石英-石英玻璃-水晶之间的区别 KGL
水晶和玻璃的区别
水晶和玻璃的区别可以用放大镜观察工艺品,在玻璃内部,经常有因熔融不均匀而产生的漩涡状或弧形弯曲状的线纹,水晶中则绝对没有。
此外,玻璃中常有很多气泡,水晶中则很少。
水晶和玻璃区别详细介绍1、首先是材质不同水晶是二氧化硅的结晶体,而玻璃只是含有二氧化硅的熔融状态混合物。
2、功效不同玻璃只有装饰作用,而水晶除装饰作用外,还有压电效应,有特殊的保健作用。
3、价格不同水晶的单价要比玻璃高出几倍甚至几十倍。
4、物理性质不同(1)水晶是结晶体,具有较高的硬度(莫氏7级),而玻璃的硬度较低,(莫氏5.5级),水晶可以在玻璃上划出痕迹,反之则不能.(2)水晶是结晶体,导热性能较好,用舌尖舔触有冰凉的感觉.而玻璃则显得温暖.(3)用偏光镜区别,水晶能透光,而玻璃则不能.我们可以依据水晶和玻璃所具有的不同物理性质方便地将它们区分开来.5、加工工艺不同玻璃可以热铸成型,省料省工成本低.水晶是结晶体,加热融化后不能逆转,所以不能用热铸成型法,只能用切磨等冷加工法.费料费工,成本高. 水晶硬度高,不易磨损.玻璃硬度低,容易擦毛. 水晶稳定性好,长久使用不会变色.而玻璃则容易翻黄。
如何鉴别天然水晶1.将欲鉴别的工艺品擦净或洗净,待干燥后,用舌尖舐触工艺品,如有冰凉感,则是水晶制品,如有温感,则是玻璃品。
试验时,尽量不要用手拿样品或将样品放在热源(阳光下,火炉边)附近,以免样品温度升高而发生错误。
2.用放大镜观察工艺品,在玻璃内部,经常有因熔融不均匀而产生的漩涡状或弧形弯曲状的线纹,水晶中则绝对没有。
此外,玻璃中常有很多气泡,水晶中则很少。
3.对于水晶球,可将它放在报纸上,从水晶球顶端看下面的报纸,如是真水晶,则报纸上的字迹会出现双影。
如为玻璃制品(包括水晶玻璃),则报纸上的字迹永远只有一个影像。
为准确无误,可在报纸上略滚动球体再观察。
4.对于水晶眼镜,可在偏光仪中检查。
将偏光仪调至正交位,此时视野全黑,然后将水晶眼镜片放在上、下两个偏光镜之间,镜片与偏光镜不要严格平行,可略倾斜使镜片与偏光镜有一个交角,然后转动眼镜片。
水晶
AB级 AB级:有大块的云雾内 含物,有小冰裂痕,表 面有细小划痕
B级:整颗水晶 中一半以上都是 云雾和内含物, 大块的冰裂痕, 表面有较小裂痕
C级:最低一级,整体 呈云雾状,冰裂痕迹很 明显,表面也有明显裂 痕,似乎随时会碎
水晶的鉴别
触摸 天然水晶温度通常要比人造水晶的 要凉的多 眼看 天然水晶通常有棉絮状的包裹体, 人造水晶没有 颜色 对于单色水晶,要观察它的二色性 最顶级的紫水晶、黄水晶也是有色 差的 (通过这个方法可以鉴别水晶是否 加色) 备注:水晶的鉴别
星光粉晶
传统粉晶 冰种粉晶
芙蓉粉晶
乳白水晶:色泽温和
发晶:包含了不同种类针状 矿石内包物的天然水晶 内部的矿物质有氧化钛、金 红石、黑色电气石(黑碧玺 )或者是阳起石 不同矿物质的发晶有不同的 颜色发晶 钛(金发)晶、红发晶、银 (白)发晶、黄发晶 黑发晶 绿发晶
黑发晶
钛晶
黄发晶
绿发晶
白发晶
水晶的产地
紫晶主要产于巴西、乌拉圭和俄罗 斯 彩色石英的主要产地马达加斯加、 美国、缅甸等 中国水晶产地在东海、海南、广州、 新疆等地 江苏东海的水晶产量占全国的二分 之一,素有“水晶之乡”的美称, 有世界最大的水晶交易市场
备注:水晶的产地
墨西哥水晶洞 也叫奈卡水晶 洞,是世界上 最大的地下水 晶洞穴
水晶
水晶的来源、产地 水晶的分类 水晶的基本性质 水晶的分级 水晶的鉴别 水晶与历史 水晶的发展现状及趋势 水晶的市场价值 其他 水晶的故事
水晶的来源
在自然界中石英是最常见、最主要 的造岩矿物之一,有多种结晶形态。 单晶、透明、结晶较好的石英称为 水晶。 由于它晶莹剔透、纯洁,自古以来 就深受人们的喜爱。
玻璃艺术品
水晶的简介
水晶的简介水晶(crystal)是一种无色透明的大型石英结晶体矿物,它的主要化学成份是二氧化硅,即石英石。
化学式为SiO2,水晶呈无色、紫色、黄色、绿色及烟色等。
玻璃光泽,透明至半透明,多为块状体,硬度7,性脆,无解理,水晶密度:2.56-2.66克/立方厘米,水晶折射率:1.544-1.553,几乎不超出此范围,水晶色散:0.013,水晶熔点为1713℃。
各种水晶含有不同的微量金属,使各种水晶拥有其独特的颜色,紫水晶含少量的金沙石,粉水晶含少量钛。
水晶一般分高温石英及低温石英。
他们的温度在550-600之间。
而573以上的被称之为高温的了,我们常见的水晶就是属于低温形的。
水晶的主要成分就是二氧化硅,而硅也是占地球地壳组成成份约65%以上的最主要矿物;水晶的硬度介于玻璃和钻石之间。
还含有各种微量的金属。
