25 de mai. de 2017

O QUE É O QUARTZO






QUARTZO


Vamos saber então o que é o quartzo e o porque o relógio de quartzo oferece uma maior precisão e um custo mais em conta.




Aglomerado de cristais - 
Quartzo do Tibet
O QUE É O QUARTZO?
É um cristal, que possui em sua estrutura a forma "cristalina trigonal" composta por tetraedros de sílica (dióxido de silício, onde cada oxigênio fica dividido entre dois tetraedros). Sendo o segundo mineral mais abundante de nosso planeta, perde em abundância apenas para o grupo de feldspatos;

ONDE OCORRE O QUARTZO NA NATUREZA?
Ocorre geralmente em pegmatitas graníticas e veios hidrotermais. Cristais bem desenvolvidos podem atingir vários metros de extensão e pesar centenas de quilogramas. A erosão de pegmatitas pode revelar bolsões de cristais, conhecidos como "catedrais". Pode também ter origem metamórfica ou sedimentar.
Geralmente associado aos feldspatos e micas. É constituinte essencial de granito, arenito, quartzitos por exemplo. Adicionalmente, pode ocorrer em camada, particularmente em variedades como a ametista; neste caso, os cristais desenvolvem-se a partir de uma matriz e deste modo apenas é visível uma pirâmide terminal. Um geoide de quartzo, consiste de uma pedra oca (geralmente de forma aproximadamente esférica), cujo interior é revestido por uma camada de cristais.

O QUARTZO SINTÉTICO SEM MACLAS
Uma vez que o quartzo ocorre muitas vezes maclado, (convém explicar - Macla ou geminação, em cristalografia, é o nome dado ao intercrescimento racional de dois ou mais cristais do mesmo mineral de tal modo que seja possível descrevê-lo matematicamente e em que algumas malhas são paralelas e outras se encontram em posição invertida) ufa! Não iria achar em nenhum dicionário!
Então, por ser muitas vezes maclado o quartzo mais utilizado industrialmente é sintetizado. São produzidos grandes e perfeitos cristais não maclados em autoclave por meio do processo hidrotermal.


RESISTÊNCIA DO QUARTZO
Na escala de Mohs, em cuja, se atribui valores de 1 a 10, numa tabela de dureza e resistência à riscos dos materiais a mesma que dá ao material menos duro, que é o talco, o valor 1, e ao material mais duro conhecido na natureza, que é o diamante, o valor 10. 
Nessa escala de resistência dos minerais o quartzo tem o valor  7
Existem muitas qualidades de cristal de quartzo na natureza sendo que algumas variedades chegam a ser considerados pedras semi-preciosas.
Na antiguidade, na Europa e Oriente Médio, as variedades de quartzo foram os minerais mais utilizados na confecção de joias e esculturas de pedra.
Por possuir baixa perda acústica e uma notável estabilidade química e térmica o quartzo apresenta o efeito piezoelétrico sob pressão e a propriedade de piroeletricidade, que consiste no aparecimento de cargas elétricas em resposta ao aquecimento do cristal de quartzo.


O QUE É EFEITO PIEZOELÉTRICO?

é a capacidade de alguns cristais gerarem tensão elétrica por resposta a uma pressão mecânica de modo que piezoeletricidade é interpretado como a produção de energia elétrica devido à compressão sobre determinados materiais.
A piezoeletricidade pode ser explicada pela assimetria de polarização iônica. Simetricamente, o efeito piezoelétrico não existe em materiais que apresentam simetria central e refere-se à geração de uma corrente elétrica.
Essa singularidade, faz com que a vibração do cristal possa ser captada por eletrodos, que são condutores metálicos de eletricidade.

