لماذا تستخدم بلورات الكوارتز في الساعات

كتابة: هبة الله محمد آخر تحديث: 06 مارس 2021 , 12:31

خصائص بلورات الكوارتز

الكوارتز هو من أكثر المعادن وفرًة في قشرة الأرض، ويتكون من بلورات السليكون أو بالتحديد ثاني أكسيد السيليكون، فهو يتكون من عنصري الأكسجين متحدًا مع السيليكون وتكون بلوراته متعددة الالوان وردية وشفافة وسوداء وغيرها، وتختلف باختلاف تركيب البلورات والشوائب التي تحويها وغيرها، والكوارتز هو عبارة عن رمل تعرض لضغط كبير تحت طبقات الأرض منذ آلاف الآلاف السنين مما أدى إلى تحوله إلى الشكل البلوري، وبلوراته لامعة لها بريق مثل الزجاج،  ولو تعرض للكسر فإنه يكون حادًا مثله مثل الزجاج.

وتقاوم بلورات الكوارتز عوامل التعرية وكافة ظروف الجو وتغيراته، ولا يحدث لها شيء سوى تآكل أطرافها، وهذه الاجزاء التي تتآكل نجدها في الارض وعلى شواطئ البحار، وأمريكا هي واحدة من أهم الدول التي تمتلك مخزونًا كبيرًا من بلورات الكوارتز، وهي لها خاصية كهرومغناطيسية، وتدخل في العديد من الصناعات مثل أجهزة الحاسوب والمذياع وساعات اليد والحائط وغيرها، وهذه هي أهم خصائص الكوارتز:

  • الكوارتز يوصل الكهرباء بطريقة جيدة جدًا، وهذا أحد أسباب استخدامه في الصناعات الإلكترونية.
  • يعتبر تقريبًا المعدن الثاني على وجه الأرض من حيث الصلابة، ويحتاج تقطيعه إلى معدات قوية وحديثة.
  • يتكون في كل الظروف والبيئات وتحت درجات حرارة مختلفة، ولهذا يمكن إيجاده في كل مكان مختلف على وجه الأرض مثل المسطحات المائية والأراضي اليابسة وفوق الجبال.
  • نظرًا لصلابته فإنه لا يتآكل بشكل كبير عند تعرضه للهواء والماء والشمس.
  • الكوارتز لا يتمدد بالحرارة القليلة أو الكبيرة مثل باقي المعادن.

وأيضًا تتنوع أشكاله وألوانه وتختلف باختلاف نقاء البلورة وعوامل تكونها، وهذه أنواع الكوارتز:

  • الكوارتز الأزرق ويرى البعض أن له خصائص علاجية.
  • الكوارتز الأبيض أو الحليبي.
  • الكوارتز الأسود أو الدخاني ويدخل في صناعة المجوهرات.
  • الجشمت أو الكوارتز الأرجواني.
  • الكوارتز ذو اللون الوردي.
  • السترين أو الكوارتز البرتقالي أو الأصفر.

استخدام بلورات الكوارتز في الساعات

تم اكتشاف استخدام الكوارتز في الاغراض الصناعية بواسطة العالمان الفرنسيان بيير وجاك كوري  وذلك في نهاية القرن 1880 أثناء دراستهما للرمال فلاحظا أنه عند تعريض بلورات الكوارتز لتيار كهربائي فإنها تبدأ في الاهتزاز بشكل كبير، والعكس صحيح فهي عند مرور جهد بها فإنها تناج تيارًا كهربائيًا، وسميت هذه الظاهرة باسم البيزو كهربائية، بناءً ما اكتشفه العالمان تم استخدام بلورات الكوارتز في العديد من الصناعات الدقيقة ومنها الساعات، أما اسباب وجود  الكوارتز في الساعات في الساعات هو قدرته على ضبط الوقت بدقة، وهو يدخل صناعة أكثر من 80٪ من الساعات على مستوى العالم، ظهرت أول ساعة تم صنعها من الكوارتز في الستينات في مدينة نوتشيل بسويسرا، أما أول ساعة كوارتز يابانية فقد ظهرت في عام 1969 بواسطة شركة سيكو وكان اسم الماركة التي ظهرت بها باسم أسترون.

يتم استخدام الكوارتز داخل الساعات على شكل رقاقات يمر بها تيار كهربائي مصدره هو بطاريات الساعة، ولأن بلورات الكوارتز تهتز عند تمرير تيار كهربائي به فإن رقاقة الكوارتز تبدأ في الاهتزاز، وتنقل الاهتزازات الخاصة بها إلى العقارب التي في الساعة، وتبلغ عدد اهتزازات رقاقة الكوارتز في الثانية هو 8192، أما  الساعات الحديثة فإن عدد الذبذبات فيها هو  32768 ذ/ث، ويمتاز الكوارتز بأن معدل اهتزازه في الثانية ثابت حتى درجة حرارة 60 وليس أقل من صفر، على العكس من أغلب المعادن الأخرى التي يتغير تذبذبها بتغير درجات الحرارة، وتمتاز الساعات الكوارتزية بأنها سديدة الدقة ولا تتأخر إلا بمعدل دقيقة كل عام، والكوارتز كذلك رخيص ومتوافر بشكل كبير في كل مكان.[1]