所以会造就各种不同颜色的水晶;而水晶也会广泛的和自然界中的各种矿物共同在一起。
如云母、长石、方解石、金红石、花岗岩等等。
我们通常见到的一些透明体,既包含无色透明的玻璃(K9类,普通玻璃发蓝),也包含天然的水晶矿石。
因此,为了便于区分,国际上通常以Rockcrystal来特指天然水晶,别名晶石、水晶石、水玉。
当二氧化硅结晶完美时就是水晶;二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙;二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石;二氧化硅晶粒小于几微米时,就组成玉髓、燧石、次生石英岩。
发育良好的石英单晶为六方锥体,所以通常为块状或粒状集合体,纯净透明的石英晶称水晶,一般为白,灰白,乳白色,含杂质时呈现紫、红、烟、茶等色,晶面玻璃光泽,断口或集合体,油脂光泽,无劈开断口,贝壳状,硬度7,比重2.65。
水晶的生长环境,多是在地底下、岩洞中。
几年万年前,地球的岩浆从地心向地表活动,其中含有二氧化硅的岩浆钻入泥土,岩石中的空穴,慢慢结晶成为今日之水晶。
水晶有很大的工业价值和装饰作用,不同颜色的水晶有着不同的意义,在选水晶时要注意它和玻璃的区别。
玻璃跟水晶的区别
玻璃跟⽔晶的区别 玻璃和⽔晶两者因为共同的特点,同样晶莹剔透,受到⼈们喜爱。
两者有什么区别呢?下⾯就跟着店铺⼀起来看看吧。
玻璃和⽔晶的区别 普通玻璃的成份是⼆氧化硅(SiO2);⽔晶即⾼铅玻璃,或称为铅晶质玻璃,即在普通玻璃中加⼊24%的氧化铅PbO。
氧化铅PbO的含量国际标准为24%,这时的⽔晶物⾥化学性能最好,与普通玻璃相⽐,主要是反映在⽐重⼤(⼿感沉重),折射率⼤(能透射出光谱的五彩六⾊),硬度⾼(耐磨)。
24%氧化铅PbO的铅玻璃通过提炼,除杂质,⼿⼯吹制,打磨抛光,精细雕刻,可以制成⾼档优质铅玻璃艺术品。
光线通过雕刻的刻⾯可以折射出五彩六⾊。
24%PbO:优质⾼铅玻璃的标⽰。
通常,⾮品牌⽔晶产品达不到该标准,只有10%以下,或者⼲脆不含有氧化铅PbO,假称⽔晶,象⼀些⽆名⼩作坊的产品⼀样。
如何辨别玻璃和⽔晶 只有国际⼤品牌⼤⼯⼚的产品才有质量技术保证,即看品牌,认品牌。
除此以外,⽤普通办法区别: (1)听声⾳。
⽤⼿弹击器⽫时所听到的声⾳会不同,⽔晶制品的声⾳清脆,有如⾦属般撞击后会有余⾳缭绕的感觉,⽽玻璃制品的声⾳则闷重、⽆回⾳。
(2)掂重量。
同样⼤⼩的两件物品,⽔晶制品要⽐玻璃的重,玻璃的要轻。
(3)看折光度。
在同⼀光线下⽔晶制品折光率要⾼于玻璃的,能透射出七彩虹光,玻璃制品不出彩⾊光。
(4)⽐硬度。
⽔晶⽐玻璃的硬度要⼤,因此⽤⽔晶去划玻璃的表⾯时会留下⼀道痕迹,⽽⽤玻璃划⽔晶时则⽆此痕迹出现。
⽔晶与玻璃的区别 颜⾊ ⽔晶⾊⽩⽽多明亮耀眼;玻璃于⽩⾊之中⽽微泛青⾊、黄⾊,且感明亮不⾜。
硬度 ⽔晶硬度为7,⽽玻璃为5.5左右。
如⽤天然⽔晶晶体的新鲜棱⾓去刻划,可以划破的是玻璃。
杂质 ⽔晶为天然⽔晶,体内常有绵纹(微裂)等不均、不完美现象;⽽玻璃为⼈⼯熔炼结果,体内常均⼀⽽⽆绵纹,但⽤10倍放⼤镜仔细察看,常可发现微⼩的⽓泡。
温度 ⽔晶是晶体,传热快,⽽玻璃则是⾮晶体,传热慢,佩带⼀⼩会⽔晶后会发现,⽔晶与体温同步,⽽玻璃则会有温感。
石英晶体应用和种类
石英晶体应用和种类石英晶體應用和種類石英元件應用:石英元件應用的產業相當廣泛,包括資訊、通訊及消費性電子產業,但國內石英廠商主要應用的產業在無線電話、行動電話、衛星定位接收器、網路通訊週邊卡、PC、NB及ADSL上。
石英水晶特性:水晶Rock Crystal Quartz的最主要元素是SiO2(二氧化矽),就是Quartz:石英:。
我們常把透明的石英稱為水晶,其實他們是相同元素的。
物理特性:1. 晶系:屬六方晶系。
2. 摩式硬度:7。
3. 比重:2.65。
4. 折光率:1.54-1.55。
5. 解理/斷口:斷口貝殼狀。
6. 溫度係數:-100C~600C 小於10 PPM之變化。
7. 生長溫度:在550,600?間,在550-573?之間生成的屬於低溫石英,573-600之間生成的屬於高溫石英。
8. 雙折射率:0.0009具玻璃光澤:玻璃則無雙折射率:。
9. 各種水晶含有不同的微量金屬,使各種水晶擁有其獨特的顏色,紫水晶含少量鐵、黃水晶含少量金砂石、粉水晶含少量鈦。
10. 產狀:呈脈狀、塊狀、砂狀,常見於偉晶花崗岩、石英脈或礦脈的脈石,為酸性火成岩之主要成分,水成岩中砂岩幾全部為石英組成,亦常見於變質岩、沉積岩中。