A tensão elétrica gerada é a "força" responsável pela movimentação de elétrons, ou seja, é a tendência que uma carga eletrica tem de ir de um ponto para o outro e no caso do cristal de quartzo do relógio, esses pulsos são transmitidos para um circuito eletrônico, onde é captado.
O quartzo cristalino é um ótimo ressoador mecânico, com baixa taxa de amortecimento, porque todo cristal tende a "vibrar" em sua respectiva "frequência de ressonância", que é determinada pelas características físicas de cada cristal

Cristais

Utilizando argumentos referentes à simetria, o efeito piezoelétrico não existe em materiais que apresentam simetria central, e desta forma, podem ser polarizados, ou seja, a piezoeletricidade pode ser explicada pela assimetria de polarização iônica. Porém, elementos puros, tais como selênio (Se) e telúrio (Te) também exibem a propriedade de piezoeletricidade. Nestes casos, a polarização elétrica induzida é atribuída à distribuição eletrônica, que é alterada pela ação externa.


A maioria dos cristais não possui propriedades piezoelétricas. O mais importante cristal natural que possui esta propriedade é o quartzo. Além deste, pela facilidade de sintetização, os cristais utilizados são cerâmicas à base de, por exemplo, titanato de bário ou zirconato de chumbo.






 

O QUE É EFEITO PIEZOELÉTRICO?
 Simetricamente, o efeito piezoelétrico não existe em materiais que apresentam simetria central, e estes podem ser polarizados.
Conclui-se que, a piezoeletricidade pode ser explicada pela assimetria de polarização iônica.
Alguns elementos puros, tais como selênio (Se) e telúrio (Te) também exibem a propriedade de piezoeletricidade, nestes casos, a polarização elétrica induzida é atribuída à distribuição eletrônica alterada pela ação externa.
o efeito piezoelétrico reverso (a geração interna de uma tensão mecânica resultante de um campo elétrico aplicado).
 Por exemplo, os cristais de titanato zirconato de chumbo irão gerar um tipo de piezoeletricidade mensurável quando a sua estrutura estática for deformada em cerca de 0,1% da dimensão inicial. Por outro lado, esses mesmos cristais mudam cerca de 0,1% da sua dimensão estática quando um campo elétrico externo é aplicado ao material. Como exemplo, o efeito piezoelétrico inverso é usado na produção de ondas de ultrassom.

Piezoeletricidade é a capacidade de alguns cristais gerarem tensão elétrica em resposta a uma pressão mecânica. O termo piezoeletricidade provém do grego piezein, que significa apertar/pressionar e refere-se à geração de uma corrente elétrica que é gerada. O potencial elétrico mede a força que uma carga elétrica experimenta dentro de um campo elétrico,
Essa singularidade, faz com que a vibração a vibração do cristal possa ser captada por eletrodos, que são condutores metálicos de eletricidade.

a tensão elétrica é a "força" responsável pela movimentação de elétrons, ou seja, é a tendência que uma carga eletrica tem de ir de um ponto para o outro e no caso do cristal de quartzo do relógio, esses pulson são transmitidos para um circuito eletrônico, onde é captado.



O efeito piezoelétrico é um processo reversível em que os materiais exibem o efeito piezoelétrico direto que consiste na geração interna de uma carga elétrica resultante da aplicação de uma força mecânica, mas também exibem o efeito piezoelétrico reverso (a geração interna de uma tensão mecânica resultante de um campo elétrico aplicado).vértices opostos quando ele é submetido a pressão ou tensão. Essas cargas elétricas são proporcionais à alteração da pressão.
QUARTZO LEITOSO
 Em outras palavras, se aplicarmos um pulso de tensão em um bloco de cristal de quartzo, essa tensão irá gerar uma vibração mecânica, que, por sua vez, cria uma tensão elétrica oscilante. 
Um cristal tende a "vibrar" em sua respectiva "frequência de ressonância", que, por sua vez é determinada pelas características físicas do cristal.
Esses fatores fazem com que um bloco de quartzo cristalino seja um ótimo ressoador mecânico, com baixa taxa de amortecimento.



