كشفت دراسة للمركز المصري للفكر والدراسات أنه يعد معدن الكوارتز ثاني أكثر المعادن وفرة على سطح الأرض، ويتكون من جزء واحد من السيليكون وجزأين من الأكسجين، وتركيبه الكيميائي (SiO2)، ويأتي على شكل بلورات سداسية بألوان وأشكال عديدة، ويتميز ببريقه الزجاجي، وبقساوته التي تصل إلى 7 على مقياس موهس (مقياس لصلادة المواد يستخدم للدلالة على قدرة المواد المختلفة على مقاومة الخدش) للمعادن، ممّا يعني أنّه يخدش الزجاج وجميع أنواع الحديد، فضلًا عن أنه يتميز بمكسره المحاري الشكل .
ويعد هذا المعدن حيويًا في صناعات عديدة وله استخدامات كثيرة لما يتمتع به من خصائص فيزيائية وكهربائية مميّزة؛ كمقاومته للحرارة مما يساعد على استخدامه التي تحتاج درجات حرارة عالية، بالإضافة الي تمتعه بأشكال عديدة متميزة، وبريقه ولونه وشفافيته التي تجعله يستخدم كحجر كريم. ومن أهم تلك الاستخدامات ما يلي:
المجوهرات والأحجار الكريمة: لعدة قرون، يستخدم الكوارتز في إنتاج المجوهرات والأحجار كريمة. حيث تجعله طبيعته الصلبة والقابلة للتلميع والبلورية والمتينة مادة ممتازة لهذا الغرض. تشمل أصناف الكوارتز المستخدمة بشكل شائع كمجوهرات وأحجار كريمة السترين والجمشت والأمترين وكوارتز الورد وأفينتورين والأوبال. ويستخدم الكوارتز كذلك مع الهياكل الجريزوفولفين (الكريبتوكريستالين) مثل العقيق والجاسبر كأحجار كريمة.
صناعة البترول: يمتاز رمل الكوارتز بمقاومته العالية للسحق؛ فأثناء عملية استخراج النفط والغاز الطبيعي يتم دفع ملاط الرمل أسفل آبار النفط والغاز تحت تأثير ضغوط مرتفعة جدًا في عملية تعرف باسم التكسير الهيدروليكي، ليسبب هذا الضغط العالي كسر صخور الخزان، وحقن ملاط الرمل في الكسور الناتجة، فحبيبات الرمل المتينة هذه تساعد على إبقاء الكسور مفتوحة حتى بعد زوال الضغط، مما يسهل من عملية تدفق الغاز الطبيعي إلى فتحة البئر.
صناعة الزجاج: تعد صناعة الزجاج أحد الاستخدامات الأساسية للكوارتز؛ إذ يُصنع الزجاج من مركب كيميائي يعرف باسم ثاني أكسيد السيليكا (SiO2)، وهو مركب بلوري عديم اللون يوجد مثل الكوارتز أو الرمل أو الصوان. يذوب ثاني أكسيد السيليكا (الذي يجب أن يكون نقيًا بشكل استثنائي بنسبة 99.9٪) ويُترك ليبرد إلى أي شكل أو بُعد مرغوب به. وتُستخدم بلورات الكوارتز الضوئية كذلك في صناعة الليزر، والمجاهر، والتلسكوبات، وأجهزة الاستشعار الإلكترونية، والأدوات العلمية.
صناعة الإلكترونيات: تُستخدَم بلورات الكوارتز أيضًا في الإلكترونيات؛ لأنّها تولد تيارًا على سطحها عند ثنيها أو ضغطها، وقد تمّ استخدام بلورات الكوارتز لإعطاء تردد دقيق لجميع أجهزة الإرسال اللاسلكية، وأجهزة استقبال المذياع، وأجهزة إرسال نظام التموضع العالمي (GPS) وأجهزة الحاسوب. تأتي هذه الدقة؛ لأنّ بلورة الكوارتز لا تتأثر في معظم المذيبات، وتظل متبلورة على درجات حرارة عالية.
صناعة البوتقات: البوتقات المعملية هي الحاويات التي تُستخدم لحمل المواد الكيميائية عند إجراء الاختبارات الكيميائية أو الحرارية. ويتمتع الكوارتز بنقطة انصهار عالية جدًا وهو خامل كيميائيًا، وبالتالي، يتم استخدامه في صنع هذه البوتقات. وتشمل المزايا التي توفرها بوتقات الكوارتز: التمدد المنخفض، ومقاومة الصدمات الحرارية، وثبات الأبعاد الممتاز.
البلورات الاصطناعية: تزرع البلورات الاصطناعية في المختبرات، ويتم إنتاجها بشكل مصطنع من إذابة ثنائي السيليكون الخام (SiO2) في محلول ماء قلوي عند درجة حرارة عالية. على الرغم من أن هذه العملية بطيئة، إلا أنها توفر بلورات عالية النقاء وعالية الجودة بشكل عام تكاد تكون بنفس جودة بلورات الكوارتز الموجودة بشكل طبيعي. بلورات الكوارتز الاصطناعية مقاومة للأحماض والتآكل ودرجات الحرارة المرتفعة والتآكل والصدمات والضغط والانحناء والتسلل، وتُستخدم البلورات الاصطناعية في صناعة الإلكترونيات وأشباه الموصلات وصناعة الطاقة الشمسية والأقراص الضوئية وحتى أدوات الطباعة الحجرية.
صناعة الساعات: يمكن لبعض المواد مثل السيراميك، والكريستال، والكوارتز إنتاج الكهرباء عند تعرضها لضغط ميكانيكي، ويُطلق على القدرة التي تمتلكها هذه المواد على تحويل الجهد من وإلى الضغط الميكانيكي بالكهرباء الانضغاطية، وتحافظ بلورات الكوارتز على معيار تردد دقيق، مما يساعد على تنظيم حركة الساعة، وهو ما يجعل الساعات دقيقة للغاية. ويُستخدم الكوارتز أيضًا في: أجهزة الراديو، والمعالجات الدقيقة، والعديد من التطبيقات التكنولوجية والصناعية الأخرى.
صناعة صب المعادن: غالبًا ما يتم مزج رمل الكوارتز بعوامل متماسكة مثل الطين وسيليكات الصوديوم الراتنجية والزيت، ويستخدم لغرض صب المعادن. تساعد خصائص رمل الكوارتز مثل نقطة الانصهار العالية والقوة العالية والحران في عملية صب المعادن. أيضًا، يتم استخدام الكوارتز الجريزوفولفين لتنعيم الحواف الخام على المعادن بعد قطعها أو صبها أو حفرها، في صناعة صب المعادن. يضاف رمل الكوارتز أيضًا إلى المعادن المنصهرة لعملية إزالة الشوائب، ومعظمها من الأكسجين. ويلتصق الرمل بالشوائب ومن ثم يتم إزالته بسهولة.
تم أضافة تعليقك سوف يظهر بعد المراجعة