11. 具壓電效應:可外加電壓在晶片兩側來產生電場,使晶體本身產生變形,由於晶體的切割面受到機械應力的作用,晶體兩側會產生電位差12. 聚焦折射:水晶有聚焦功能,也可把光線折射,通過水晶這特點可造出击透鏡、凹透鏡等。
13. 儲存資料:當有訊息通過水晶,這些資訊會被水晶記下,近代所製造出的光譜儀的鏡片、稜鏡等。
傳遞訊息壓電下的水晶會帶正、負不同電荷,電腦記億體裡的晶片正是有此功能。
14. 傳遞訊息:因為水晶振盪的頻率隱定,用來傳遞訊號誤差很少。
由於水晶晶片的振盪極精準,且極有規律,除了可用來作電子錶的時間控制外,還可以執行電算機的精密計算,更可用來作電腦與電腦間鉅大訊息的傳輸。
化學特性:1. 化學成分:SiO22. 化學分類:矽酸鹽3. 化學性質:可溶於氫氟酸,但不溶於其他的酸類中4. 能源轉換:水晶可把不同的能源轉換成其他能源,例如把電能轉成光能、熱能、聲能、磁能,又可把這些能源轉成電能。
水晶和玻璃的区别
水晶和玻璃的区别水晶是一种颇为人们喜爱的宝石,在古代,称之为“水精”,即水的精华,此上还称之为“水玉”、“白附”、“玉晶”、“千年冰”、“菩萨石”、“放光石”等。
古希腊著名哲学家亚里斯多德也认为,水晶是由冰逐渐演变而成。
其实,水晶是二氧化硅(SiO2)的晶体,与水或冰没有内在联系。
它通常为无色透明,但含铁族元素时可具有不同的颜色,如紫争、黄色、烟灰色等。
当水晶中含有沿一定方向排列的纤维或针状矿物时,就可加工成“水晶猎眼”或“星光水晶”或“发晶”,若含有水的包裹体时,即可能成为“水胆水晶”。
水晶和玻璃的外观十分相似,但却是两种完全不同的物质。
其主要区别有以下五个方面:一。
材质不同水晶是二氧化硅的结晶体,而玻璃只是含有二氧化硅的熔融状态混合物。
二。
功效不同玻璃只有装饰作用,而水晶除装饰作用外,还有压电效应,有特殊的保健作用。
三。
价格不同水晶的单价要比玻璃高出几倍甚至几十倍。
四。
物理性质不同1。
水晶是结晶体,具有较高的硬度(莫氏7级),而玻璃的硬度较低,(莫氏5.5级),水晶可以在玻璃上划出痕迹,反之则不能。
2。
水晶是结晶体,导热性能较好,用舌尖舔触有冰凉的感觉。
而玻璃则显得温暖。
3。
用偏光镜区别,水晶能透光,而玻璃则不能。
我们可以依据水晶和玻璃所具有的不同物理性质方便地将它们区分开来。
五。
加工工艺不同玻璃可以热铸成型,省料省工成本低。
水晶是结晶体,加热融化后不能逆转,所以不能用热铸成型法,只能用切磨等冷加工法。
费料费工,成本高。
水晶硬度高,不易磨损。
玻璃硬度低,容易擦毛。
水晶稳定性好,长久使用不会变色。
而玻璃则容易翻黄。
水晶与十二生肖∙∙水晶与十二生肖水晶与肖鼠性格坦率,并很诚实,但因太友好的举动往往使人感到很拘谨。
为人开朗,快乐和擅长交际,对朋友关心,同时你亦是一位用情专一,感情纯真很少有邪恶的完美情人。
幸运水晶:紫水晶、绿幽灵、琥珀。
幸运颜色:金色、白色、粉红色、紫色。
水晶与肖牛性格自我、固执、偏见、聪明、灵巧、有条不紊、传统观念极重的人。
石英
1.1 二氧化硅的种类二氧化硅也称硅质原料,不仅包括天然矿物,也包括各种合成产品,其产品可分为结晶态和无定形态两类。
二氧化硅天然矿物通常包括结晶态二氧化硅矿物石英砂、脉石英、粉石英和无定形硅矿物硅藻土。
合成产品主要是白炭黑(无定形二氧化硅),包括气相白炭黑(气相二氧化硅)、沉淀白炭黑(沉淀二氧化硅)。
石英是二氧化硅天然矿物的主要矿物组分,化学成分为SiO2,玻璃光泽,断口呈油脂光泽。
贝壳状断口,莫氏硬度7,密度2.65~2.66 。
颜色不一,无色透明的叫水晶,乳白色的叫乳石英。
按其结晶习性分,三方晶系的为低温石英,又叫-石英;六方晶系的为高温石英,又称-石英。
石英砂是一个矿产品的专门名词,它泛指石英成分占绝对优势的各种砂,诸如海砂、河砂、湖砂等。
地质学按成因将它们划分为冲积砂、洪积砂、残积砂等。
石英砂的矿物含量变化很大,以石英为主,其次包含各类长石、岩屑、重矿石(石榴子石、电气石、辉石、角闪石、榍石、黄玉、绿帘石、钛铁矿等)以及云母、绿泥石、黏土矿物等。
石英砂岩,是一种固结的砂质岩石,常简称为砂岩,是自然界最常见、最普通的硅质矿物原料之一,其石英和硅质碎屑含量一般在95%以上,副矿物多为长石、云母和黏土矿物,重矿物含量很少。
常见的重矿物有电气石、金红石、磁铁矿等。
石英岩是由石英砂岩或其他硅质岩石经过变质作用而形成的变质岩。
脉石英是与花岗岩有关的岩浆热液矿脉,其矿物组成几乎全部为石英。
粉石英是一种颗粒极细、二氧化硅含量很高的天然石英矿。
粉石英这一词过去叫法很多,它既包括天然的粉石英,同时也包括了由硅质矿物原料(石英岩、脉石英)加工而成的石英细粉。
硅砂是以石英为主要成分的砂矿飞总称。
