Synthetischer Quarz

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Synthetischer Quarz

Nicht alle Quarzsorten sind natürlich vorkommend. Da Naturkristalle häufig Zwillingskristalle sind, wird synthetischer Quarz für den industriellen Einsatz hergestellt. Große, fehlerfreie Einkristalle werden in einem Autoklaven über das Hydrothermalverfahren synthetisiert

Hydrothermaler Quarz

Synthetischer Quarz umfasst die verschiedenen Techniken zur Kristallisation von Substanzen aus wässrigen Hochtemperaturlösungen bei hohen Dampfdrücken, auch als hydrothermale Methode bezeichnet, hydrothermale ist geologischen Ursprungs. Geochemiker und Mineralogen haben sich seit Beginn des 20. Jahrhunderts mit hydrothermalen Quarzgleichgewichten befasst.

Hydrothermale Synthese

Die hydrothermale Synthese kann als eine Methode zur Synthese von Einkristallen definiert werden, die von der Löslichkeit von Mineralien in heißem Wasser unter hohem Druck abhängt. Das Quarzkristallwachstum wird in einer Apparatur durchgeführt, die aus einem als Autoklav bezeichneten Stahldruckbehälter besteht, in dem ein Nährstoff zusammen mit Wasser zugeführt wird. Ein Temperaturgradient wird zwischen den gegenüberliegenden Enden der Wachstumskammer aufrechterhalten. Am heißeren Ende löst sich der gelöste Nährstoff auf, während er sich am kühleren Ende auf einem Impfkristall ablagert und den gewünschten Kristall züchtet.

Vorteile des synthetischen hydrothermalen Quarzverfahrens

Vorteile des hydrothermischen Verfahrens gegenüber anderen Arten des Kristallwachstums umfassen die Fähigkeit, kristalline Phasen zu erzeugen, die am Schmelzpunkt nicht stabil sind. Auch Materialien, die nahe ihres Schmelzpunktes einen hohen Dampfdruck aufweisen, können durch das hydrothermale Verfahren gezüchtet werden. Das Verfahren eignet sich auch besonders zum Züchten von großen Quarzkristallen guter Qualität, wobei die Kontrolle über deren Zusammensetzung erhalten bleibt. Nachteile des Verfahrens sind die Notwendigkeit teurer Autoklaven und die Unmöglichkeit, den Kristall beim Wachsen zu beobachten, wenn ein Stahlrohr verwendet wird. Es gibt Autoklaven aus dickwandigem Glas, die bis zu 300 ° C und 10-Stangen eingesetzt werden können.

Geschichte des synthetischen Quarzes

Der erste Bericht über das hydrothermale Wachstum von Kristallen stammt von dem deutschen Geologen Karl Emil von Schafhäutl (1803 – 1890). In 1845 züchtete er mikroskopisch kleine Kristalle in einem Schnellkochtopf.

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