Corundum: Uporabite kot dragulj, abrazivno, ognjevzdržno

Vsebina

• Kaj je Corundum?
• Poznali so jih Rubini in Safirji
• Lastnosti Corunduma
• Geološki pojav Corunduma
• Trdota in uporaba kot abrazivno sredstvo
• Emery
• Uporabite kot dragulj
• "Dragulji" in "Kristali" v Ure
• Ruby laserji
• Druge uporabe Corunduma

Corundum: Dva segmenta korundnega kristala iz Indije, ki prikazujeta šestkotno kristalno obliko mineralov in bazalno ločitev. Ti vzorci so rdeče barve in bi jih lahko imenovali "rubin korund". Avtorske pravice za slike iStockphoto / Lissart.

Kaj je Corundum?

Korund je mineral, ki tvori kamnine, ki ga najdemo v magnetnih, metamorfnih in sedimentnih kamninah. To je aluminijev oksid s kemično sestavo Al₂O₃ in šesterokotno kristalno strukturo.

Mineral je splošno znan po svoji izjemni trdoti in po tem, da ga včasih najdemo kot lepe prozorne kristale v različnih barvah. Zaradi velike trdote je korund odličen abraziv, in ko se ta trdota nahaja v lepih kristalih, imate popoln material za rezanje dragih kamnov.

Naravni in sintetični korund se uporablja v najrazličnejših industrijskih aplikacijah zaradi svoje žilavosti, trdote in kemične stabilnosti. Uporabljajo se za izdelavo industrijskih ležajev, oken, odpornih proti praskam za elektronske instrumente, rezin za vezja in mnogih drugih izdelkov.

Korundni kristali: Fotografije treh korundnih kristalov. Na levi strani je običajni korund iz Transvaala v Južni Afriki, ki je visok približno 6 centimetrov. V središču je rubin korund iz dragulja iz Karnatake v Indiji, visok približno 1,6 centimetra. Na desni je modri safirni korund iz Šrilanke, ki je visok približno dva centimetra. Vsi trije vzorci in fotografije podjetja Arkenstone / www.iRocks.com.

Poznali so jih Rubini in Safirji

Večina ljudi pozna korund; vendar ga zelo malo ljudi pozna po imenu minerala - namesto tega ga poznata po imenih "rubin" in "safir." Vzorec kakovosti korduna z dragim kamnom z globoko rdečo barvo je znan kot "rubin". Korund iz modrega kamna z modro barvo se imenuje "safir." Brezbarven korund je znan kot "beli safir." Korund katere koli druge barve je znan kot "čudovit safir."

Corundova ločitev: Šestkotni kristalni segmenti korundov, ki so bili ločeni z razdelitvijo. Ti primerki so široki približno en centimeter. Fotografija USGS Andreja Silverja.

Corundum gneiss s safirjem: Vzorec gomile korundov iz doline Gallatin v državi Montana. Ta primerek je velik približno dvanajst centimetrov in ima na levi strani okrogel modri safirni kristal.

Lastnosti Corunduma

Corundum je izjemno trden in žilav material. Je tretji najtrdnejši mineral po diamantu in moissanitu. Služi kot indeksni mineral za trdoto devet na Mohsovi lestvici trdote.

Njegova trdota, visoka specifična teža, šesterokotni kristali in ločitev so zelo dobre diagnostične lastnosti, ki jih lahko uporabimo pri svoji identifikaciji. Povzetek fizikalnih lastnosti korunda je podan v spodnji tabeli.

Atuvialni safirji v Montani: V Montani najdemo droben aluvialni safir. Ti modri kamni niso obdelani in merijo od štiri do pet milimetrov čez.

Geološki pojav Corunduma

Corundum najdemo kot primarni mineral v magnetnih kamninah, kot so sienit, nefelinski senit in pegmatit. Nekaj ​​najpomembnejših svetovnih nahajališč rubina in safirja je najdeno tam, kjer so dragulji preplavili bazaltne tokove in jih zdaj najdemo v spodnjih tleh in usedlinah.