O QUE É EFEITO PIROELÉTRICO

A propriedade da piroeletricidade, que consiste no aparecimento de cargas elétricas em resposta ao aquecimento do cristal de quartzo.
Piroeletricidade (do grego pyr, fogo, e eletricidade) é a capacidade de alguns materiais de gerarem temporariamente um potencial elétrico quando aquecidos ou arrefecidos. A mudança de temperatura modifica ligeiramente as posições dos átomos na estrutura cristalina, de tal modo que a polarização do material é alterada. Esta alteração da polarização dá origem a um potencial elétrico temporário, que desaparece após o tempo de relaxação dielétrica.



A piroeletricidade não deve ser confundida com termoeletricidade, onde um perfil térmico fixo, não-uniforme, dá origem a uma diferença de potencial elétrico permanente.

AS VARIADAS APLICAÇÕES DO CRISTAL DE QUARTZO

Computadores: Osciladores de Quartzo criam frequências precisas usadas como uma espécie de relógio para determinar o ritmo de funcionamento dos computadores.
QUARTZO HIALINO
Construção civil: O Quartzo serve de matéria prima para vários produtos da construção civil, como areia para moldes de fundição, fabricação de vidro, é muito utilizado também como agregado fino;
Eletrônica: As suas propriedades piezoelétricas e estabilidade na oscilação tornam o quartzo um material ideal para ser utilizado em Osciladores. Estes, por sua vez, podem ser utilizados como clocks em circuitos eletrônicos;
Rádios: Pode ser utilizada para estabilizar frequências de transmissores de rádio;
Ferramentas e utensílios: dentifrícios, abrasivos, lixas, refratários, cerâmica, indústria de ornamentos e enfeites;
Química: esmalte e saponáceos, devido ao seu brilho e dureza;
Fibra Óptica: Com o desenvolvimento da tecnologia do quartzo foi possível a obtenção de fios cada vez mais finos, transparentes e que podem ser encurvados sem se quebrar e;
Relojoaria: Utilizado para realizar a contagem dos segundos em relógios. 


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O QUE É O QUARTZO?
É um cristal, que possui em sua estrutura a forma "cristalina trigonal" composta por tetraedros de sílica (dióxido de silício, onde cada oxigênio fica dividido entre dois tetraedros). Sendo o segundo mineral mais abundante de nosso planeta, perde em abundância apenas para o grupo de feldspatos;

Ocorrências de quartzo
Ocorre geralmente em pegmatitas graníticas e veios hidrotermais. Cristais bem desenvolvidos podem atingir vários metros de extensão e pesar centenas de quilogramas. A erosão de pegmatitas pode revelar bolsões de cristais, conhecidos como "catedrais". Pode também ter origem metamórfica ou sedimentar.
Geralmente associado aos feldspatos e micas. É constituinte essencial de granito, arenito, quartzitos por exemplo. Adicionalmente, pode ocorrer em camada, particularmente em variedades como a ametista; neste caso, os cristais desenvolvem-se a partir de uma matriz e deste modo apenas é visível uma pirâmide terminal. Um geoide de quartzo, consiste de uma pedra oca (geralmente de forma aproximadamente esférica), cujo interior é revestido por uma camada de cristais.

Quartzo sintético
Uma vez que o quartzo ocorre muitas vezes maclado, (convém explicar - Macla ou geminação, em cristalografia, é o nome dado ao intercrescimento racional de dois ou mais cristais do mesmo mineral de tal modo que seja possível descrevê-lo matematicamente e em que algumas malhas são paralelas e outras se encontram em posição invertida) ufa! Não iria achar em nenhum dicionário!
Então, por ser muitas vezes maclado o quartzo mais utilizado industrialmente é sintetizado. São produzidos grandes e perfeitos cristais não maclados em autoclave por meio do processo hidrotermal.