以天然颗粒状态从地表或地层中产出的硅砂,以及石英岩、石英砂岩风化后呈粒状产出的砂矿称为“天然硅砂”(或简称“硅砂”)。
与此对应,将块状石英岩、石英砂岩粉碎成粒状则称“人造硅砂”。
1.2 二氧化硅的性质1.2.1 性质二氧化硅在自然界分布很广,如石英、石英砂等。
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酸盐类占 80%以上,以游离硅氧 SiO2形式分布的硅也占重要地位,而且稳定性非常 好,是自然界最常见、最主要的造岩矿物,也是珠宝界应用数量和范围很大的一类 宝玉石,以 SiO2为主要成分的宝玉石更是种类繁多,特征各异。按 SiO2结晶程度 可划分为显晶质的单晶石英,多晶石英岩玉,隐晶质的玉髓、玛瑙、澳玉、碧玉、
维状包体时,其弧面形宝石表面可显示猫眼效应,一般石英猫眼弧面较高,纤维状
包体清晰可见。 星光水晶:当水晶中含有两组以上定向排列的针状、纤维状包体时,其弧面形宝 石表面可显示星光效应,一般为六射星光,也可有四射星光。 2.多晶 SiO2质玉石组成矿物主要为细粒石英的玉石,可含少量云母类矿物及赤 铁矿、针铁矿等。放大检查时石英为典型粒状结构,粒度一般为 0.01-0.6mm.集合 体呈块状,•微透明至半透明,密度与单晶石英相近,为 2.64-2.71g/cm攩 3 搅之
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【专业知识】如何区分水晶、玻璃和石英石
【学员问题】如何区分水晶、玻璃和石英石? 【解答】水晶最 60%成份是「二氧化矽」(sio2),水晶的颜色是由于除了二氧化 矽外,还含有各种不同微量的金属所造成的。在天然环境里头,水晶多数会与矿物 方解石、黄铁矿、辉铁矿、各种颜色的云母片、碧茜、花岗岩、金红石等「共 生」,而形成了一些疑幻似真的景像,即所谓「异像水晶」,增加了收藏水晶的乐趣 和价值。 水晶多数是在地底生长,生长的过程需要大量含有饱和的二氧化矽的地下水源, 温度在 550-600℃之间,并需要比大气压力大二倍至三倍的压力,经过了漫长的岁 月,便变成了六角柱形(hexagonalsystem)的水晶。 石英是一种受热或压力就容易变成液体状的矿物。也是相当常见的造岩矿物,在 三大类岩石中皆有之。因为它在火成岩中结晶最晚,所以通常缺少完整晶面,多半
石英和水晶
石英和水晶
石英的主要成分是SiO2,可用来制造石英玻璃。
石英晶体中有时含有其他元素的化合物,它们以溶解状态存在于石英中,呈各种颜色。
此外,由于SiO2的结构不同也会使石英产生不同颜色。
纯净的SiO2晶体叫做水晶,它是六方柱状的透明晶体,是较贵重的宝石。
江苏省东海县素有“水晶之乡”之称。
1958年在该县发现我国最大的“水晶王”,质量达3.5t。
1983年1月又在该县南溜村2m深的地下挖出一块质量为3t高为1.4m的水晶,同时出土的还有一块质量为400kg的水晶体。
法国科学家皮埃尔·居里(PierreGurie)发现水晶在受压时能产生一定的电场,这种现象被称为“压电效应”。
后来这种“压电效应”被应用在电子工业上。
石英薄片在高频率电场作用下,能作间歇性的伸张和收缩,其频率和施加的电场的频率相同。
石英的这种伸缩又引起了周围介质产生类似声波。
由于水晶和石英具有这种性质,因此被广泛应用在钟表工业和超声技术上。
第一章石英玻璃
石英玻璃是由纯净的天然水晶、石英石(包括脉 石英、石英砂)或人工合成原料经熔化而制得。 自然界中的石英,从地壳表面往下十六公里,几 乎有65%,普通形状为细小的无规则颗粒。
水晶是无色透明结晶完整的石英,是β -石英的 变体。
一、结构:
1. 非晶态SiO2呈四面体排列,其基本结构特征都为 [SiO4]4-排列。 三个基本的原子间距分别为:Si-O 1.62Å ,O-O 2.65Å ,Si-Si 3.12Å ;Si-O-Si键角分布中最大值为 1440±10%。
2. 晶态与非晶态SiO2的异同:
a. 同:石英、方石英、鳞石英和石英玻璃中[SiO4]4-四面 体几乎总是以顶角相连。 异:在纤维状的晶态SiO2变体中[SiO4]4-以共棱相连; 在高压晶相石英中[SiO4]4-以八面体[SiO6]8-出现。 b. 同:石英玻璃与方石英最为相似,SiO2方石英 SiO2玻璃, 熔融熵仅为1cal/mol。 异:晶态:排列有序;非晶态:近程有序,远程无序。 c. 紫外光电子能谱和电子能量损耗谱(ELS)表明:晶态 与非晶态SiO2光吸收和反射数据,其电子跃迁均在四面 体内部进行。
乳白石英玻璃 石英坩埚
不透明石英玻璃 石英陶瓷
思考题:
1. 晶态SiO2与非晶态SiO2的类同和差异?
