Лакокрасочные материалы сразу после производства

В осадочных породах —  конкреции, прожилки, секреции (жеоды), щётки мелких короткопризматических  кристаллов на стенках пустот в известняках  и др. Также обломки различной  формы и размеров, галька, песок.

Свойства

В чистом виде кварц бесцветен  или имеет белую окраску из-за внутренних трещин и кристаллических  дефектов. Элементы-примеси и микроскопические включения других минералов, преимущественно  оксидов железа, придают ему самую  разнообразную окраску. Имеет много  разновидностей, среди которых —  почти чёрный морион, фиолетовый аметист, жёлтый цитрин и т. д. Причины окраски  некоторых разновидностей кварца имеют свою специфическую природу.

Часто образует двойники.

Растворяется в плавиковой кислоте и расплавах щёлочи.

Температура плавления 1713—1728 °C (из-за высокой вязкости расплава определение температуры плавления  затруднено, существуют различные данные).

Диэлектрик и пьезоэлектрик.

Относится к группе стеклообразующих оксидов, то есть может быть главной  составляющей стекла. Однокомпонентное кварцевое стекло из чистого оксида кремния получают плавлением горного  хрусталя, жильного кварца и кварцевого песка. Диоксид кремния обладает полиморфизмом. Стабильная при нормальных условиях полиморфная модификация — α-кварц (низкотемпературный). Соответственно β-кварцем называют высокотемпературную модификацию.

Кварц имеет несколько  полиморфных модификаций, являющихся самостоятельными минеральными видами:

кристобалит

тридимит

коэсит

стишовит (образуется при очень высоком давлении и умеренной температуре, впервые обнаружен на месте эпицентра ядерного взрыва).

Разновидности кварца

Авантюрин — желтоватый или мерцающий буровато-красный кварцит (в связи с включениями слюды и железной слюдки).

Агат — слоисто-полосчатая разновидность халцедона.

Аметист — фиолетовый.

Бингемит — иризирующий кварц с включениями гётита.

Волосатик — горный хрусталь с включениями тонкоигольчатых  кристаллов рутила, турмалина и/или  других минералов, образующих игольчатые кристаллы.

Горный хрусталь — кристаллы  бесцветного прозрачного кварца.

Кремень — тонкозернистые скрытокристаллические агрегаты кремнезёма непостоянного состава, состоящие  в основном из кварца и в меньшей  степени халцедона, кристобалита, иногда с присутствием небольшого количества опала. Обычно находятся в виде конкреций или гальки, возникающей при их разрушении.

Морион — чёрный.

Празем — зелёный (из-за включений актинолита).

Празиолит — луково-зелёный, получается искусственно прокаливанием жёлтого кварца.

Раухтопаз (дымчатый кварц) — светло-серый или светло-бурый.

Розовый кварц — розовый.

Халцедон — скрытокристаллическая  тонковолокнистая разновидность. Полупрозрачен  или просвечивает, цвет от белого до медово-жёлтого. Образует сферолиты[5]., сферолитовые корки, псевдосталактиты[6] или сплошные массивные образования.

Цитрин — лимонно-жёлтый.

Сапфировый кварц —  синеватый, грубозернистый агрегат  кварца.

Кошачий глаз — белый, розоватый, серый кварц с эффектом светового  отлива.

Соколиный глаз — окварцованный  агрегат синевато-серого амфибола.

Тигровый глаз — аналогичен соколиному глазу, но золотисто-коричневого цвета.

Условия образования

Друза кварца, обросшая кальцитом

Синтетический кварцевый  кристалл, выращенный гидротермальным методом

Кварц образуется при различных геологических процессах.

Непосредственно кристаллизуется  из магмы кислого состава. Содержит как интрузивные (гранит, диорит), так  и эффузивные (риолит, дацит) породы кислого и среднего состава, может встречаться в магматических породах основного состава (кварцевое габбро). По данным измерений методами геобаротермометрии, в гранитах кварц выделяется при Т ≈ 700 °C .

В вулканических породах  кислого состава нередко образует порфировые вкрапленники. Температура  его выделения может превышать 1000 °C.

Кварц кристаллизуется из обогащённых флюидом пегматитовых магм и является одним из главных  минералов гранитных пегматитов. В пегматитах кварц образует срастания  с калиевым полевым шпатом (собственно пегматит), внутренние части пегматитовых жил нередко сложены чистым кварцем (кварцевое ядро).

Кварц является главным минералов  апогранитных метасоматитов — грейзенов.

При гидротермальном процессе образуются кварцевые и хрусталеносные жилы. Нередки красивые жеоды из минералов кварца, часто с агатовой оболочкой.

