Корунд - Corundum

Не путать с карборундом .
Корунд
Несколько кристаллов корунда.jpg
Общий
Категория Оксидный минерал - группа гематита
Формула
(повторяющаяся единица) 		Оксид алюминия , Al
2О
3
Классификация Струнца 4.CB.05
Классификация Дана 4.3.1.1
Кристаллическая система Тригональный
Кристалл класс Шестиугольный скаленоэдр ( 3 м)
Символ HM : ( 3 2 / м)
Космическая группа R 3 c (№ 167)
Ячейка а = 4,75 Å , с = 12,982 Å ; Z = 6
Идентификация
Цвет Бесцветный, серый, золотисто-коричневый, коричневый; фиолетовый, от розового до красного, оранжевый, желтый, зеленый, синий, фиолетовый; могут быть цветными, разделенными преимущественно серыми и коричневыми
Хрустальная привычка Крутые бипирамидальные, пластинчатые, призматические, ромбоэдрические кристаллы, массивные или зернистые
Twinning Полисинтетическое двойникование общее
Расщепление Нет - расставание в 3-х направлениях
Перелом От конхоидальной до неровной
Упорство Хрупкий
Твердость по шкале Мооса 9 (определяющий минерал)
Блеск Адамантин в стекловидное тело
Полоса Бесцветный
Прозрачность Прозрачный, от полупрозрачного до непрозрачного
Удельный вес 3,95–4,10
Оптические свойства Одноосный (-)
Показатель преломления n ω = 1,767–1,772
n ε = 1,759–1,763
Плеохроизм Никто
Температура плавления 2044 ° С (3711 ° F)
Плавкость Настоянный
Растворимость Нерастворимый
Изменяется на Может превращаться в слюду на поверхностях, вызывая снижение твердости
Другие характеристики Может флуоресцировать или фосфоресцировать под УФ-светом
использованная литература
Основные разновидности
Сапфир Любой цвет кроме красного
Рубин красный
Эмери Черный гранулированный корунд тесно смешан с магнетитом , гематитом или герцинитом.

Корунд - это кристаллическая форма оксида алюминия ( Al
2О
3) обычно содержат следы железа , титана , ванадия и хрома . Это рок - образующую минерал . Это естественно прозрачный материал, но он может иметь разные цвета в зависимости от присутствия примесей переходных металлов в его кристаллической структуре. Корунд имеет две основных разновидности драгоценных камней: рубин и сапфир . Рубины имеют красный цвет из-за присутствия хрома , а сапфиры имеют разные цвета в зависимости от того, какой переходный металл присутствует. Редкий вид сапфира, сапфир падпараджа , имеет розово-оранжевый цвет.

Название «корунд» происходит от тамильского - дравидийского слово kurundam (рубин-сапфирового) (появляется в санскрите , как kuruvinda ).

Из-за твердости корунда (чистый корунд имеет значение 9,0 по шкале Мооса ), он может поцарапать почти все другие минералы. Он обычно используется в качестве абразива на наждачной бумаге и на больших инструментах, используемых при обработке металлов, пластмасс и дерева. Наждак , разновидность корунда, не имеющая ценности как драгоценный камень, обычно используется в качестве абразива. Черноватый оттенок Эмери вызван примесями гематита, шпинели или магнетита.

В дополнение к своей твердости, корунд имеет плотность 4,02 г / см 3 (251 фунт / куб футов), который является необычно высоким для прозрачного минерала , состоящего из низко- атомной массы элементов алюминия и кислорода .

Геология и залегание

Корунд из Бразилии , размером около 2 см × 3 см (0,8 дюйма × 1 дюйм)

Корунд встречается как минерал в слюдяных сланцах , гнейсах и некоторых мраморах в метаморфических террейнах . Он также встречается в интрузивах низкокремнистых магматических сиенитов и нефелиновых сиенитов . Другие проявления представлены в виде массивов, прилегающих к ультраосновным интрузивам, связанных с дайками лампрофиров, и в виде крупных кристаллов в пегматитах . Он обычно встречается в виде обломочного минерала в песках ручьев и пляжей из-за своей твердости и устойчивости к атмосферным воздействиям. Самый большой зарегистрированный монокристалл корунда имел размеры около 65 см × 40 см × 40 см (26 дюймов × 16 дюймов × 16 дюймов) и весил 152 кг (335 фунтов). Рекорд с тех пор побили некоторые синтетические буль .

Корунд для абразивов добывается в Зимбабве, Пакистане, Афганистане, России, Шри-Ланке и Индии. Исторически он добывался из месторождений, связанных с дунитами в Северной Каролине , США, и из нефелиновых сиенитов в Крейгмонте, Онтарио . Эмери -grade корунд находится на греческом острове в Наксос и около Пикскиле, Нью - Йорк , США. Абразивный корунд получают синтетическим способом из бокситов .

В Китае были обнаружены четыре корундовых топора, датируемых 2500 г. до н.э., принадлежащих к культуре Лянчжоу.

Синтетический корунд

Процесс Вернейля позволяет производить безупречные монокристаллы сапфира и рубина гораздо большего размера, чем обычно встречаются в природе. Также возможно выращивание синтетического корунда ювелирного качества путем выращивания из флюса и гидротермального синтеза . Из-за простоты методов, используемых для синтеза корунда, большие количества этих кристаллов стали доступны на рынке за небольшую часть стоимости природных камней.

Помимо декоративных применений, синтетический корунд также используется для производства механических деталей (труб, стержней, подшипников и других обработанных деталей), устойчивой к царапинам оптики, устойчивых к царапинам часовых кристаллов, приборных окон для спутников и космических кораблей (из-за его прозрачности в от ультрафиолета до инфракрасного диапазона) и лазерных компонентов. Например, основные зеркала детектора гравитационных волн KAGRA состоят из сапфиров весом 23 кг (50 фунтов), а Advanced LIGO рассматривает сапфировые зеркала весом 40 кг (88 фунтов). Корунд также нашел применение при разработке керамической брони благодаря своей высокой прочности.

Структура и физические свойства

Кристаллическая структура корунда
Зависимость молярного объема от давления при комнатной температуре

Корунд кристаллизуется с тригональной симметрией в пространственной группе R 3 c и имеет параметры решетки a = 4,75 Å и c = 12,982 Å при стандартных условиях. Элементарная ячейка содержит шесть формульных единиц.

Вязкость корунда зависит от шероховатости поверхности и кристаллографической ориентации. Для синтетических кристаллов она может составлять 6–7 МПа · м 1/2 , а для природных - около 4 МПа · м 1/2 .

В решетке корунда атомы кислорода образуют слегка искаженную гексагональную плотную упаковку , в которой две трети октаэдрических позиций между ионами кислорода заняты ионами алюминия. Отсутствие ионов алюминия в одном из трех узлов нарушает симметрию гексагональной плотной упаковки, снижая симметрию пространственной группы до R 3 c, а кристаллический класс - до тригональной. Структура корунда иногда описывается как псевдогексагональная структура.

Смотрите также

использованная литература