Кварц

Кварц (далее К) (нем. Quarz), минерал; под названием К известны две модификации двуокиси 2: гексагональный К (или a-К), устойчивый при давлении в 1 атм (или 100 кн/м2) в интервале температур 870—573 °С, и тригональный (b-К), устойчивый при температуре ниже 573 °С (см. Кремнезема минералы). b-К наиболее широко встречается в природе. Он в классе тригонального трапецоэдра тригональной системы. структура каркасного типа построена из кремне- тетраэдров (рис. 1), расположенных винтообразно (с правым или левым ходом винта) по отношению к главной оси В зависимости от этого различают правые и левые структурно-морфологические формы (рис. 2), различающиеся внешне по симметрии расположения некоторых граней (например, трапецоэдра и др.). Отсутствие плоскостей и центра симметрии у К обусловливает наличие пьезоэлектрических и пироэлектрических свойств (см. Пьезоэлектричество). Наиболее часто К имеют удлиненно-призматический облик с преимущественным развитием граней гексагональной призмы и двух ромбоэдров (головка Реже принимают облик псевдогексагональной дипирамиды. Внешне правильные К обычно сложно сдвойникованы, образуя наиболее часто двойниковые участки по т. н. бразильскому или дофинейскому законам. Последние возникают не только при росте но и в результате внутренней структурной перестройки при термических  a — b переходах, сопровождаемых сжатием, а также при механических деформациях (см. Двойникование). Цвет зерен, агрегатов К самый разнообразный: наиболее обычны бесцветные, молочно-белые или серые К Прозрачные или полупрозрачные красивоокрашенные называются особо: бесцветные, прозрачные — горный хрусталь; фиолетовые — аметист; дымчатые — раухтопаз; черные —морион; — цитрин. Различные окраски обычно обусловлены структурными дефектами при замене 4+ на 3+ или 3+ с одновременным вхождением в решетку 1+, 1+ или (ОН)1-. Встречаются также сложно окрашенные К за счет микровключений посторонних минералов: зеленый празем — включения микрокристалликов актинолита или мерцающий авантюрин— включения слюды или гематита, и др. Скрытокристаллические разновидности К— агат и халцедон — состоят из тончайших волокнистых образований. К оптически одноосный, положительный (см. Кристаллооптика). Показатели преломления (для дневного света l = 589,3): ne = 1,553; no = = 1,544. Прозрачен для ультрафиолетовых и частично инфракрасных лучей. При пропускании светового плоскополяризованного луча по направлению оптической оси левые К вращают плоскость поляризации влево, а правые — вправо. В видимой части спектра значение угла вращения (на толщину пластинки К в 1 мм) меняется от 32,7 (для l 486 нм) до 13,9° (728 нм). Значение диэлектрической проницаемости (eij), пьезоэлектрического модуля (djj) и упругих коэффицентов (ij) следующие (при комнатной температуре): e11 = 4,58; e33 = 4,70; d11= —6,76Ч10-8; d14 = 2,56Ч10-8; 11= 1,279; 12 = — 0,159; 13 = —0,110; 14 = —0,446; 33 = 0,956; 44 = 1,978. Коэффиценты линейного расширения составляют: перпендикулярно оси 3-го порядка 13,4Ч10-6 и параллельно оси 8Ч10-6. Теплота превращения b — a К равна 2,5 ккал/моль (10,45 кдж/моль). Твердость по минералогической шкале 7; плотность 2650 кг/м3. Плавится при температуре 1710 °С и застывает при охлаждении в т. н. кварцевое стекло. Плавленный К— хороший изолятор; сопротивление кубика с ребром в 1 см при 18 °С равно 5Ч1018 ом/см, коэффицент линейного расширения 0,57Ч10-6 см/ °С. Разработана экономически выгодная технология выращивания монокристаллов синтетический К, который получают из водных растворов 2 при повышенных давлениях и температурах (гидротермальный синтез). синтетического К обладают стабильными пьезоэлектрическими свойствами, радиационной устойчивостью, высокой оптической однородностью и др. ценными техническими свойствами.   Природный К— очень широко распространенный минерал, является существенной составной частью многих горных пород, а также месторождений полезных ископаемых самого разнообразного генезиса. Наиболее важные для промышленности кварцевые материалы— кварцевые пески, кварциты и монокристальный К Последний встречается редко и очень высоко ценится. В СССР главнейшие месторождения К— на Урале, в УССР (Волынь), на Памире, в бассейне р. Алдан; за рубежом — месторождения в Бразилии и Малагасийской Республике. Кевые пески — важное сырье для керамической и стекольной промышленности. Монокристаллы К находят применение в радиотехнике (пьезоэлектрические стабилизаторы частоты, фильтры, резонаторы, пьезопластинки в ультразвуковых установках и т.д.); в оптическом приборостроении (призмы для спектрографов, монохроматоров, линзы для ультрафиолетовой оптики и т.д.). Плавленый К применяют для изготовления специальной посуды. К также используется для получения чистого Прозрачные, красивоокрашенные разновидности К являются полудрагоценными камнями и широко применяются в ювелирном деле.   Лит.: Шубников А. В., К и его применение, М.— Л., 1940; Лазько Е. М., О генезисе хрусталеносных образований и промышленных типах месторождений пьезокварца, М., 1958 (Тр. Всесоюзного н.-и. ин-та минерального сырья, т. 2, в. 1). В. П. Бутузов.