Na escala de Mohs, em cuja, se atribui valores de 1 a 10, numa tabela de dureza e resistencia à riscos dos materiais a mesma que dá ao material menos duro, que é o talco, o valor 1, e ao material mais duro conhecido na natureza, que é o diamante, o valor 10. 
Nessa escala de resistencia dos minerais o quartzo tem o valor  7
Existem muitas qualidades de cristal de quartzo na natureza sendo que algumas variedades chegam a ser considerados pedras semi-preciosas.
Na antiguidade, na Europa e Oriente Médio, as variedades de quartzo foram os minerais mais utilizados na confecção de jóias e esculturas de pedra.
Por possuir baixa perda acústica e uma notável estabilidade química e térmica o quartzo apresenta o efeito piezoelétrico sob pressão e a propriedade de piroeletricidade, que consiste no aparecimento de cargas elétricas em resposta ao aquecimento do cristal de quartzo.


O QUE É EFEITO PIEZOELÉTRICO?

é a capacidade de alguns cristais gerarem tensão elétrica por resposta a uma pressão mecânica de modo que piezoeletricidade é interpretado como a produção de energia elétrica devido à compressão sobre determinados materiais.
A piezoeletricidade pode ser explicada pela assimetria de polarização iônica. Simetricamente, o efeito piezoelétrico não existe em materiais que apresentam simetria central e refere-se à geração de uma corrente elétrica.
Essa singularidade, faz com que a vibração do cristal possa ser captada por eletrodos, que são condutores metálicos de eletricidade.

A tensão elétrica gerada é a "força" responsável pela movimentação de elétrons, ou seja, é a tendência que uma carga eletrica tem de ir de um ponto para o outro e no caso do cristal de quartzo do relógio, esses pulsos são transmitidos para um circuito eletrônico, onde é captado.
O quartzo cristalino é um ótimo ressoador mecânico, com baixa taxa de amortecimento, porque todo cristal tende a "vibrar" em sua respectiva "frequência de ressonância", que é determinada pelas características físicas de cada cristal

Cristais

Utilizando argumentos referentes à simetria, o efeito piezoelétrico não existe em materiais que apresentam simetria central, e desta forma, podem ser polarizados, ou seja, a piezoeletricidade pode ser explicada pela assimetria de polarização iônica. Porém, elementos puros, tais como selênio (Se) e telúrio (Te) também exibem a propriedade de piezoeletricidade. Nestes casos, a polarização elétrica induzida é atribuída à distribuição eletrônica, que é alterada pela ação externa.


A maioria dos cristais não possui propriedades piezoelétricas. O mais importante cristal natural que possui esta propriedade é o quartzo. Além deste, pela facilidade de sintetização, os cristais utilizados são cerâmicas à base de, por exemplo, titanato de bário ou zirconato de chumbo.

O QUE É EFEITO PIEZOELÉTRICO?
 Simetricamente, o efeito piezoelétrico não existe em materiais que apresentam simetria central, e estes podem ser polarizados.
Conclui-se que, a piezoeletricidade pode ser explicada pela assimetria de polarização iônica.
Alguns elementos puros, tais como selênio (Se) e telúrio (Te) também exibem a propriedade de piezoeletricidade, nestes casos, a polarização elétrica induzida é atribuída à distribuição eletrônica alterada pela ação externa.
o efeito piezoelétrico reverso (a geração interna de uma tensão mecânica resultante de um campo elétrico aplicado).
 Por exemplo, os cristais de titanato zirconato de chumbo irão gerar um tipo de piezoeletricidade mensurável quando a sua estrutura estática for deformada em cerca de 0,1% da dimensão inicial. Por outro lado, esses mesmos cristais mudam cerca de 0,1% da sua dimensão estática quando um campo elétrico externo é aplicado ao material. Como exemplo, o efeito piezoelétrico inverso é usado na produção de ondas de ultrassom.

Piezoeletricidade é a capacidade de alguns cristais gerarem tensão elétrica em resposta a uma pressão mecânica. O termo piezoeletricidade provém do grego piezein, que significa apertar/pressionar e refere-se à geração de uma corrente elétrica que é gerada. O potencial elétrico mede a força que uma carga elétrica experimenta dentro de um campo elétrico,
Essa singularidade, faz com que a vibração a vibração do cristal possa ser captada por eletrodos, que são condutores metálicos de eletricidade.

a tensão elétrica é a "força" responsável pela movimentação de elétrons, ou seja, é a tendência que uma carga eletrica tem de ir de um ponto para o outro e no caso do cristal de quartzo do relógio, esses pulson são transmitidos para um circuito eletrônico, onde é captado.



