科普 | 石英能干什么?

科普 | 石英能干什么?

石英是整个手表的核心,自然界中有丰富的石英,但手表中的石英是从无菌室里制造出来的,它被削成薄片并切成叉状。

能让整个石英手表工作的是它的 压电特性,在石英两面加力就会出现电荷,这就是压电特性。

过程是这样的:电池为震荡器电路供电,传送电流到石英晶体,通过设计电路 让石英每秒震荡高达32768次,石英跳动时会发出微弱的电子脉冲信号,每秒也是32768次,刚好能精确计时。

每次振动就等于送到分屏电路的一次脉冲信号,脉冲信号会触发机芯的电动线圈,并在定子里创造磁场,定子里有一根直径1毫米的磁化圆柱转子,定子里的磁场会引起转子转动,转子连接到手表齿轮,一次脉冲信号就会推动秒针移动一次,不断重复这个过程,根据大小齿轮之间的传动比,秒针走一圈带动分针走一格,以此类推就可以看到时间了。

02

石英质类宝玉石

在日常生活中我们会经常见到诸如水晶、烟晶、芙蓉石、蛋白石、玛瑙、玉髓等宝玉石,它们和石英都是亲戚关系。

参考国家标准《石英质玉分类与定名》对石英质宝玉石的划分, 广义的石英家族包括显晶质石英类、隐晶质石英类以及主要成分为二氧化硅的石英岩、胶体矿物等玉石。

南红玛瑙

显晶质石英类

显晶质指的是可以在肉眼或放大镜的观察下辨认出单个晶体,通常质地致密,呈玻璃光泽。显晶质石英本是无色透明,若含有杂质可呈现多种颜色,按其常见的颜色变化可分为以下异种:

无色透明者称水晶;紫色透明或半透明者称紫水晶;浅玫瑰色半透明者称蔷薇石英;烟色或褐色透明者称烟水晶;黑色半透明者称墨晶;金黄色或柠檬黄色者称黄水晶等。

蔷薇石英

隐晶质石英

隐晶质指的是只能在显微镜下辨认出单个晶体,一般而言颜值较高,多出入于珠宝展柜,常见的隐晶质石英异种如下:

玉髓--质地致密的隐晶质石英集合体,呈纤维状结构或粒状结构。常见颜色为黄色、红色、蓝色、绿色等。

玉髓石

玛瑙--多具有同心层状、环带或条带的隐晶质石英集合体。有时可见晶洞及晶洞中有时可见细粒石英晶体,常见颜色为灰白色、黄色、红色、蓝色、绿色等以及多种颜色组合,有时可见晕彩效应。

玛瑙晶洞

其他代表性石英家族成员

除了上述显晶质和隐晶质石英族成员之外,还有一些主要成分为二氧化硅的宝玉石,如蛋白石等。

蛋白石

03

石英在陶瓷原料中的应用

石英是非可塑性原料,其与粘土在高温中生成的莫来石晶体赋予瓷器较高的机械强度和化学稳定性,并能增加坯体的半透明性,是配制白釉的良好原料。

定窑白釉刻乾隆御制诗碗--故宫博物院藏

石英在瓷坯中的作用

①在烧成前,石英在坯料中对泥料的可塑性起调剂作用,可缩短坯体干燥时间和防止变形。

②石英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。

③增加坯体的机械强度和透明度。

瓷坯

石英在瓷釉中的作用

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

②石英能增加釉面的机械强度,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。

瓷釉

04

石英的其他用途

在生活中呢,石英也广泛应用于不同行业。

玻璃行业

石英是制造玻璃主要原料,石英玻璃由于具有热膨胀系数小、热震稳定性好、电性能好、耐化学侵蚀性好等特点,得到了广泛的应用。

石英玻璃

建材行业

普通石英砂粉和精制石英砂粉可用于制造人造石英板材,用于厨房等各种台面,还可用于瓷砖胶、干砂浆、水泥标准砂、足球场铺设砂等。

石英粉用于水泥显著提高抗压、抗折、抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能,具有保水、防止离析、泌水的作用。

石英粉

铸造、研磨行业

铸造行业使用石英砂产品市场占有率40%左右,铸造砂在铸造生产中用来配制型砂和芯砂,铸造石英砂分为树脂砂铸造、水玻璃砂铸造、消失模铸造等。

铸造石英砂

橡胶

石英粉具有无毒、无味、无污染、耐温性好、耐酸碱腐蚀、导热性差、高绝缘、低膨胀、化学性能稳定、硬度大等优良的性能,广泛应用于硅橡胶手套、密封圈、鞋材等用品中。

橡胶圈

油漆

深色的多种油漆中用石英粉替代沉淀硫酸钡和滑石粉等体质颜料,不仅能起到填料的作用,而且能提高油漆细度,耐水性和防锈防腐性能,同时降低原料成本,具有较好的经济效益。

电子工业

无缺陷的水晶单晶具有压电性能,可用于制造谐振器、滤波器,并广泛用于自动武器、电子显微镜、计时仪、电子计算机、人造地球卫星等科学技术的导航、遥控、遥测和电子电讯设备等方面。

水晶镜片

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