應用文章 | 動態熱機械法測量石英的相轉變

汪霞云，曾智強

SiO₂在自然界中廣泛存在，幾乎在每一種地質環境里都能找到，也是各類巖石的組分之一。SiO₂有晶態和無定形態，目前已知有八種不同的晶型，其中常見的存在形式就是石英。在室溫下穩定的晶相是α-石英。在573°C以上，α-石英轉變成β-石英。在更高溫度下轉變成β-鱗石英（> 870°C）和方英石（> 1470°C）。石英廣泛應用于陶瓷、玻璃和建筑行業。石英晶體的壓電性質可使其用于電子行業，石英鐘可能是大家使用這種礦物熟悉的設備了。

測試條件：

溫度范圍：300??°C

升降溫速率：2K/min

測試頻率：1Hz

比例因子：1.2

樣品支架：三點彎曲，20mm

大動態力：3.0N

設置振幅：±20μm

測試結論：

上圖顯示了石英在300°C至600°C范圍內動態熱機械性能。隨著溫度的升高，儲能模量E'連續下降。在568°C（外推起始點），檢測到E'的急劇下降，這是由于α-石英開始轉變成β-石英。 在581°C，測得E'的小值（48700MPa）。 隨后觀察到儲能模量急劇增加至114000MPa。測得損耗因子曲線對應峰值為584°C。