O efeito piezoelétrico é um processo reversível em que os materiais exibem o efeito piezoelétrico direto que consiste na geração interna de uma carga elétrica resultante da aplicação de uma força mecânica, mas também exibem o efeito piezoelétrico reverso (a geração interna de uma tensão mecânica resultante de um campo elétrico aplicado).vértices opostos quando ele é submetido a pressão ou tensão. Essas cargas elétricas são proporcionais à alteração da pressão.
QUARTZO LEITOSO
 Em outras palavras, se aplicarmos um pulso de tensão em um bloco de cristal de quartzo, essa tensão irá gerar uma vibração mecânica, que, por sua vez, cria uma tensão elétrica oscilante. 
Um cristal tende a "vibrar" em sua respectiva "frequência de ressonância", que, por sua vez é determinada pelas características físicas do cristal.
Esses fatores fazem com que um bloco de quartzo cristalino seja um ótimo ressoador mecânico, com baixa taxa de amortecimento.


O QUE É EFEITO PIROELÉTRICO

A propriedade da piroeletricidade, que consiste no aparecimento de cargas elétricas em resposta ao aquecimento do cristal de quartzo.
Piroeletricidade (do grego pyr, fogo, e eletricidade) é a capacidade de alguns materiais de gerarem temporariamente um potencial elétrico quando aquecidos ou arrefecidos. A mudança de temperatura modifica ligeiramente as posições dos átomos na estrutura cristalina, de tal modo que a polarização do material é alterada. Esta alteração da polarização dá origem a um potencial elétrico temporário, que desaparece após o tempo de relaxação dielétrica.



A piroeletricidade não deve ser confundida com termoeletricidade, onde um perfil térmico fixo, não-uniforme, dá origem a uma diferença de potencial elétrico permanente.

Aplicaçoes do quartzo
Computadores: Osciladores de Quartzo criam frequências precisas usadas como uma espécie de relógio para determinar o ritmo de funcionamento dos computadores.
QUARTZO HIALINO
Construção civil: O Quartzo serve de matéria prima para vários produtos da construção civil, como areia para moldes de fundição, fabricação de vidro, é muito utilizado também como agregado fino;
Eletrônica: As suas propriedades piezoelétricas e estabilidade na oscilação tornam o quartzo um material ideal para ser utilizado em Osciladores. Estes, por sua vez, podem ser utilizados como clocks em circuitos eletrônicos.
Rádios: Pode ser utilizada para estabilizar frequências de transmissores de rádio.
Ferramentas e utensílios: dentifrícios, abrasivos, lixas, refratários, cerâmica, indústria de ornamentos e enfeites;
Química: esmalte e saponáceos, devido ao seu brilho e dureza.
Relojoaria: Utilizado para realizar a contagem dos segundos em relógios de pulso. O cristal, cortado na forma de garfo, é alimentado por uma carga elétrica. Esse formato é calculado para que ele emita sempre exatos 32 768 pulsos elétricos por segundo. Os pulsos são transmitidos a um circuito eletrônico, que se baseia neles para formar os números do mostrador digital. Se o relógio for analógico, o circuito divide a vibração a apenas um impulso por segundo. Esse impulso regula um pequeno motor que move as engrenagens dos ponteiros.
Fibra Óptica: Com o desenvolvimento da tecnologia do quartzo foi possível a obtenção de fios cada vez mais finos, transparentes e que podem ser encurvados sem se quebrar.

Na grande maioria dos relógios produzidos hoje, a passagem do tempo é medida pelas vibrações de um minúsculo cristal de quartzo.
O cristal de quartzo gera pulsos elétricos enquanto submetido a uma pressão física – e também vibra fisicamente quando atravessado por uma corrente elétrica.


Antes o cristal dos relógios deve ser afinado, isto é. cortado na forma de um diapasão.

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