Quartzo vs. Sílica Fundida: quais são as diferenças?

lista de termos usados para descrever os diversos à base de sílica materiais é confusa, longa e muitas vezes incompreendido; estes termos incluem sílica fundida, sílica, quartzo, vidro, fundidos de quartzo e ml.

Crédito Da Imagem: Mo-Sci Corp.

este artigo explorará as propriedades únicas da sílica fundida e do quartzo, bem como alguns materiais relacionados para esclarecer a confusão em torno desses Termos.

Quartzo versus Sílica

Uma das coisas mais importantes a saber sobre sílica fundida e quartzo é que ambos consistem principalmente de sílica, também conhecido como dióxido de silício. A sílica é o principal constituinte da maioria dos tipos de vidro e tem a fórmula química SiO2.

o quartzo Mineral é a principal forma em que a sílica é encontrada na natureza; o quartzo mineral constitui uma fração apreciável da crosta terrestre e é um material cristalino duro e transparente. Além da sílica, o quartzo também contém impurezas que ocorrem naturalmente em várias proporções que dependem de sua origem geológica.

‘Sílica’ refere – se a um composto químico específico, dióxido de silício, com a fórmula química SiO2. Enquanto isso, o quartzo é um mineral cristalino de ocorrência natural que consiste principalmente em sílica, mas contém algumas impurezas.

sólidos cristalinos e amorfos

para entender as diferenças entre diferentes materiais à base de sílica, primeiro precisa haver uma compreensão das diferenças fundamentais entre sólidos amorfos e sólidos cristalinos.

a maneira como os átomos estão dispostos dentro dos sólidos é como definir a diferença. Os átomos constituintes são dispostos em padrões regulares e repetidos conhecidos como redes de cristal em um sólido cristalino. Um exemplo de um material à base de sílica cristalina é o quartzo: os átomos de oxigênio e silício estão dispostos em uma estrutura ordenada bem definida.

os átomos em um sólido amorfo, no entanto, não têm ordem de longo alcance. Em um sólido amorfo, o arranjo aparentemente aleatório de moléculas se assemelha ao de um líquido, exceto que eles não se movem e são fixados no lugar.

sólidos amorfos compõem a maioria dos materiais que pensamos como “vidro”. De fato, o termo “vítreo” pode ser usado para descrever qualquer material com uma estrutura atômica amorfa.

as características de um material podem ser profundamente influenciadas com base no fato de seus átomos serem orientados aleatoriamente ou dispostos de maneira ordenada. O efeito de transição vítrea exibido por sólidos amorfos é um dos exemplos mais marcantes disso.Além do reino da sílica ou de outros materiais à base de óxido, os metais “vítreos” desordenados são frequentemente escolhidos para uso devido às suas características mecânicas incomuns quando comparados a outros metais convencionais.

o quartzo e outros materiais à base de sílica podem ser caracterizados tanto em termos de serem amorfos ou cristalinos, quanto por sua composição química.

definindo materiais À Base de Sílica

agora que os fundamentos foram estabelecidos, este artigo explorará as diferenças entre sílica fundida, quartzo e outros materiais à base de sílica.

Quartz

Quartz, como mencionado acima, é a principal forma de sílica que ocorre naturalmente. O quartzo é um sólido cristalino, o que significa que tem propriedades muito distintas do vidro, enquanto ainda se assemelha ao vidro, tanto em termos de composição química quanto de aparência.

existem aplicações industriais limitadas de quartzo (ou seja, o mineral cristalino). No entanto, os osciladores de cristal de quartzo são encontrados em sistemas eletrônicos, mais familiarmente em relógios de pulso.

as aplicações industriais de quartzo às vezes usam “quartzo sintético” fabricado. Este material talvez seria descrito com mais precisão como sílica cristalina, mas muitas vezes é simplesmente chamado de “quartzo.”

sílica fundida e quartzo fundido

a palavra “fundido” aqui se refere a uma etapa de processamento: A sílica fundida é sílica nominalmente pura que foi derretida e resfriada para formar um sólido vítreo e amorfo.

a sílica fundida não contém aditivos, embora ainda se assemelhe a outros copos de várias maneiras. A sílica fundida, como material especializado, possui várias aplicações de alto desempenho.

muitas vezes há uso intercambiável dos Termos “quartzo fundido” e “sílica fundida”. No entanto,” quartzo fundido ” refere-se mais especificamente a um sólido amorfo formado pela fusão de quartzo de ocorrência natural. Isso significa que, embora a sílica fundida seja ostensivamente pura SiO2, o quartzo fundido contém impurezas dependentes do quartzo usado.

Vidro de sílica e Vidro De Quartzo

ambos os termos são freqüentemente usados de maneiras mais genéricas e geralmente são considerados intercambiáveis. Esses termos podem se referir a quartzo fundido ou sílica fundida.

aplicações de Sílica Fundida

a estrutura amorfa da sílica fundida confere-lhe várias propriedades elétricas, mecânicas e térmicas altamente desejáveis e distintas, embora ainda seja quimicamente semelhante ao quartzo.

é comum que os vidros contenham aditivos como alcalino-terrosos, álcalis ou outros óxidos para melhorar as propriedades físicas e químicas e diminuir a temperatura de processamento (fusão) do vidro; no entanto, a sílica fundida é muito pura. Isso resulta em temperaturas de trabalho mais altas, oferecendo características diferentes de outros óculos.

a sílica fundida não se expande ou contrai muito quando aquecida ou resfriada porque tem um coeficiente de expansão térmica muito baixo. Isso significa que a sílica fundida pode suportar aquecimento ou resfriamento muito rápido sem rachaduras e é altamente resistente a choques térmicos.

as características térmicas da sílica fundida tornam-na altamente valiosa para componentes industriais de alta temperatura, como fabricação de vidro, barcos para siderurgia, bandejas e cadinhos.

existe um espectro muito amplo de luz em que a sílica fundida é transparente, estendendo-se entre o infravermelho distante e o ultravioleta profundo. Isso torna o fundido um componente-chave em uma variedade de lentes, espelhos e outras ópticas transmissoras de UV ou IR, bem como em fibras ópticas.

a sílica fundida é resistente à maioria dos ácidos (excluindo o ácido fluorídrico) e também é extremamente quimicamente inerte. Ser quimicamente inerte empresta sílica fundida a aplicações biomédicas, muitas vezes na forma de sílica porosa.

a combinação de resistência, transparência e estabilidade térmica torna a sílica fundida um forte candidato ao desenvolvimento de novas aplicações, incluindo circuitos de microondas gravados, substratos de fotolitografia e como camada protetora em dispositivos semicondutores.

1. Conjunto De Metal vítreo para rival steel: Nature News. https://www.nature.com/news/2011/110109/full/news.2011.4.html.
2. Vert, T. seleção de materiais refratários para siderurgia. (John Wiley & Filhos, 2016).
3. Khalaf, A. L., Shabaneh, A. A. A. & Yaacob, M. H. Nanotubos De Carbono e aplicações de óxido de grafeno em sensores Optoquímicos. em síntese, tecnologia e aplicações de nanomateriais de carbono 223-246 (Elsevier, 2019). doi:10.1016/B978-0-12-815757-2.00010-3.
4. Wang, S., Zhou, C., Zhang, Y. & Ru, h. grades de transmissão de Sílica Fundida De Alta densidade com alta eficiência em um comprimento de onda de 1550 nm. Appl. Optar. 45, 2567 (2006).

esta informação foi obtida, revisada e adaptada de materiais fornecidos pela Mo-Sci Corp.

para obter mais informações sobre esta fonte, visite Mo-Sci Corp.

citações