Широко распространён в осадочных толщах (например, в Подмосковье), часто находится в известняках, доломитах и др. породах в форме конкреций, жеод, мелкокристаллических корок и прожилков в трещинах. При выветривании в поверхностных условиях кварц устойчив, накапливается в россыпях различного генезиса (прибрежно-морских, эоловых, аллювиальных и др.) в виде окатанной гальки. Основной минерал песков и песчаников, а месторождения мономинеральных кварцевых песков имеют большое промышленное значение.

Искусственное получение

Разработан метод синтеза  искусственного кварца гидротермальным  способом. Преимуществом синтетического кварца для промышленности является однородность распределения примесей, более высокая химическая чистота. Большое значение имеет то, что  результатом выращивания являются монокристаллы, которые по своим  свойствам более пригодны для  использования в качестве пьезооптического кварца, чем широко распространённые в природе сдвойникованные кристаллы. Для ювелирной промышленности метод синтеза также является немаловажным, так как позволяет получать кварц любых цветов и нужной насыщенности, при необходимости даже с переходами одной окраски в другую. Искусственным кристаллам придают зелёную (очень редка в природе) и голубую (природных аналогов нет) окраски, выращивают даже не существующий в природе синий кварц.

Практическое значение

Кварц используется в оптических приборах, в генераторах ультразвука, в телефонной и радиоаппаратуре (как пьезоэлектрик), в электронных приборах («кварцем» в техническом сленге иногда называют кварцевый резонатор — компонент устройств для стабилизации частоты электронных генераторов). В больших количествах потребляется стекольной и керамической промышленностью (горный хрусталь и чистый кварцевый песок). Также применяется в производстве кремнезёмистых огнеупоров и кварцевого стекла. Многие разновидности используются в ювелирном деле.

Свинцо́вый су́рик — это твёрдое и химически стойкое вещество. По своему химическому составу свинцовый сурик представляет собой оксид свинца Pb3O4, имеющий насыщенный красно-оранжевый цвет и высокую плотность.

Получение свинцового сурика

Свинцовый сурик производят на химических заводах путем распыления раскалённого металлического свинца в  воздухе или кислороде и быстрого охлаждения полученного продукта. Другим, менее распространенным способом является нагревание и окисление расплавленного свинца в атмосфере кислорода; полученные оксиды в дальнейшем перемалывают в  мельницах. Полученный свинцовый сурик  упаковывается в стальные, деревянные или пластиковые бочки, а также  в многослойные бумажные мешки по 50 кг и менее. Предназначенный для  производства качественной краски или  для наполнения пластмасс и резины свинцовый сурик подвергают тщательному  измельчению в струйных мельницах, а предназначенный для производства аккумуляторов получают из химически чистого свинца

Применение свинцового сурика

Свинцовый сурик имеет  применение в качестве весьма качественного  оранжевого пигмента и грунта, а  также используется как наполнитель  резиновых изделий и пластиков. Свинцовый сурик — сильный  окислитель, и этим обусловлены высокие  антикоррозиойные свойства красок на его основе: вступая в реакцию с железом, он окисляет его до получения плотной плёнки чёрного оксида железа(II), нерастворимого в воде и не пропускающего кислород из воздуха. Покрытые свинцовым суриком стальные конструкции не ржавеют даже в морской воде, однако в большинстве стран производство красок из свинцового сурика сильно ограничено из-за его токсичности. Большим по объёму использования является применение свинцового сурика в стекловарении (хрусталь, оптическое стекло, радиационностойкое и защитное стекло). Определённое значение он имеет как сиккатив, катализатор, компонент «свинцовых замазок». Небольшим по объёму, но очень важным сектором использования свинцового сурика является применение его для защиты от гамма-излучения и для получения других соединений свинца: диоксида, карбоната, ацетата и проч. Небольшое, но важное значение свинцовый сурик имеет в производстве термитных взрывчатых веществ.

Сурик также в виде PbO (иногда Pb3O4) является одним из основных реагентов пробирного анализа, коллектирующим благородные металлы из расплава рудной шихты. Степень растворимости золота и серебра в свинце, образующемся в результате пробирной плавки, не ограничена.

Лак

Лак — раствор органических полимеров искусственно синтезированных  или природного происхождения (смолы), в различных органических растворителях  или воде. При отверждении образует прозрачную, блестящую или матовую  плёнку. В настоящее время существуют лаки, не содержащие в составе растворителей. Их низкую вязкость обеспечивают олигомеры, которые способны отверждаться в присутствии специальных веществ - отвердителей или катализаторов. Лаки условно делят на термопластичные и термореактивные. Отверждение пленки лака происходит либо за счет испарения растворителя, либо за счет химической реакции полимеризации.