الفرق بين الساعات الميكانيكية وساعات الكوارتز

تختلف الساعات في أسعارها طبقًا لاختلاف أنواعها، وهناك نوعان من الساعات، النوع الذي يصنع من الكوارتز وتحدثنا عنه سابقًا والنوع الميكانيكي، ويمكن تحديد الفرق بين النوعين في النقاط التالية:

  • مصدر الطاقة المحركة

الساعات الميكانيكية تعمل بدون  بطاريات ولكن بتقنية الزنبرك المسئول عن حركة العقارب عن طريقه لفه حول نفسه تدريجيًا حتى يحرك عجلة تعرف باسم ميزان الساعة وهي تحول تلك الحركة إلى اهتزازات منتظمة، اما ساعات الكوارتز فتحتاج إلى بطاريات كمصدر للكهرباء التي يحولها الكوارتز إلى ذبذبات.

  • دقة ضبط الوقت

تمتاز ساعات الكوارتز عن الساعات الميكانيكية بأنها أكثر دقة وقدرة على ضبط الوقت، ومعدل تأخيرها أو تقديمها في اليوم الواحد هو ثانية واحدة أما في الساعات الميكانيكية فيبلغ خمس ثواني.

  • حركة عقرب الثواني

عقرب الثواني في الساعات الكوارتز يتحرك بسلاسة وانسيابية كبيرة كأنه ينزلق، أما حركة  الساعات الميكانيكية فتبدو كأنها قفزات.

  • طريقة الصنع

تحتاج الساعات الميكانيكية إلى حرفية ومهارة خاصة لأنها تتكون من آلية عمل تروس شديدة التعقيد في تركيبها وجمعها، وتحتاج إلى صقل يدوي لتلك الأجزاء، ولهذا لا يصنع منها إلا عدد قليل كل عام، وذلك لإخراجها بالشكل المضبوط كما أن سعرها يكون مرتفعًا، بينما تصنع الساعات الكوارتز بطريقة آلية تمامًا ونادرًا ما تحتاج إلى تدخل بشري، ولهذا فإن انتاجيتها تكون كبيرة، وسعرها ارخص بكثير.

  • الصيانة الدورية

تحتاج الساعات الميكانيكية إلى صيانتها كل فترة، فعلى الأقل يجب تنظيف محركاتها مرة كل أربع سنوات إضافة إلى تزييت تروسها حتى لا تؤدي قوى الاحتكاك إلى تآكلها وهي تعيش لأعمار طويلة جدًا، بينما الساعات الكوارتز أقصر عمرًا لأنه لا يمكن صيانتها، إذ تبلغ تكلفة تلك العملية مبلغ أكبر بكثير من ثمن إنتاجها.

  • القيمة السوقية

قيمة الساعات الميكانيكية أعلى بكثير لما يتطلبه عملها من دقة وقلة انتاجيتها، وتظل محتفظة بقيمة كبيرة على مدار السنوات الطوال، بل ويتم توريثها حيًلا بعد جيًل حيث يمكن أن تظل تعمل لعدد كبير من السنوات، طالما يتم العناية بها، على عكس ساعات الكوارتز التي لا تعتبر ذات قيمة عند مقارنتها بالساعات الميكانيكية.

استخدامات أخرى لبلورات الكوارتز

أغلب بلورات الكوارتز التي تستخدم في الأغراض الصناعية المختلفة، يتم إنتاجها بطريقة بشرية في المصانع لان المنتج الطبيعي لا يكفي كل احتياجات الصناعة المختلفة، وهذه هي أهم فوائد الكوارتز  واستخداماته في الصناعة:

  • تصنع العدسات الخاصة بالمجاهر والتلسكوبات العملاقة من بلورات الكوارتز الصخرية
  • حجر الكوارتز الرملي يتم استخدامه كمادة من مواد البناء.
  • يدخل رمل الكوارتز في صناعة ورق الكتابة وورق الصنفرة، وأيضًا بطبيعة الحال في صناعة الزجاج ومنتجاته المختلفة مثل الأكواب والأطباق والتحف الزجاجية والحاويات المصنوعة من الزجاج.
  • يستخدم في صنع العديد من أنواع السبائك المتحملة لدرجات عالية جدًا من الحرارة.
  • صناعة بعض أنواع ادوات المطبخ الحديثة المصنوعة من السيليكون.
  • صناعة الخلايا الشمسية التي تحول ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية تستخدم لأغراض إضاءة المنزلية وتشغيل الاجهزة الكهربائية المختلفة.
  • يستخدم لصناعة أدوات معينة في الجراحة والطب.
  • عمل شرائح إلكترونية مصغرة تستخدم في سفن الفضاء والصواريخ الفضائية والجوالات والأقمار الصناعية والكثير من الاجهزة الحديثة.
  • يدخل في تركيب العديد من الاحجار الكريمة التي تستخدم في صناعة الحلي والمجوهرات ذات القيمة العالية.
  • هناك نوع من الكوارتز يدعى باسم الكوارتز الليفي يستخدم في صناعة الاجهزة الدقيقة التي تقيس اوزان الأشخاص والأشياء.
  • الكوارتز يدعى باسم حجر الحب وهو يحسن الحالة المزاجية للأشخاص.[2]
الوسوم
زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق