石英

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水晶晶簇
块状碧玉

  石英汉语拼音:Shiying;英语:Quartz),化学组成为SiO2,晶体属三方晶系的氧化物矿物。通常所称石英,是指分布广泛的低温石英(α–石英);广义的石英,还应包括高温石英(β-石英)。中国古代最早称石英为“水玉”。东汉末年的《神农本草经》中,已用“石英”一词,并按颜色将石英分为6种。英文名源于西斯拉夫语kuardy,是“坚硬”的意思。到14世纪,在捷克矿业术语中,首先采用quartz一词。

  低温石英是常温常压下,唯一稳定的SiO2同质多象变体。晶体常呈带菱面体的六方柱状,有左、右形之别;六方柱面上有横纹。人造晶体上常出现底轴面,而晶面不平,由许多波纹状小丘组成。双晶极为普遍,已知的双晶律多达20余种,其中以道芬律和巴西律双晶最为常见。双晶的存在是一种晶体缺陷,对石英晶体的利用有严重影响。集合体常呈显晶质的粒状、块状、晶簇状;隐晶质的晶腺、钟乳状、结核状等。

  纯净的石英呈无色透明,常因含微量色素离子、细分散包裹体,或因具有色心而呈各种颜色,并使透明度降低。烟水晶(烟黄至黑色)、紫水晶(紫色)的颜色是由色心造成的,当加热至230~260℃时会褪色;受高能射线辐照后,又会重新呈色。玻璃光泽,断口常显油脂光泽。莫氏硬度7。密度2.65克/厘米3。无解理,断口呈贝壳状至次贝壳状。具强压电性、焦电性和旋光性。

  石英有许多变种。显晶质变种主要有水晶(无色透明);紫水晶(紫色),俗称紫晶;烟水晶(烟黄、烟褐至近于黑色),俗称茶晶、烟晶或墨晶;黄水晶(浅黄色);蔷薇石英(玫瑰红色),俗称芙蓉石蓝石英(蓝色);乳石英(乳白色);砂金石是含有赤铁矿云母等细鳞片状包裹体而显斑点状闪光的石英晶体;鬃晶是指含有针状、毛发状金红石电气石阳起石等包裹体的透明的石英晶体。隐晶质变种有两类:一类由纤维状微晶组成,包括:石髓(玉髓)、玛瑙;另一类由粒状微晶组成,主要有燧石(灰至黑色,俗称火石),碧玉(暗红色或绿黄、青绿等色,又称碧石)。

  石英在天然界分布广泛,是岩浆岩沉积岩变质岩的主要造岩矿物之一;也是许多矿石的主要脉石矿物。常见于花岗岩类岩石、片麻岩片岩砂岩、某些砾岩、砂和一些矿石中。著名的南京雨花石,是雨花台砾石层中的玛瑙砾石和碧玉砾石。有些石英有特定的产状,如蔷薇石英几乎总是呈块状产于伟晶岩中;燧石通常呈结核或层状产于白垩层或灰岩白云岩中;玛瑙主要产于基性喷出岩的孔洞中。具工业价值的水晶,主要为热液型、伟晶岩型和残积、冲积成因。巴西是世界最大的优质水晶生产国,曾产出一直径2.5米、高5米、重达40余吨的水晶晶体。其他著名生产国有印度马达加斯加安哥拉委内瑞拉韩国土耳其等。中国石英资源丰富,遍布各省区,有大型的石英砂、石英砂岩、石英岩和脉石英矿床。

  石英是人类最早认识和利用的矿物之一。在蓝田猿人北京猿人生活的化石层中,有大量用乳石英、燧石及水晶等制作的石器发现。自古以来人们曾用燧石取火、用石英一些晶莹丽润的变种制作高级器皿、光学镜片、工艺美术品和宝石等。在近代科学技术中,石英有更广泛的用途。无缺陷的水晶,是极重要的压电材料和光学材料。尺寸大于等于12毫米×12毫米×1.5毫米的水晶块,可用于制作石英谐振器和滤波器,有极高的频率稳定性、选择性和灵敏性,广泛用于军事、空间技术、电子等部门。光学水晶用于生产聚集紫外线的透镜、摄谱仪棱镜、补色器的石英楔等光学元件。黄水晶、紫水晶、蔷薇石英、烟水晶、砂金石、虎眼石、玛瑙、石髓及鬃晶等可用作宝石或工艺美术材料。色泽差的玛瑙和石髓,还用于制作研磨器具。较纯净的石英砂、石英岩,可大量用作玻璃原料、研磨材料、硅质耐火材料及瓷器配料等。不纯的石英砂是重要的建筑材料。人工合成的水晶可有效消除双晶等缺陷、控制晶体尺寸。已经出现天然石英压电片被人造水晶完全取代的趋势。

胎釉中的粗颗粒石英会产生什么不良影响?如何避免?

  存在于胎釉中的石英,如颗粒过大,则在烧成过程中只有晶粒表面受到四周玻璃相的熔蚀而熔于其中,其核心部分仍以残晶形式存在于胎釉之中。这些残晶就会在加热或冷却过程中或在平时使用时因发生晶形转变而造成胎釉开裂,尤其是已经完全玻璃化的釉更易开裂。为了避免这一点,用于配制胎釉的石英和瓷石必须充分粉碎,尽可能减少大颗粒石英的引入,同时也必须使石英在胎釉中的分布尽量均匀。如果石英颗粒足够细,在烧成过程中它会受到四周玻璃相的熔蚀而全部熔于其中,这样,就不会再发生晶形转变而造成胎釉开裂。另外,加热或冷却的速度也不能太快,太快了易于造成胎釉开裂。

胎釉中的石英在烧成和冷却过程中会发生什么变化?

  石英有多种结晶形态,在加热或冷却过程中会发生晶形转变,并伴随发生较大的体积变化。如工艺上处理不当,容易造成胎釉开裂。

为什么极大多数中国历代南方瓷胎中都不配石英和长石?

  高岭、长石、石英是西方硬质瓷胎的三种主要原料,但在中国南方地区历代瓷胎中,除了个别例外,极大多数不在配方中另加石英和长石,这是因为南方瓷胎都用瓷石作为主要原料,瓷石本身含有大量石英和少量长石,故不需另外再加。北方瓷胎历来用高岭或高铝粘土为主要原料,有时加入一定量的长石,但从来不加石英。

石英在陶瓷工业中的作用是什么?

  石英是陶瓷中的主体组分之一,对陶瓷坯体和釉质都起重要作用。

一、石英在瓷坯中的作用。

  1)它对陶瓷坯体在常温下加热中都有重要的影响。在烧成前,石英在坯料中对泥料的可塑性起调剂作用.并能在干燥时降低收缩,缩短干燥时间和防止坯体变形(包括变形及沉塌)。

  2)在烧成时,由于石英的加热膨胀适当地抿销了坯料烧虞收缩;而且当玻璃质大量出现时,石英又成为陶瓷器的骨架,可以防止坯体在烧成时发生弯曲变形等缺陷。

  3)高温中化学亲和力甚强,能与其它多种氧化物化合,高温中液相粘度甚高,增加坯体结合能力。

  4)增加坯体的机械强度和透明度。

二、石英在瓷釉中的作用。

  1)石英在釉内,被较多的易熔物CaO、Na2O,K2O,MgO熔融生成透明状石英玻璃,使釉面光亮,提高了釉子光泽度。

  2)石英在釉中的热膨胀系数小,耐热性能好.

  3)石英软化温度高,高温下液相粘度大。

  4)石英能增加釉子的机械强度,提高釉面硬度,使瓷晶耐磨,而化学稳定性也好,不受酸的侵蚀影响。

  5)能使釉面透明光亮。

什么是石英类原料?

  制造陶瓷的原料除粘土外,第二种重要的原料就是石英。石英是什么东西呢?我们在银幕上看到的无边无际的大沙漠以及河边上的沙滩上的砂粒,就是一种石英。纯净的砂子呈白色,但它常常被铁的化合物染成黄色或淡红色。

  砂子,只是石英存在的一种形式。其实,自然界含二氧化硅的原料种类很多。纯度较大的硅质火成岩叫做脉石英。由细粒二氧化硅胶结砂粒组成的硅质岩石叫石英岩,SlO2含量为97%左右。由粘土或其他物质胶结细粒二氧化硅晶体的水成岩石叫砂岩,SiO2含量为90—95%。风化后呈粒状的石英叫石英砂,杂质较多。

  石英存在的形式多种多样,总的来说,它既能以晶体存在,也能以无定形态(即非晶态)存在。晶态的石英主要存在于石英矿中。通常我们所看到的石英,是一种坚固的半透明物质,它可以是五色的,也可以呈现各种颜色。

  在工业中采用石英的种类不多,主要可分为,1.结晶形;2.隐晶形;3.无定形三种,其中以结晶形的为常用的一种。

  晶态的石英非常硬;不溶于水;高温熔化时变成无色液体。冷却后就可以得到无定形石英的透明的玻璃状物质,其外表完全与普通玻璃一样;石英是具有强耐酸侵蚀力的酸性氧化物;石英在加热过程中会起晶型转化与体积变化,石英晶型转化的结果引起一系列物理化学变化,—如体积、比重、强度等,其中对陶瓷生产影响较大的是晶型变化。石英在硅酸盐工业中应用于许多方面,可作陶瓷,玻璃,搪瓷等的主要原料

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