Thạch anh là gì?

Chất liệu thạch anh (SiO₂) thoạt nhìn rất giống thủy tinh, nhưng điều đặc biệt là thủy tinh nói chung được cấu tạo từ nhiều thành phần (như cát thạch anh, borax, axit boric, barit, bari cacbonat, đá vôi, fenspat, soda tro, v.v.), trong khi thạch anh chỉ chứa các thành phần SiO₂ và cấu trúc vi mô của các đơn vị cấu trúc tứ diện silicon dioxide của nó bao gồm một mạng đơn giản.

Vì thạch anh chứa một lượng rất nhỏ tạp chất kim loại và có độ tinh khiết rất cao nên thạch anh có những đặc tính và ưu điểm mà các loại thủy tinh khác không thể có được và được mệnh danh là “vương miện” của vật liệu thủy tinh. Ví dụ như mức độ chịu nhiệt, thạch anh dù ở trong lửa có màu đỏ ngay sau khi gặp nước sẽ không nổ, trong khi thủy tinh thông thường, chưa kể màu đỏ sau khi gặp nước cũng không nổ mà chỉ cháy thành từng mảnh. Ưu điểm cụ thể hơn như sau:

1, chịu nhiệt độ cao. Nhiệt độ điểm làm mềm của thủy tinh thạch anh khoảng 1730oC, có thể sử dụng lâu dài ở 1150oC, nhiệt độ cao nhất trong thời gian ngắn lên tới 1450oC.

2, chống ăn mòn. Ngoài axit hydrofluoric, thạch anh có độ tinh khiết cao hầu như không có phản ứng hóa học với các axit khác, và ở nhiệt độ cao, nó có khả năng chống lại axit sulfuric, axit nitric, axit clohydric, nước cường toan, muối trung tính, cacbon và lưu huỳnh và các loại xói mòn khác. Khả năng kháng axit của nó gấp 30 lần so với gốm sứ, gấp 150 lần so với thép không gỉ, đặc biệt là độ ổn định hóa học ở nhiệt độ cao, không thể so sánh với bất kỳ vật liệu kỹ thuật nào khác.

3, ổn định nhiệt tốt. Hệ số giãn nở nhiệt của thạch anh có độ tinh khiết cao là cực kỳ nhỏ, có thể chịu được sự thay đổi nhiệt độ mạnh, thạch anh có độ tinh khiết cao được nung nóng đến khoảng 1100oC, vào nhiệt độ phòng nước sẽ không nổ tung.

4, hiệu suất truyền ánh sáng tốt. Thạch anh có độ tinh khiết cao trong ánh sáng tử ngoại đến hồng ngoại trong suốt dải quang phổ có đặc tính truyền ánh sáng tốt, tốc độ truyền ánh sáng nhìn thấy trên 93%, đặc biệt là ở vùng phổ tia cực tím, ~ độ truyền qua lớn lên tới 80% trở lên.

5, tính chất cách điện tốt. Giá trị điện trở của thạch anh có độ tinh khiết cao tương đương 10.000 lần so với thủy tinh thạch anh thông thường, là vật liệu cách điện tuyệt vời, ngay cả ở nhiệt độ cao cũng có tính chất điện tốt.

Những đặc tính vật lý và hóa học tuyệt vời này, vật liệu thạch anh có độ tinh khiết cao được sử dụng rộng rãi trong công nghệ điện tử hiện đại, chất bán dẫn, truyền thông, nguồn sáng điện, năng lượng mặt trời, quốc phòng, dụng cụ đo lường có độ chính xác cao, dụng cụ vật lý và hóa học trong phòng thí nghiệm, năng lượng hạt nhân, nano- ngành công nghiệp và như vậy.