Corundum najdemo tudi v metamorfnih kamninah na mestih, kjer so bili aluminijevi skrilavci ali boksiti izpostavljeni kontaktnemu metamorfizmu. Schist, gneiss in marmor, proizveden z regionalnim metamorfizmom, včasih vsebujejo korund. Nekateri safirji in rubini najvišje kakovosti, barve in jasnosti so oblikovani v marmorju vzdolž robov podzemnih teles magme.

Trdnost korundov, visoka trdota in kemična odpornost mu omogočajo, da se obdrži v usedlinah še dolgo po uničenju drugih mineralov. Zato ga pogosto najdemo koncentrirano v aluvialnih nahajališčih.

Ta nahajališča so najpomembnejši vir rubin in safirjev v več delih sveta. Tradicionalni viri aluvialnih rubin in safirjev vključujejo Burmo, Kambodžo, Šrilanko, Indijo, Afganistan, Montano in druga območja. V zadnjih nekaj desetletjih je več delov Afrike, vključno z Madagaskarjem, Kenijo, Tanzanijo, Nigerijo in Malavijem, postalo pomemben proizvajalec rubina in safirja.

Emery kolesa: Oglas s ponudbo smrkavih in korundnih koles, ki jih je leta 1895 objavila The Springfield Manufacturing Company iz Bridgeporta, Connecticut. To je bilo v času, ko so za izdelavo platišč uporabljali prave smrečice in korund.

Trdota in uporaba kot abrazivno sredstvo

Izjemna trdota korunda je še posebej uporabna kot abraziv. Drobljen korund se predela za odstranjevanje nečistoč in nato preseja, da nastanejo zrnca in praški enakomerne velikosti. Uporabljajo se za mletje, poliranje, pesek, brusne plošče in druge rezalne aplikacije.

Nekatere težave pri uporabi naravnega korunda kot abraziva so, da so usedline ponavadi majhne, ​​nepravilne oblike, korund pa je spremenljive kakovosti. Niso zanesljivi viri materiala enakovredne kakovosti, potrebnega za vodenje proizvodnega procesa. Sintetični korund, proizveden s kalciniranim boksitom, je postal zanesljivejši vir z bolj konsistentnimi lastnostmi. V večini proizvedenih izdelkov je nadomestil naravni korund.

Aluminij oksidni papir izdelamo tako, da na list papirja pritrdimo delce sintetičnega korunda (aluminijevega oksida), razvrščenih po velikosti. To je brusni papir, ki se pogosto uporablja za obdelavo lesa in druga proizvodna dela.

Emery rock: Vzorec smrkave skale, ki je bogata s korundom in špinelom iz Peekskill-a v New Yorku. Ta primerek je velik približno šest centimetrov (petnajst centimetrov). Emery je bil pogosto drobljen, predelan in pregledan za uporabo kot industrijski abraziv.

Datoteke za nohte Emery: "Emery deske" so izdelek za manikuro in nego nohtov, ki je narejen z lepljenjem brusnih papirjev na tanek kos kartona. Ime so dobili v 1800-ih, ko so drobilni smrček uporabljali kot abraziv. Današnje smrkave plošče niso narejene z navajanjem. Namesto tega imajo mnogi grobo stran sintetičnega korunda (aluminijev oksid) in fino stran granatnega abraziva.

Emery

Kameni kamen je zrnata metamorfna ali magnetna kamnina, ki je bogata s korundom. Je mešanica oksidnih mineralov, navadno korund, magnetit, spinel in / ali hematit. Je najpogostejša oblika naravnega korunda, ki se uporablja za izdelavo abrazivov.

Uporaba smrčka kot abraziva se je v zadnjih nekaj desetletjih močno zmanjšala. Skoraj v celoti so ga nadomestili proizvedeni abrazivi, kot je silicijev karbid. Silicijev karbid ima Mohosovo trdoto od 9 do 9,5. Je poceni in ponavadi deluje bolje kot naravni abrazivi, narejeni iz korundov ali smirkov.

