Synthetischer Quarz

Nicht alle Quarzsorten kommen natürlich vor. Da Naturkristalle häufig Zwillinge sind, wird synthetischer Quarz zur Verwendung in der Industrie hergestellt. Große, makellose Einkristalle werden in einem Autoklaven über den hydrothermalen Prozess synthetisiert.

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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

Hydrothermale Synthese kann als ein Verfahren zur Synthese von Einkristallen definiert werden, das von der Löslichkeit von Mineralien in heißem Wasser unter hohem Druck abhängt. Die Quarzkristallzüchtung wird in einer Apparatur durchgeführt, die aus einem als Autoklaven bezeichneten Stahldruckbehälter besteht, in dem ein Nährstoff zusammen mit Wasser zugeführt wird.

Zwischen den gegenüberliegenden Enden der Wachstumskammer wird ein Temperaturgradient aufrechterhalten. Am heißeren Ende löst sich der gelöste Nährstoff auf, während er sich am kühleren Ende auf einem Impfkristall ablagert, wodurch der gewünschte Kristall wächst.

Vorteile des synthetischen hydrothermalen Quarzverfahrens

Vorteile des hydrothermalen Verfahrens gegenüber anderen Arten des Kristallwachstums umfassen die Fähigkeit, kristalline Phasen zu erzeugen, die am Schmelzpunkt nicht stabil sind. Auch Materialien, die einen hohen Dampfdruck in der Nähe ihrer Schmelzpunkte aufweisen, können durch das hydrothermale Verfahren gezüchtet werden.

Das Verfahren ist auch besonders geeignet für das Züchten von großen Quarzkristallen guter Qualität unter Beibehaltung der Kontrolle über ihre Zusammensetzung. 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, das bis 300°C und 10 bar einsetzbar ist.

• MINERAL: Oxidmineral
• CHEMIE: SiO2
• FARBE: Farblos durch verschiedene Farben bis Schwarz
• REFRAKTIVER INDEX: 1.54 zu 1.55
• BIREFRINGENZ: + 0.009
• SPEZIFISCHE SCHWERPUNKTE: 2.59 – 2.65
• MOHS-HÄRTE: ​​7

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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