Лаки представляют собой  растворы твёрдых веществ в жидкостях, способных или испаряться, или  высыхать; твёрдые вещества — различные  смолы, а жидкостями-растворителями служат этиловый (винный) и метиловый (древесный) спирты, эфирные и растительные высыхающие масла. Смоляной раствор, наложенный на лакируемую поверхность, высыхает, оставляя тонкую, прозрачную и блестящую  плёнку (в практике называемую лакировкой), свойства и качества которой определяют достоинства взятого лака.

На иностранных языках слова фр. laque, нем. Lack означают краску, получаемую осаждением органических красочных пигментов металлическими солями. Такие краски по-русски называются баканами, а русское слово «лак», как обозначение жидкости с указанными выше свойствами, в западной Европе переводится словами англ. varnish, нем. Firniss, фр. vernis.

Существует множество  различных смол, идущих для производства лаков; они отличаются друг от друга  по своим свойствам, в зависимости  от которых находятся и достоинства  получаемых лаков. Почти все смолы  растворяются в растительных маслах и лишь немногие в эфирных маслах и спиртах. Смолы, отличающиеся особенной  твёрдостью и тугоплавкостью, называются копалами. Из жидкостей в качестве растворителей в лаковом производстве наиболее употребительны: обыкновенный спирт, различные сорта скипидара  и льняное масло. По этим растворителям  лаки подразделяются на три главные  группы: лаки спиртовые, скипидарные  и масляные. Каждая из названных  групп имеет свой подбор смол, отличается своими характерными свойствами и предназначением; производство лаков каждой группы требует  особых приёмов и приспособлений. Изобретение лака в Европе приписывают  немецкому монаху Феофилу, жившему  в XII столетии; в первое время приготовление  их было обставлено тайнами и велось келейным образом. Надо думать, что  первые лаки европейского производства были спиртовыми, а первым лаковым  заводом на континенте Европы следует считать завод французского химика Шене, построенный в 1803 г.

Производство масляных лаков  долгое время представляло привилегию Англии, и только когда Америка, Португалия и Голландия стали снабжать европейские  рынки такими же смолами и копалами, какими Англия у себя пользовалась монопольно из своих колоний, лаковое  производство сделалось общедоступным; однако, возникновение масляно-лаковых заводов началось лишь с начала 60-х г. XIX века, то есть совпадает с обнародованием исследований французского химика Виолета о лаках в 1862 г.

В России начало производства масляных экипажных лаков совпало  с развитием сети железных дорог. Первым русским заводом высоких  сортов масляных лаков явился завод  фирмы И. С. Оссовецкого и Ко, основанный в 1874 г. в Москве.

Спиртовые лаки

Спиртовой лак — это  простой раствор смолы в винном или древесном спирте. Последний самостоятельно употребляется весьма редко, но часто служит примесью винного спирта с целью удешевления лака. Из смол применяются шерлак (или шеллак), сандарак и мастика. Смола измельчается в тонкий порошок и заливается спиртом в 92—95°, в стеклянных бутылях или баллонах; растворение ведётся при комнатной температуре и ускоряется постоянным взбалтыванием. Смола берётся всегда в избытке, с целью получения насыщенного раствора. Так приготовленный лак процеживается. Эта операция в производстве спиртовых лаков считается самой трудной, она на различных заводах ведётся различно и тщательно охраняется от посторонних, считаясь секретом заводов.

Обыкновенное процеживание совершается c помощью стеклянных воронок, выложенных войлоком или суконными  цедилками; воронки прикрываются стёклами с мелкими отдушинами для доступа  воздуха. Процеживание идёт весьма медленно и всегда сопряжено с потерей  спирта. Спиртовые лаки получают название от смол, на которых они приготовлены. Так, различают лаки шеллачные, сандарачные и сандарачно-шеллачные. Мастика самостоятельно не употребляется и служит подмесью к названным смолам. Подмесь мастики мягчит лаковую плёнку, но увеличивает её блеск. Лак спиртовой, разжижённый спиртом, называется политурой. Кроме упомянутых подразделений, спиртовые лаки и политуры ещё получают свои названия от цвета, в который окрашены; так известны красные, жёлтые, белые и различные цветные лакокрасочные материалы. Спиртовые лаки идут для лакировки и полировки деревянных изделий. Лаковый слой не выносит влияний наружной атмосферы и особенно боится сырости и резких перемен температуры; в закрытых же помещениях, при обыкновенных условиях комнатного воздуха, сохраняется долго.

По твёрдости слоя первое место принадлежит лакам шеллачным; сандарачные лаки дают более мягкую лакировку, но они всегда получаются светлее. Цветные лаки подкрашиваются анилиновыми красками, готовятся обыкновенно на сандараке с примесью мастики, служат для лакировки металлических изделий, игрушек, оловянных капсулей и пр. Цвет их, по неустойчивости анилиновых пигментов, весьма непрочен.