2. (OH-)和杂质对石英玻璃的粘度、机械强度、电 学性质、光学性质有何影响?
3. 石英玻璃能否钢化?为什么?
P抗张~60MPa;P抗弯~110MPa;P抗压~640MPa ;
维氏硬度:700Kp/mm2;莫氏硬度:6级;泊松比:0.17
石英玻璃的杨氏模量曲线
石英玻璃的断裂模量曲线
5. 光学性质:
a. 石英玻璃在紫外(吸收限低于160nm)到近红外区域内有较 高的透过率;Si-O振动的谐振波长为4.45μ m(4450nm), 截止长波透射; 若有(OH-)存在,则波长在2.73 μ m (2730nm)和 1.38 μ m (1380nm)处有吸收带;(OH-)与Si-O振动相 互作用的吸收带为2.22 μ m(2220nm)。
石英与玻璃的区别
石英玻璃是二氧化硅单一组分的玻璃。
这种玻璃硬度大可达莫氏七级,具有耐高温、膨胀系数低、耐热震性、化学稳定性和电绝缘性能良好,并能透过紫外线和红外线。
除氢氟酸、热磷酸外,对一般酸有较好的耐酸性。
石英玻璃具有一系列优良的物理、化学性能,如:1、耐高温: 石英玻璃的软化点温度约1730℃,可在1100℃下长时间使用,短时间最高使用温度可达1450℃,2、耐腐蚀: 除氢氟酸外,石英玻璃几乎不与其他酸类物质发生化学反应,其耐酸能力是陶瓷的30倍,不锈钢的150倍,尤其是在高温下的化学稳定性,是其他任何工程材料都无法比拟的。
3、热稳定性好: 石英玻璃的热膨胀系数极小,能承受剧烈的温度变化,将石英玻璃加热至1100℃左右,放入常温水中也不会炸裂。
4、透光性能好: 石英玻璃在紫外线到红外线的整个光谱波段都有较好的透光性能,可见光透过率在93%以上,特别是在紫外光谱区,最大透过率可达80以上。
5、电绝缘性能好: 石英玻璃的电阻值相当于普通玻璃的一万倍,是极好的电绝缘材料,即使在高温下也具有良好的电性能。
石英玻璃由于具有上述优良的理化性能,因此被广泛的应用于电光源、半导体、光通信、军工、冶金、建材、化学、机械、电力、环保等各个领域。
按透明度分为透明和不透明两大类。
按纯度分为高纯、普通和掺杂三类。
用水晶,硅石,硅化物为原料,经高温熔化或化学气相沉积而成。
熔制方法有电熔法、气炼法等。
石英玻璃的形成是由于其熔体高温黏度很高引起的结果。
用于制作半导体、电光源器、半导通信装置、激光器,光学仪器,实验室仪器、电学设备、医疗设备和耐高温耐腐蚀的化学仪器、化工、电子、冶金、建材以及国防等工业,应用十分广泛。
随着半导体技术的发展,石英玻璃被广泛的用于半导体生产的各项工序中。
比如,直拉法把多晶转化成单晶硅;清洗时用的清洗槽;扩散时用的扩散管、刻槽舟;离子注入时用的钟罩等等。
石英玻璃是一种只含二氧化硅单一成份的特种玻璃。
由于种类、工艺、原料的不同,国外常常叫做硅酸玻璃、石英玻璃、熔融石英、熔凝石英、合成熔融石英,以及没有明确概念的透明、半透明、不透明石英等。
石英玻璃
石英玻璃的膨胀系数曲线
c. 比热和导热系数:
石英玻璃的比热和导热系数随温度的升高而增大。 石英玻璃不同温度的比热 石英玻璃的导热系数λ 温度(℃)平均比热 温度(℃) 导热系数 100 0.185 透明石英玻璃 不透明石英玻璃 200 0.200 20 0.00331 0.00297 400 0.233 200 0.00394 0.00386 600 0.254 400 0.00447 0.00453 800 0.260 600 0.00484 0.00503 1000 0.264 800 0.00514 0.00534 1200 0.270 1000 0.00547 0.00550 1200 0.00581 0.00569
4.机械性质
石英玻璃由单组元硅氧四面体组成网络骨架,硅氧键键强 很大,结构紧密,机械强度很高,为普通玻璃的2~3倍;网络 中没有间隙离子填充,故密度小。 原料纯度(杂质)、种类、产品气泡、羟基(OH -)含 量、熔化不均匀等影响强度。 透明石英玻璃密度:D=2.20~2.21g/cm3; 不透明石英玻璃密度:D′=2.02~2.18g/cm3;
b. 石英玻璃受到Χ射线和γ射线时,产生如下吸收峰: 2150 Å 吸收峰:由石英玻璃本质造成的; 2950 Å 吸收峰:由金属杂质铝(Al)、锗(Ge)引起的; 5500 Å 吸收峰:由缺氧造成的; 电熔透明石英玻璃用Co60照射易变黑。
三、制备方法