Korund kot rubin, safir in domišljijski safir: Korund iz gem kakovosti je zelo cenjen in dragocen material. Ko je svetlo rdeče barve, se imenuje "rubin". Ko je modre barve, se imenuje "safir." Ko je brezbarven, ga imenujejo "beli safir." Korund iz kakršne koli dragulje katere koli druge barve se imenuje "fensi safir." V preteklosti je bilo največ gem korundov pridelanih v Aziji in Avstraliji. V 90. letih prejšnjega stoletja so v Afriki izvedli veliko odkritij draguljev korund. Vsi kamni na tej fotografiji so bili minirani v Afriki. Skoraj vse gem korundov obdelamo s segrevanjem ali drugim postopkom za izboljšanje njihove barve.

Najboljši način za spoznavanje mineralov je preučevanje z zbirko majhnih primerkov, s katerimi lahko ravnate, pregledujete in opazujete njihove lastnosti. V trgovini so na voljo poceni zbirke mineralov.

Uporabite kot dragulj

Na trgu dragih kamnov in nakita je skoraj vsa pozornost namenjena majhni skupini draguljev, znanih kot "velika štiri": diamant, rubin, safir in smaragd. Dva od teh, rubin in safir, sta gem korund.

Ti najbolj priljubljeni dragulji so zelo iskani in jih že več tisoč let rudijo v mnogih delih sveta. Danes je za izpolnitev zahtev na trgu nakita vsako leto potrebno milijone rubin in safirjev - od poceni komercialnih kamnov, ki se prodajajo v trgovskih centrih in veleblagovnicah, do spektakularnih primerkov, ki se uporabljajo v oblikovalskem in nakit po meri. Povpraševanje po privlačnem kamnu presega zmožnosti rudnikov za oskrbo. Posledično so se cene, plačane za privlačne naravne kamne, dvignile na visoke ravni.

Kadar si potrošnik želi "obroč s rubinom" ali "obeskom iz safirja", ga običajno ne zanima zamenjava rdečega špinala, modrega iolita ali drugega privlačnega dragulja podobne barve. Želijo "rubin" ali "safir." Maloprodajni draguljarji, zlasti tisti, ki prodajajo kose in komplete za manj kot 500 dolarjev, v svojih vitrinah vse pogosteje predstavljajo sintetične ali "laboratorijsko" ustvarjene dragulje poleg naravnih kamnov.

Sintetični materiali imajo enako sestavo aluminijevega oksida in kristalno strukturo kot naravni rubini in safirji. Njihovo barvo proizvajajo tudi isti elementi v sledovih (krom za rubin in železo s titanom za safir).

Imajo enako optično privlačnost in običajno boljši fizični videz kot naravni kamni podobne velikosti z isto ceno. Zato mnogi potrošniki zdaj z veseljem kupujejo sintetične kamne, saj prejmejo privlačnejši izdelek po ceni, ki si jo lahko privoščijo. Dolgoročno bodo sintetični dragulji verjetno še naprej izpodrivali naravne kamne s trga, zlasti v spodnjem in srednjem cenovnem razredu, kjer se potrošniki zelo zavedajo cene.

S prodajo ali nakupom nakita, ki vsebuje sintetične drage kamne, ni nič narobe, če sta izpolnjena dva pogoja: 1) prodajalec mora razkriti dejstvo, da so dragi kamni izdelki človeka in ne izdelki narave; in 2) kupec jasno razume, da so dragi kamni sintetični in jih izdelujejo ljudje, ne pa da so naravni proizvodi.

Ležaji ročne ure Corundum: Corundumovi (rubinski) ležaji v starinski žepni uri z gibkom "dragulj". V zgodnjih devetdesetih letih prejšnjega stoletja so kot nosilce draguljev na urah uporabljali sintetični korund. Avtorske pravice za slike iStockphoto / RobertKacpura.

Corundum ležaji: Risba draguljnih ležajev in kapniškega kamna (rdeča), ki drži vrtljivo kolo v mehanski uri, mazani z oljem (rumeno). Slika v javni domeni Chris Burks Chetvorno.

