Quarz

Feuerfestes Mineral und stabile Form des kristallinen Siliziumdioxids SiO2 mit einer Mohshärte von 7 (Bild 1). Außerdem ist Quarz der Hauptbestandteil der Form- und Kernsande in der Gießereiindustrie (Bild 2).

In Abhängigkeit von Temperatur Druck sind verschiedene SiO2- Modifikationen beständig:

Tiefquarz ↔ Hochquarz
Tiefquarz stellt das wichtigste gesteinsbildende Mineral dar. Beim Erhitzen über 573°C erfolgt eine spontane, reversible Umwandlung zum Hochquarz.

Hochquarz ↔ Hochtridymit
Die Bildung dieser Modifikation bei etwa 870°C ist nur bei Anwesenheit von Fremdionen und Vorliegen bestimmter Temperaturen möglich.

Hochquarz ↔ Hochcristobalit
Beim Erhitzen von Quarz oberhalb 1400°C und längerem Halten (Gießbedingungen) bildet sich irreversibler Hochcristobalit. Der Anteil der umgewandelten Phase hängt vom Gehalt an Verunreinigungen ab. Beim Abkühlen wird im Temperaturbereich 270 bis 180°C Tiefcristobalit gebildet. Bei Temperaturen oberhalb 1700°C liegt eine Schmelzphase vor, aus der sich beim Abkühlen amorphes Quarzgut (s. Quarzgutsand) bildet.

Die Volumenänderungen bei Übergang der einzelnen SiO2- Modifikationen haben Auswirkungen auf das Ausdehnungsverhalten des Quarzsandes (s. Spezialsand, Bild 1) und in diesem Zusammenhang auch auf formstoffbedingte Gussfehler (z. B. Schülpe).

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