Quarz

Material
Quarz 

Einkristalliner Quarz (SiO2) ist ein Kristall, der sowohl natürlich vorkommt als auch mittels Hydrothermalsynthese synthetisch hergestellt wird. Im Wellenlängenbereich zwischen 0,3 µm und 2,7 µm liegt der Transmissionsanteil über 90 %. Im Unterschied zu Quarzglas besitzt einkristalliner Quarz eine starke Doppelbrechung. Quarz liegt standardmäßig als alpha-Quarz (Tiefquarz) vor, bei einer Temperatur oberhalb von 573 °C ändert sich die Kristallstruktur in beta-Quarz (Hochquarz). Dabei handelt es sich um einen reversiblen Vorgang, der jedoch zu Rissen und Brüchen im Material führen kann.

Quarz wird hauptsächlich als Polarisator, in piezoelektrischen Bauelementen, in FIR-Optiken, als VUV-Filter sowie in Mikroskopen genutzt.

Eigenschaften
Optische Eigenschaften
Transmissionsbereich in µm (Minimum 10%)
0,15‐4,8
Transmissionsbereich in µm (Minimum 50%)
0,15‐4,1
Brechungsindex @633nm
1,543 (no)

1,552 (nao)

Reflexionsverluste in % an 1 Oberfläche
6,94 @2,9µm
Reflexionsverluste in % an 2 Oberflächen
8,8@0,6µm
dN/dT in 1/K
5 · 10-6
Physikalische Eigenschaften
Dichte in g/cm3
2,65
Schmelzpunkt in °C
1710
Spezifische Wärmekapazität in J/(kg · K)
710
Thermische Leitfähigkeit in W/(m · K)
10,7 (parallel)

6,2 (senkrecht)

Thermische Ausdehnung in 1/K
13,2 · 10-6 (parallel)

7,9 · 10-6 (senkrecht)

Dielektische Konstante
4,34 (parallel)

4,27 (senkrecht)

Wasserlöslichkeit in g/100g
unlöslich
Mohs-Härte
7
Knoop-Härte in kg/mm²
710
Materialtyp
Einkristall, synthetisch
Kristalltyp
trigonal
Kristallstruktur
amorph
Gitterkonstante in Å
a = 4,914

c = 12,405

Elastizitätskonstanten in GPa
C11 = 87

C12 = 7

C33 = 106

C44 = 58

C13 = 13

C14 = -18

Elastizitätsmodul (E) in GPa
97,2 (parallel)

76,5 (senkrecht)

Schubmodul (G) in GPa
31,14
Kompressionsmodul (K) in GPa
98
Dehnungsgrenze in MPa
55
Poissonzahl
0,17
Spektrale Eigenschaften
Probendicke: 2 mm