1. 电熔法:石英原料在真空(5×10-2mmHg)或低压惰性(N2) 介质中电熔。 2. 气炼法:采用氢氧焰或其它碳氢化物(乙炔)可燃气体产生高热 来熔化物料。 3. SiCl4蒸汽水解法:将四氯化硅蒸汽由氢气携带通入氢氧喷灯火焰 中,生成二氧化硅及氯化氢,氯化氢气体随烟气逸出, 而二氧化硅则沉积。 4. 高频感应等离子炬熔融法:由高频电磁场的感应耦合作用而产生 等离子体灯炬,内核温度高达15000K,熔化物料。 5. 凝胶法:将多孔(50~80 Å )凝胶成形后在250℃下真空处 理,排出H2O,通过热处理排除有机物,1000℃下加热 消除气孔,形成石英玻璃。
第一章石英玻璃解读
b. 石英玻璃受到Χ射线和γ射线时,产生如下吸收峰: 2150 Å 吸收峰:由石英玻璃本质造成的; 2950 Å 吸收峰:由金属杂质铝(Al)、锗(Ge)引起的; 5500 Å 吸收峰:由缺氧造成的; 电熔透明石英玻璃用Co60照射易变黑。
石英玻璃的GE光谱曲线
石英玻璃的折射率曲线
石英玻璃的内部衰减曲线
1. 高纯石英玻璃:SiO2六个九~七个九,光谱仪、分光光度计、 荧光计零件; 2. 石英纤维和石英棉:(Φ ∝3~25 μ m)宇宙飞船防热罩、太 阳能电池遮盖材料、 光通讯用光导纤维; 3. 低膨胀石英玻璃:(加入钛等,可使α ∝0)原子钟腔体,宇宙 飞行器窥窗; 4. 吸收紫外线石英玻璃:(加入Cr、V、Ni、Co、Mn、Cu) 杀菌(医、食)石英玻璃、日光(坑道采光)石英玻璃; 5. 荧光石英玻璃:分析蛋白质的化学组成,食品、药物、塑料等 的检测; 6. 石英陶瓷:石英玻璃废料经粉碎、成型、烧结而成; 7. 乳白石英玻璃:(4~8 μ m、11 μ m后有较强的选择反射光 谱带)远红外辐射电加热器材料。
d. 粘度:
石英玻璃的粘度随羟基(OH-)和杂质含量的增加而降低, 粘度大,温度范围窄。 四氯化硅(SiCl4)合成用氢氧焰熔融比电炉真空熔融的石英 玻璃软化点低近100℃; 水晶原料用氢氧焰熔融法比电炉真空熔融法的石英玻璃软化点 低20~50℃。 石英玻璃在不同温度下的粘度 温度(℃) 1200 1400 1600 1800 2000 2100 lgη(泊) 12.4 10.0 7.6 5.7 4.5 3.8
四氯化硅sicl合成用氢氧焰熔融比电炉真空熔融的石英玻璃软化点低近100水晶原料用氢氧焰熔融法比电炉真空熔融法的石英玻璃软化点低2050石英玻璃在不同温度下的粘度温度120014001600180020002100lg12410076574538石英玻璃由单组元硅氧四面体组成网络骨架硅氧键键强很大结构紧密机械强度很高为普通玻璃的23倍
水晶、云母和石英
水晶水晶的英文名称为Rock-crystal,是根据希腊文Krystallos演变而来的,其含义为“洁白的冰”,形象地刻画了水晶清亮、透彻的外观。
水晶是透明度高,晶形完好的石英晶体。
水晶属于石英庞大“家族”中显晶质一类。
化学成分为二氧化硅,化学分子式为SiO2,可含有微量的铁、锰、镁、铝、钛等杂质。
属三方晶系。
晶体是六方柱和菱面体或六方双锥的聚形,柱面有横向晶纹,集合体常为晶簇,水晶多为无色透明,含杂质者可呈紫、黄、粉红、褐、灰、黑等颜色。
透明度好,晶面玻璃光泽,断口油脂光泽。
折光率1.544-1.533,双折射率0.008,色散0.013。
紫色水晶有二色性。
硬度7,密度2.66g/cm3。
贝壳状断口。
具有压电性。
根据颜色、包裹体及工艺特性可分为:水晶、紫晶、黄水晶、烟晶、蔷薇水晶、黑晶、发晶及鬃晶、水胆水晶、星光水晶、猫眼水晶和砂晶等。
水晶和相似宝石、人工合成水晶的区别。
市场上常见的水晶品种有天然水晶、人工改色水晶、人工合成水晶。
与水晶相似的宝石有:黄玉、碧玺、绿柱石和锂辉石。
天然水晶有无色水晶、黄晶、紫晶、烟晶等。
人工改色水晶有蓝色水晶、桔黄色水晶、紫色水晶。
人工合成水晶有无色水晶、紫色水晶。
由于它们的生成条件基本相同,所以不好区别。
与相似宝石的区别主要从密度方面:黄玉3.59g/cm3,碧玺3.06g/cm3,锂辉石3.18g/cm3,绿柱石2.8g/cm3,水晶2.66g/cm3,将它们放入三溴甲烷(2.95g/cm3)中,水晶和绿柱石漂浮,黄玉、碧玺、锂辉石下沉。
天然无色水晶晶莹透明,晶体内含气液包体,气泡内壁不平整,光泽柔和,纯洁度一般,密度较小。
天然紫晶颜色不均匀,呈不规则片状分布,也含有气液包体。
人工改色水晶颜色均匀,晶体内见不到不规则片状色团。
人工合成水晶的特点与天然水晶基本相同,合成水晶颜色均一,晶体中心有片状子晶晶核,颜色均一,硬度和密度均较小。