"Dragulji" in "Kristali" v Ure

Sredi 1800-ih so izdelovalci ur v Švici potrebovali drobne ležaje, ki so bili zelo odporni na abrazijo. Odkrili so, da lahko izvrtajo luknjo v majhen košček korunda in ga uporabijo za tekoče, dolgo življenjsko dobo. Korund je bil veliko trdnejši od kovin, ki so jih uporabljali za izdelavo gibljivih delov ure, in se je lahko vzdržal do neprekinjene odrgnine, ne da bi odpovedal. Corundum ležaji so bili po svojih kolegih iz dragih kamnov imenovani "draguljasti ležaji".

Švicarske ure in njihovi "dragulji" so postali znani po vsem svetu zaradi svoje dolge življenjske dobe in zanesljivosti. V zgodnjih 1900-ih so sintetični korundni ležaji nadomestili naravne korundne ležaje v večini švicarskih ur. Sintetični korund je bil bolj enakomeren kot naravni korund, hkrati pa je bil cenejši in lažji za pridobivanje. Ta uporaba draguljnih ležajev je ustvarila pozitiven ugled za švicarske ure, ki trajajo še danes - čeprav mehanske ure nadomeščajo digitalne ure.

Brezbarven sintetični safir se uporablja tudi pri ročnih urah. Zaradi svoje vzdržljivosti, steklastega sijaja in odpornosti na praskanje je popolna prozorna prevleka za obraz mehanskih ali digitalnih. Ti prozorni ovitki, znani kot "kristali", ščitijo uro ure pred udarci, prahom, vlago in odrgnino. Sintetični safir se v ta namen uporablja že skoraj 100 let.

Sintetični korund: Kup sintetičnega korunda. Zaradi rdeče barve bi jo lahko imenovali "sintetični rubin". Takšen material se uporablja za ročne ležaje, drage kamne, laserske nosilce in za številne druge namene.

Rubinski laser: Diagram prvega delujočega laserja. Kot medij za pridobivanje je uporabil tanek kristal rubina. Slika v javni domeni National Laboratory Lawrence Livermore.

Ruby laserji

Sintetični korund je bistven del mnogih laserjev. V bistvu je bil prvi delujoči laser "rubinski laser", ki ga je leta 1960 izdelal Theodore Maiman v podjetju Hughes Research Labs. Uporabljal je sintetični rubinski kristal kot "medij za pridobivanje". Gojišče je material v laserju, ki je tarča intenzivnega sunka.

Ta svetloba povzroči, da se elektroni v pridobivalnem mediju skočijo na višjo energijsko raven, kar povzroči oddajanje fotonov, ki udarijo v druge atome v pridobivalnem mediju, zaradi česar se vzbudijo in oddajajo več fotonov. Ta kratka verižna reakcija proizvaja zelo intenzivno svetlobo laserskega žarka. Laserji so poimenovani po materialu, ki se uporablja kot sredstvo za pridobivanje, na primer "rubinski laser" ali "titanov safirni laser" ali "YAG laser" (itrijev aluminij).

V le nekaj desetletjih so laserji postali običajne postavke naše družbe. Drobni laserji se uporabljajo v CD in DVD predvajalnikih. Laserji se uporabljajo za rezanje kovin, kamna in drugih težkih materialov. Laserji se uporabljajo za odstranjevanje tetovaž, izvajanje kozmetičnih operacij, operacij katarakte in LASIK operacij za korekcijo vida.

Sintetična okna skenerja: Stroj za samopregledovanje z oknom optičnega bralnika v prodajalni v Houstonu v Teksasu. Okno optičnega bralnika je verjetno narejeno iz sintetičnega korunda. Slika v javni domeni WhisperToMe.

Druge uporabe Corunduma

Corundum ima še veliko drugih uporab. Kemično je inerten in odporen proti vročini. Zaradi teh lastnosti je popoln material za izdelavo ognjevarnih izdelkov, kot so opečna opeka, obloge peči in pohištvo peči. Danes so ti izdelki navadno narejeni s sintetičnim korundom.

Čisti korund je brezbarven, prozoren, trpežen in odporen na praske. Veliki kristali bistrega sintetičnega korundov se gojijo, žagajo v tanke liste in nato uporabljajo kot okna skenerjev za trgovine z živili, ure za kristale, okna letal in zaščitne prevleke za elektronske naprave.