クォーツとガラスの違い

社会が急速に進化し続けるにつれて、ガラスの種類はますます多様化し、さまざまな場面のニーズに応えています。ガラス材料は、その材料と性能を調整することでさまざまな変化を遂げ、より安定して耐久性のあるものになります。石英ガラスは、時代の発展とともに登場した特殊なガラスです。しかし、石英とガラスの違いと、それぞれの利点をご存知ですか？以下でご紹介します。

石英は地球の表面に広く分布している鉱物の一つです。石英には様々な種類があり、脈石英、石英砂、珪岩、砂岩、珪石、玉髄、珪藻土など、日常の陶磁器の原料として使われています。普通の砂や水晶と同じ起源です。

ガラスは板ガラスと深加工ガラスに分類されます。板ガラスは主に、引抜板ガラス（さらにオープンスロットとスロットレスに分類可能）、引抜板ガラス、フロートガラスに分けられます。フロートガラスは、厚さが均一で、上下面が滑らかで平行であり、労働生産性が高く、管理が容易であるなどの理由から、ガラス製造の主流の方法になりつつあります。

石英は結晶であり、二酸化ケイ素（SiO2）で構成される鉱物です。純粋な石英は無色透明ですが、微量の着色イオン、細かく分散した包有物、または色中心の存在により、透明度が低下し、さまざまな色を示します。ガラス光沢があり、破断面は脂肪光沢があります。硬度は7、へき開なし、貝殻状破壊、比重は2.65、圧電性があります。

ガラスは、一般にさまざまな無機鉱物（石英砂、ホウ砂、三酸化ホウ素、重晶石、炭酸バリウム、石灰石、長石、ソーダ灰など）と少数の補助材料から作られる非結晶性、無機性、非金属性の材料です。

工業取引において、ガラスは正式にはカット ガラス クリスタルと呼ばれ、石英は石英クリスタルと呼ばれます。ガラスの他の名称には、ファイン クリスタル、スワロフスキー クリスタル、カット クリスタル、オーストリアン クリスタルなどがあります。

通常のガラスの主成分はケイ酸ナトリウム、二酸化ケイ素、ケイ酸カルシウムで、二酸化ケイ素の含有量は通常 70% から 75% の間です。たとえば、彫刻されたガラス結晶には 80% もの二酸化ケイ素が含まれています。その他の成分には、溶融温度を下げて材料特性を向上させる酸化ナトリウム、酸化カルシウム、その他のアルカリ金属またはアルカリ土類金属があります。これらの成分は、石英ガラスに比べて熱安定性が悪く、光学特性が劣るなど、通常のガラスの特定の側面にも制限を与えます。

一方、クォーツは、99% を超える純粋な二酸化ケイ素から溶融されます。天然水晶と合成水晶の両方に、少なくとも 99% の二酸化ケイ素が含まれています。

石英の硬度はモース硬度 7 に達するため、ナイフ、シャベル、または鋼線のボールで石英を傷つけても、損傷しません。一方、ガラスの硬度は一般的にモース硬度 5.5 ～ 6 しかありません。

石英ガラスは、可視光透過率が92%を超え、紫外線スペクトル透過率が80%を超え、紫外線から赤外線までの全スペクトルにわたって優れた光透過率を示します。

通常のガラスも光学的透明性は優れていますが、石英ガラスと比較すると、特定のスペクトル範囲に制限がある場合があります。

通常のガラスは一般に無色ですが、石英は通常、ある程度の色を持っています。石英には微量の着色イオンまたは細かく分散した包有物が含まれており、さまざまな色を与え、透明度を低下させます。石英の色の例には、金黄色、スモーキー、ローズ、紫などがあります。石英は、他の結晶 (シトリンやアメジストなど) の組み合わせによって形成されます。

石英ガラスの軟化点はおよそ1730℃で、長時間使用では1100℃、短時間使用では1450℃まで耐えられます。そのため、高温や火に対して耐性が高く、代表的な耐火材料です。一般的に石英ガラスの石英含有量が94%以上であれば、直火にさらされても燃えることなく完全に遮断できるため、キッチンカウンターなどに適しています。

石英は赤熱した後すぐに水に入れても割れにくいのに対し、普通のガラスは耐熱性が低く、石英ガラスのように極度の温度に耐えることができません。赤熱するとすぐに割れてしまいます。

石英ガラスはフッ化水素酸以外の耐食性に優れており、セラミックスの30倍、ステンレス鋼の150倍も優れています。

通常のガラスは酸性物質との化学反応の影響を受けやすいため、高い耐化学腐食性が求められる用途には適していません。

石英ガラスは熱膨張が最小限であるため、急激な温度変化にも割れることなく耐えることができます。

通常のガラスは熱安定性が低いため、急激な温度変化によって破損する可能性があります。

石英ガラスは普通のガラスよりも耐摩耗性に優れています。

石英ガラスは生産コストが通常のガラスよりもはるかに高いため、高価です。

石英とガラスは、装飾や工業用途で重要な役割を果たしており、同様の用途分野を持っています。しかし、主に電気特性と用途範囲において、両者の間には顕著な違いがあります。

ガラスは優れた電気絶縁体であるため、ドア、窓、壁、さまざまな室内装飾品の製造によく使用されます。また、自動車、航空宇宙、電子機器の分野でも広く使用されています。

ガラスは幅広い用途に使用されていますが、石英ガラスのような特殊な特性がないため、要求の厳しい用途には適していません。

一方、導電性に優れた石英は、半導体、点光源、光学・化学機器、医療機器などのハイテク分野でよく使用されています。

石英は、強力な Si-O 化学結合と緻密な構造により、優れた光学性能を発揮します。透明石英ガラスは、紫外線から赤外線波長までの全スペクトルにわたって優れた光透過率を示し、光学機器やハイテク分野で広く使用されています。

要約すると、石英ガラスは、耐高温性、優れた化学的および熱的安定性、優れた光学的透明性、および優れた電気絶縁特性を備えているため、半導体や光学などのさまざまな産業に適した材料となっています。通常のガラスは建設分野で広く使用されていますが、石英ガラスの特殊な特性を欠いており、厳しい用途要件を満たすことができません。

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