水晶的评价与选购。
水晶类宝石的价值评价因素为颜色、透明度、重量和净度。
石英玻璃——精选推荐
石英玻璃石英玻璃有透明和不透明石英玻璃两种,透明和不秀明石英玻璃是工业和科研使用的最有经济价值的材料。
其制造(采用熔炼方法)所用的原料为水晶或高纯、超高纯石英砂(透明石英玻璃)和白色石英砂(不透明石英玻璃)。
这两种原料都存在于自然界,它的成份为最纯的SiO2所组成。
石英玻璃和水晶具有相同的化学成份,但在结构上大不相同。
一个是玻璃态,另一个是晶态。
水晶经不起高温热冲击,它遇高温就会破裂并转化成其它晶体变态,而石英玻璃经得起极高温的冲击。
制造透明石英玻璃和不透明石英玻璃要求在高温下进行,因为结晶SiO2在1713℃以上才能熔化。
1.石英玻璃概述石英玻璃在国外已有160多年历史,1839年法国人首先用氢氧燃烧火焰熔化石英制造石英玻璃,1902年英国人用石墨棒通电获得高温(称为单棒电熔炉)制造石英玻璃,二十世纪40年代发明了电熔连熔炉,50年代随着半导体技术和新型电光源的发展(急需大量石英玻璃),石英玻璃才迅速发展起来。
因为石英玻璃的生产技术难度大,直到目前能够大量生产石英玻璃的国家仅有美国、德国、法国、日本、英国、中国等少数国家。
我国石英玻璃研究始于1957年,在中华人民共和国成立之前是空白。
1956年国家制定12年科技发展规划,要求发展国防急需的57项重点研究任务,解决二弹一星用的新型高性能材料,为研究原子弹、导弹、人造卫星做好物质准备。
石英玻璃是第26项和第40项任务书中指定要研究的内容,任务是下达给当时的国家建筑材料综合研究所。
我国石英玻璃的发展大体可分为5个阶段:1957—1961年为开创阶段,以研究工艺制造方法为主;1962—1966年为形成产业阶段,在此期间完成很多军工任务,民品产量和质量也有很大提高,已初步形成产业;1978—1988年为改革创新时期,高新技术用石英玻璃,如:大规模集成电路用高纯耐高温石英玻璃管、高纯涂层坩埚、电弧法坩埚、光通信用石英玻璃、激光用石英玻璃等都是这一时期研究并大量生产的;1989—2000年为引进国外先进技术、技术创新、增加品种和产量等大发展时期,最为突出的是东海县发展成为电光源用石英玻璃生产基地,年产石英玻璃达6000吨(其中优质品2000余吨),质量极大的提高,成本几倍的下降,技术装备显著的改进。
石英
第十二节石英(水晶)石英为自然界中主要矿物之一,英文词为Quartz,在宝石学中,单晶体石英统称为水晶,英文为Rook crystal。
其中紫晶作为二月生辰石,象征诚实和宁静。
一、化学成分化学成分为SiO2。
矿物学研究中,自然结晶的SiO2有一系列同质多像变体,其微观结构、性质各异。
通常所称的水晶一般应为低温石英(α-石英)。
可含各种微量元素如Fe、Mg、Al、Ca、Li、Na、K、Ga、B等。
二、晶系及结晶习性三方晶系:常见柱状晶体,柱面发育横纹,常见单形有六方柱、菱面体、三方双锥及三方偏方面。
形态上亦有左形、右形之分。
常见双晶有:日本双晶、道芬双晶和巴西双晶。
图3-7-1 图3-7-2 石英晶体素描图水晶晶体三、物理及光学性质1.颜色:无色、紫色、黄色、粉红色、乳白色、褐色、灰至黑色等。
图3-7-3 图3-7-4 图3-7-5 紫晶和黄紫晶芙蓉石黄水晶2.光泽及透明度:玻璃光泽。
透明,少数因包裹体影响透明度稍低。
3.解理和断口:无解理,贝壳状断口4.硬度:摩氏硬度:75.相对密度:2.656.光性:一轴晶正光性,多数呈"牛眼状"干涉图图3-7-6水晶的"牛眼状"干涉图7.折射率及双折率:RI:1.544-1.553,DR:0.0098.多色性:无色水晶无多色性,有色水晶的多色性强弱受体色深浅影响。
9.特殊性质:具压电效应和热电效应。
10包裹体特征包裹体丰富,气-液相(流体)包裹体,负晶,各种形态的固相包裹体,代表性包裹体,其中固相包裹体形态类型多个。
图3-7-7 图3-7-8 水晶中的黄铁矿包体水晶中的幻影四、水晶的分类宝石学及商贸领域中存在三种分类方案:1.按颜色划分类如下品种:水晶、紫晶、黄水晶、烟晶(茶晶)、芙蓉石(粉红色、半透明块状石英亦称蔷薇石英)绿水晶、双色水晶(紫-黄色)等。
图3-7-9 图3-7-10 紫晶中的色带黄水晶2.按光学效应可分为:石英猫眼和星光水晶。
水晶、宝石、石英三者的区别
宝石藏品,就是彩虹石英制成的首饰。
家中有一只颈项为白毛、而其为黑毛的狗 ,它叫做“黑子
