at de ikke beveger seg rundt og i stedet festes på plass.

Amorfe faste stoffer utgjør de fleste materialer som vi tenker på som «glass». Faktisk kan begrepet «glassaktig» brukes til å beskrive ethvert materiale med en amorf atomstruktur.

et materials egenskaper kan bli dypt påvirket basert på om dets atomer er orientert tilfeldig eller er ordnet på en ordnet måte. Glassovergangseffekten utstilt av amorfe faste stoffer er et av de mest slående eksemplene på dette.

Utover riket av silika eller andre oksid-baserte materialer, uordnede «glassaktig» metaller er ofte valgt for bruk på grunn av deres uvanlige mekaniske egenskaper i forhold til andre konvensjonelle metaller.

Kvarts Og andre silikabaserte materialer kan karakteriseres både når det gjelder om de er amorfe eller krystallinske, så vel som av deres kjemiske sammensetning.

Definere Silikabaserte Materialer

nå som grunnleggende er etablert, vil dette papiret utforske forskjellene mellom smeltet silika, kvarts og andre silikabaserte materialer.

Kvarts

Kvarts, som nevnt ovenfor, er den viktigste formen for silika som forekommer naturlig. Kvarts er et krystallinsk fast stoff, noe som betyr at det har svært forskjellige egenskaper fra glass mens det fortsatt ligner glass både når det gjelder kjemisk sminke og utseende.

det er begrensede industrielle anvendelser av kvarts (som betyr krystallinsk mineral). Imidlertid finnes kvartskrystalloscillatorer i elektroniske systemer, mest kjent i armbåndsur.

Industrielle kvarts programmer noen ganger bruker produsert «syntetisk kvarts». Dette materialet kanskje ville være mer nøyaktig beskrevet som krystallinsk silika, men er ofte bare kalt » kvarts.»

Smeltet Silika Og Smeltet Kvarts

ordet «smeltet» her refererer til et behandlingstrinn: smeltet silika er nominelt ren silika som er smeltet og avkjølt for å danne et glassaktig, amorft fast stoff.

Smeltet silika inneholder ingen tilsetningsstoffer, men ligner fortsatt andre briller på mange måter. Smeltet silika, som spesialmateriale, har flere høyytelsesapplikasjoner.

det er ofte utskiftbare bruk av begrepene «smeltet kvarts» og «smeltet silika». Imidlertid refererer» smeltet kvarts » mer spesifikt til et amorft fast stoff dannet ved å smelte naturlig forekommende kvarts. Dette betyr at mens smeltet silika er tilsynelatende ren SiO2, inneholder smeltet kvarts urenheter avhengig av hva kvarts ble brukt.

Silikaglass Og Kvartsglass

Begge begrepene brukes ofte på mer generiske måter og anses vanligvis utskiftbare. Disse begrepene kan både referere til smeltet kvarts eller smeltet silika.

Anvendelser Av Smeltet Silika

den amorfe strukturen av smeltet silika gir det flere svært ønskelige og distinkte elektriske, mekaniske og termiske egenskaper mens de fortsatt er kjemisk lik kvarts.

det er vanlig at briller inneholder tilsetningsstoffer som alkalisk Jord, alkali eller andre oksider for å forbedre fysiske og kjemiske egenskaper og for å senke glassbehandlingstemperaturen. Dette resulterer i at den har høyere arbeidstemperaturer samtidig som den tilbyr forskjellige egenskaper fra andre briller.

Smeltet silika utvider ikke eller trekker seg sammen mye ved oppvarming eller avkjøling fordi den har en svært lav termisk ekspansjonskoeffisient. Dette betyr at smeltet silika tåler svært rask oppvarming eller kjøling uten sprekker og er svært motstandsdyktig mot termisk sjokk.

de termiske egenskapene til smeltet silika gjør det svært verdifullt for industrielle komponenter med høy temperatur som glassproduksjon, båter for stålproduksjon, skuffer og digler.

det er et meget bredt spekter av lys der smeltet silika er gjennomsiktig, som strekker seg mellom langt infrarød til dyp ultrafiolett. Dette gjør fused til en nøkkelkomponent i en rekke linser, speil og ANNEN UV – eller IR-overførende optikk, samt i optiske fibre.

Smeltet silika er motstandsdyktig mot de fleste syrer (unntatt flussyre) og er også ekstremt kjemisk inert. Å være kjemisk inert gir smeltet silika til biomedisinske applikasjoner, ofte i form av porøs silika.

kombinasjonen av styrke, gjennomsiktighet og termisk stabilitet gjør smeltet silika til en sterk kandidat for å utvikle nye applikasjoner, inkludert etsede mikrobølgekretser, fotolitografisubstrater og som et beskyttende lag i halvlederinnretninger.

1. Glassaktig metall satt til rival steel: Nature News. https://www.nature.com/news/2011/110109/full/news.2011.4.html.
2. Vert, T. Valg Av Ildfast Materiale for Stålproduksjon. (John Wiley & Sønner, 2016).
3. Khalaf, Al, Shabaneh, Aa & Yaacob, Mh Karbon Nanorør Og Graphene Oksid Applikasjoner I Optokjemiske Sensorer. I Syntese, Teknologi Og Anvendelser Av Karbon Nanomaterialer 223-246 (Elsevier, 2019). doi: 10.1016 / B978-0-12-815757-2.00010-3.
4. Wang, S., Zhou, C., Zhang, Y. & Ru, H. Deep-etset høy tetthet smeltet silika overføring gitter med høy effektivitet ved en bølgelengde på 1550 nm. Appl. Velge. 45, 2567 (2006).

Denne informasjonen er hentet, gjennomgått Og tilpasset fra materialer levert Av Mo-Sci Corp.

For Mer informasjon Om denne kilden, vennligst besøk Mo-Sci Corp.

Sitater