Cuarzo – Tabla de materiales – Aplicaciones – Precio

Sobre el cuarzo

El cuarzo es un mineral muy abundante de muchas variedades que se compone principalmente de sílice o dióxido de silicio (SiO2). Hay muchas variedades diferentes de cuarzo, varias de las cuales son piedras preciosas semipreciosas. La amatista es una forma de cuarzo que varía desde un violeta vivo brillante hasta un tono lavanda oscuro o opaco. El citrino es una variedad de cuarzo cuyo color va del amarillo pálido al marrón debido a las impurezas férricas. El cuarzo es el mineral que define el valor de 7 en la escala de dureza de Mohs, un método de rayado cualitativo para determinar la dureza de un material a la abrasión. 

Resumen

Nombre	Cuarzo
Fase en STP	sólido
Densidad	2650 kg / m3
Resistencia a la tracción	48 MPa
Límite de elastacidad	N / A
Módulo de Young	37 GPa
Dureza Brinell	7 Mohs
Punto de fusion	1667 ° C
Conductividad térmica	3 W / mK
Capacidad calorífica	741 J / g K
Precio	20 $ / kg

Composición de Cuarzo

El cuarzo es un compuesto químico que consta de una parte de silicio y dos partes de oxígeno. Es dióxido de silicio (SiO2). Los átomos están enlazados en una estructura continua de tetraedros silicio-oxígeno SiO4, y cada oxígeno se comparte entre dos tetraedros, lo que da una fórmula química general de SiO2. 

Aplicaciones del cuarzo

El cuarzo tiene una gran importancia económica. Muchas variedades son piedras preciosas, como amatista, citrino, cuarzo ahumado y cuarzo rosa. Tiene propiedades eléctricas (por ejemplo, su piezoelectricidad) y resistencia al calor que lo hacen valioso en productos electrónicos. La piedra arenisca, compuesta principalmente de cuarzo, es una piedra de construcción importante. Se utilizan grandes cantidades de arena de cuarzo (también conocida como arena de sílice) en la fabricación de vidrio y cerámica y para moldes de fundición en la fundición de metales. El cuarzo triturado se usa como abrasivo en el papel de lija, la arena de sílice se emplea en el pulido con chorro de arena. 

Propiedades mecánicas del cuarzo

Resistencia del cuarzo

En mecánica de materiales, la resistencia de un material es su capacidad para soportar una carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. La resistencia de los materiales básicamente considera la relación entre las cargas externas aplicadas a un material y la deformación resultante o cambio en las dimensiones del material. Al diseñar estructuras y máquinas, es importante considerar estos factores, a fin de que el material seleccionado tenga la resistencia adecuada para resistir las cargas o fuerzas aplicadas y conservar su forma original.

La resistencia de un material es su capacidad para soportar esta carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. Para la tensión de tracción, la capacidad de un material o estructura para soportar cargas que tienden a alargarse se conoce como resistencia máxima a la tracción (UTS). El límite elástico o límite elástico es la propiedad del material definida como el esfuerzo en el que un material comienza a deformarse plásticamente, mientras que el límite elástico es el punto donde comienza la deformación no lineal (elástica + plástica). En caso de tensión de tensión de una barra uniforme (curva tensión-deformación), la  ley de Hooke describe el comportamiento de una barra en la región elástica. El módulo de elasticidad de Young es el módulo de elasticidad para esfuerzos de tracción y compresión en el régimen de elasticidad lineal de una deformación uniaxial y generalmente se evalúa mediante ensayos de tracción.

Ver también: Resistencia de los materiales

Máxima resistencia a la tracción del cuarzo

La resistencia máxima a la tracción del cuarzo es de 48 MPa.

Límite de elastacidad del cuarzo

El límite elástico del cuarzo es N / A.

Módulo de Young del cuarzo

El módulo de Young del cuarzo es 37 GPa.

Dureza del cuarzo

En la ciencia de los materiales, la  dureza  es la capacidad de resistir  la hendidura de la superficie  ( deformación plástica localizada ) y el  rayado . La prueba de dureza Brinell  es una de las pruebas de dureza por indentación, que se ha desarrollado para pruebas de dureza. En las pruebas Brinell, se fuerza un penetrador esférico duro  bajo una carga específica en la superficie del metal que se va a probar.

El  número de dureza Brinell  (HB) es la carga dividida por el área de la superficie de la muesca. El diámetro de la impresión se mide con un microscopio con una escala superpuesta. El número de dureza Brinell se calcula a partir de la ecuación:

La dureza del cuarzo es de aproximadamente 7 Mohs.

Ver también: dureza de materiales

Propiedades térmicas del cuarzo

Cuarzo – Punto de fusión

Punto de cuarzo de fusión es de 1667 ° C .

Tenga en cuenta que estos puntos están asociados con la presión atmosférica estándar. En general, la  fusión  es un  cambio  de fase de una sustancia de la fase sólida a la líquida. El  punto  de fusión de una sustancia es la temperatura a la que se produce este cambio de fase. El  punto de fusión  también define una condición en la que el sólido y el líquido pueden existir en equilibrio. Para varios compuestos químicos y aleaciones, es difícil definir el punto de fusión, ya que generalmente son una mezcla de varios elementos químicos.

Cuarzo – Conductividad térmica

La conductividad térmica del cuarzo es de 3 W / (m · K) .

Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden mediante una propiedad llamada  conductividad térmica , k (o λ), medida en  W / mK . Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por  conducción . Tenga en cuenta que  la ley de Fourier se  aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo tanto, también se define para líquidos y gases.

La  conductividad térmica  de la mayoría de los líquidos y sólidos varía con la temperatura. Para los vapores, también depende de la presión. En general:

La mayoría de los materiales son casi homogéneos, por lo que normalmente podemos escribir  k = k (T) . Se asocian definiciones similares con conductividades térmicas en las direcciones y y z (ky, kz), pero para un material isótropo, la conductividad térmica es independiente de la dirección de transferencia, kx = ky = kz = k.

Cuarzo – Calor específico

El calor específico de cuarzo es 7 41 J / g K .

El calor específico, o capacidad calorífica específica,  es una propiedad relacionada con la energía interna  que es muy importante en termodinámica. Las  propiedades intensivas  c _v  y  c _p  se definen para sustancias compresibles simples puras como derivadas parciales de la  energía interna  u (T, v)  y la  entalpía  h (T, p) , respectivamente: 

donde los subíndices  v  y  p  significan las variables mantiene fijo durante la diferenciación. Las propiedades  c _v  y  c _p  se denominan  calores específicos  (o  capacidades caloríficas ) porque, en determinadas condiciones especiales, relacionan el cambio de temperatura de un sistema con la cantidad de energía añadida por la transferencia de calor. Sus unidades SI son  J / kg K  o  J / mol K .

Propiedades y precios de otros materiales

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