而水晶是一种无色透明的石英结晶体矿物。 它的主要化学是二氧化硅,跟普通砂子是同出娘 胎的一种物质。
尤其是 20 年代以来,用量剧增。釉料中用量为 10%30%,使用前应洗净拣选,除去污物杂质, 放在窑内高温煅烧,便于粉碎。
无色、透明的石英的变种,希腊人称为 Krystallos,意思是洁白的冰,他们确信石英是 耐久而坚固的冰。中国古代人认为嘴里含上冷的
水晶能够止渴。
家中有一只颈项为白毛、而其为黑毛的狗 ,它叫做“黑子
石英化学式为 Si02,常含有少量杂质成分如 A1203、IMO,、CaO、Mg0 等。它有多种类型。日
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用陶瓷原料所用的有脉石英、石英砂、石英岩、 砂岩、硅石、蛋白石、硅藻土等,水稻外壳灰也 富含 Si02。石英外观常呈白色、乳白色、灰白半 透明状态,莫氏硬度为 7,断面具玻璃光泽或脂 肪光泽,比重因晶型而异,变动于 2.22-2.65 之间。
石英是地球表面分布最广的矿物之一,它的 用途也相当广泛。远在石器时代,人们用它制作 石斧、石箭等简单的生产工具,以猎取食物和抗 击敌人。石英钟、电子设备中把压电石英片用作 标准频率;熔融后制成的玻璃,可用于制作光学
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仪器、眼镜、玻璃管和其它产品;还可以做精密 仪器的轴承、研磨材料、玻璃陶瓷等工业原料。
当二氧化硅结晶完美时就是水晶;二氧化硅 胶化脱水后就是玛瑙;二氧化硅含水的胶体凝固
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石英晶体和石英玻璃的鉴别方法
石英晶体和石英玻璃的鉴别方法说实话石英晶体和石英玻璃的鉴别这事,我一开始也是瞎摸索。
我试过看外观,石英晶体嘛,有时候是有那种比较规则的几何外形的,就像那种晶体模型一样,六面体啊之类的。
但是我发现这个不是特别靠谱,因为有的石英玻璃制品也能被加工成类似的形状,所以光看这个很容易出错,我就因为这个搞错了好几次呢。
后来我想起来密度可能不一样。
但是测密度这个事儿还挺麻烦的。
我就想了个简单点的办法,我拿了同样大小的石英晶体和石英玻璃,感觉石英晶体要重一些。
不过这只是个很粗略的判断啦,就像你拿个大石头和一个看起来差不多大的空心塑料盒子,虽然大体能感觉到哪个沉哪个轻,但不是特别精确。
有一次啊,我想着硬度会不会有区别呢。
我拿着石英晶体在石英玻璃上轻轻划了一下,哇,这一下让我有点恍然大悟的感觉。
我发现石英晶体能够在石英玻璃上划出痕迹来。
当时我就想,这可能就像铁和铝一样,铁比铝硬,就能在铝上划出印子。
但是啊,这个方法可能也不是百分之百保险,要是石英玻璃的质量或者成分有一丁点儿不同,可能结果也不太一样,我也不是很确定这到底能有多大的准确性。
还有个方法,我把它们分别对着光看。
石英晶体呢,透过去看有时候
会有那种像是在晶体内部分散开来的光线一样,就像是水晶吊灯灯光散射的那种感觉。
而石英玻璃相对来说就比较均匀。
不过我也发现了,要是石英玻璃制作的时候有杂质或者特殊工艺,也会影响这个观察效果。
所以我现在觉得啊,如果要鉴别石英晶体和石英玻璃,最好是这几种方法都结合着用,综合判断,可千万不能只靠一种方法就下结论,我之前就吃过这样的亏,还得谨慎点才行。
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石英、水晶和石英玻璃的联系与区别
石英:
石英,一般指低温石英(α-石英),是石英族矿物中分布最广的一个矿物。
广义的石英还包括高温石英(β-石英)、柯石英等。
主要成分是SiO2,无色透明,常含有少量杂质成分而变为半透明或不透明的晶体。
石英矿石石英砂
水晶:
天然水晶属于石英的一种,是一种无色透明的石英结晶体矿物,它的主要化学成分是二氧化硅(含量大于99.9%),当二氧化硅结晶完美时就是水晶。
自然界中部分水晶因含有其他微量元素而呈现出不同颜色。
无色水晶有色水晶
石英玻璃:
石英玻璃是玻璃态的二氧化硅(高纯石英玻璃SiO2含量大于99.9999%),与晶体中原子呈现规律周期排列不同的是,玻璃中的原子排列是近程有序远程无序。
人们
通常所说的玻璃(普通玻璃)主要成分是硅酸钠、二氧化硅和硅酸钙,而石英玻璃的主要
成分是二氧化硅。
石英晶体:Si、O原子规则排列石英玻璃:Si、O原子排列近程有序远程无序。