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石英玻璃天然水晶和硅石的特性

作者:奥固鸿已有:N多人关注
石英晶体(水晶)SiO2含量大于99.9%以上,属于三方晶系,其内部质点在三度空间呈有规律排列,由三方双锥体与三方偏方面体组成结晶体,具有玻璃光泽,贝壳状断口,无解理。石英集合体通常呈粒状、致密块状、晶簇状或隐晶质的钟乳状、结核状等。水晶的摩氏硬度是7,且具有方向性;相对密度2.65~2.66,常压下温度每升高一度,相对密度约减小0.0001;折射率1.544~1.553,具有双折射和旋光性;透光范围约在200~2500nm,说明水晶除了能透过全部可见光外,对红外线和紫外线约有70%的透过能力;抗压性能好,在垂直光轴方向能承受的最大压力为2.8MPa,在平行光轴方向上能承受最大压力为2.9MPa;水晶的导热性差,而且具有方向性;水晶的线膨胀系数小,同时也具有方向性;水晶受压或施加电压能产生压电效应并有弹性;耐酸、碱性好,除氢氟酸外,不溶于其他酸,在高温、高压下碱对水晶才能有作用。
石英的晶型有其他形成的温度、压力条件和温度范围,能形成多种变体,其中常见的有α-石英和β-石英,它们是在不同的温度下形成的两种变体,α-石英属低温型,β-石英属高温型,它们的化学成分均为SiO2,但因它们的结构单元Si-O四面体连接的角度不同而引起结构的变化,伴随着体积的明显变化,在一定的温度和压力条件下,它们之间存在着互变的关系。天然SiO2的主要同质多相变体属于三种构造形式:石英(α)、鳞石英(α)、方石英(α)。它们相互转变过程中有相当大的能量变化。这三种主要构型各自都有其高温(β)-低温(α)亚型。在常压下,同质多相之间转变过程如下。
α-石英  →573℃→β-石英←870℃→β-鳞石英←1470℃→β-方石英←1713℃→熔融
在通常情况下,β-石英都已转变为α-石英,仅保留其外形而已,α-石英在自然界分布广泛,就是人们通常所说的石英或硅石,是重要的造岩矿物,也是石英玻璃的主要原料来源。

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