白刚玉之所以又被叫做电熔氧化铝,是由其生产工艺所得,白刚玉是以优质铝氧化粉为原料,经电熔提炼结晶而成,它硬度略高于棕刚玉,韧性稍低,纯度高、自锐性好、磨削能力强、发热量小、效率高、耐酸碱腐蚀、耐高温热稳定性好。用其制成磨具,适用于磨削高碳钢、高速钢及不锈钢等细粒度磨料主要用于喷砂研磨抛光生产磨具油石陶瓷膜涂料等
钻石更贵
刚玉(红宝石、蓝宝石)原石的鉴别特征
刚玉是商业上仅次于钻石的最重要宝石材料之一,关于它的成员-红宝石及蓝宝石的各项传说,几世纪以来一直被流传着。在印度,红宝石被喻为”宝石之王King of Gems”,而古希腊的皇族配戴蓝色蓝宝石来避免妒忌及伤害。
与石英及碧玺一样,刚玉亦属三方晶系,但红宝及蓝宝石通常有不同的特殊晶性,红宝石的常见晶性是两端平坦的扁平六方棱柱体 (双平面的晶体),在平坦的扁平晶体顶部,可见120。或60。交错的细条纹,部份晶体具有凸起的三角形生长记号,这二项特征均指示其为红宝石。
并非所有红宝石均长成扁平的棱柱形,部分地区所产的红宝,如缅甸猛速所产,可能为拉长的棱柱形及双锥形。泰国及柬埔寨所产的红蓝石在被运送至地表前与熔岩的接触,故通常无特定的晶体外形。不过即便是被磨损的晶体,也具有某些鉴别的特征,透过放大观察可见到因熔岩溶解晶体外部表面所形成的三角形蚀痕。
天然与合成红宝石均有相同的特殊铬吸收光谱,在红区有细的吸收线,在黄区及绿区的大部分范围均有宽广的吸收,位于蓝区的两条深色吸收线可与红色柘榴石及尖晶石区隔。
红宝原石与已切磨的红宝石一样具有清晰的多向色性,透过二色镜可见到深紫红及浅橙红色的多向色。
常见的蓝宝石原石晶性为桶状或纺锤状的六方双锥,东南亚许多产地的蓝宝石是经由火山岩带至地表,所以具有某些相同特征,通常为深色调,黑蓝色,原石的外形可能破碎或完好六角形、板状及桶状晶体,由于在被运送至地表的过程与周围的热岩石接触,通常具有光滑或被侵蚀的表面。
在靛-蓝色区有三条强烈吸收带是典型各色天然蓝宝晶体的光谱吸收模式,这些吸收线的强度视宝石含铁元素多寡而不同-铁愈多,光谱吸收愈强。不过,若原石经过加热处理,光谱可能减弱甚至无法见到。
在透明的刚玉晶体内,可能见到一些特殊的内部特征,包括晶形完好的矿物晶体及60。或120。角交错的针状物及色域。这些特征可以用来区别天然与合成刚玉,及由钇铝榴石或玻璃制的仿品。合成品及仿品可能见到弧形
氧化铝、刚玉、红宝石和蓝宝石虽然名称各异,其形态、硬度、性质、用途也不相同,贵贱更是相距甚远,但是它们的化学成份却完全相同,皆是氧化铝.
一.氧化铝
纯净的氧化铝是白色无定形粉末,俗称矾土,密度39-40g/cm3,熔点2050℃、沸点2980℃,不溶于水,氧化铝主要有α型和γ型两种变体,工业上可从铝土矿中提取.
铝土矿(Al2O3·H2O和Al2O3·3H2O)是铝在自然界存在的主要矿物,将其粉碎后用高温氢氧化钠溶液浸渍,获得铝酸钠溶液;过滤去掉残渣,将滤液降温并加入氢氧化铝晶体,经长时间搅拌,铝酸钠溶液会分解析出氢氧化铝沉淀;将沉淀分离出来洗净,再在950-1200℃的温度下煅烧,就得到α型氧化铝粉末,母液可循环利用.此法由奥地利科学家拜耳(K.J.Bayer)在1888年发明,时至今日仍是工业生产氧化铝的主要方法,人称“拜耳法”.
在α型氧化铝的晶格中,氧离子为六方紧密堆积,Al3+对称地分布在氧离子围成的八面体配位中心,晶格能很大,故熔点、沸点很高.α型氧化铝不溶于水和酸,工业上也称铝氧,是制金属铝的基本原料;也用于制各种耐火砖、耐火坩埚、耐火管、耐高温实验仪器;还可作研磨剂、阻燃剂、填充料等;高纯的α型氧化铝还是生产人造刚玉、人造红宝石和蓝宝石的原料;还用于生产现代大规模集成电路的板基.
γ型氧化铝是氢氧化铝在140-150℃的低温环境下脱水制得,工业上也叫活性氧化铝、铝胶.其结构中氧离子近似为立方面心紧密堆积,Al3+不规则地分布在由氧离子围成的八面体和四面体空隙之中.γ型氧化铝不溶于水,能溶于强酸或强碱溶液,将它加热至1200℃就全部转化为α型氧化铝.γ型氧化铝是一种多孔性物质,每克的内表面积高达数百平方米,活性高吸附能力强.工业品常为无色或微带粉红的圆柱型颗粒,耐压性好.在石油炼制和石油化工中是常用的吸附剂、催化剂和催化剂载体;在工业上是变压器油、透平油的脱酸剂,还用于色层分析;在实验室是中性强干燥剂,其干燥能力不亚于五氧化二磷,使用后在175℃以下加热6-8h还能再生重复使用.
目前世界上用拜耳法生产的氧化铝要占到总产量的90%以上,氧化铝大部分用于制金属铝,用作其它用途的不到10%.
二.刚玉
自然界天然存在的α型氧化铝晶体叫做刚玉,常因含有不同的杂质而呈现不同的颜色.刚玉一般呈带蓝或带黄的灰色,有玻璃或金刚光泽,密度在39-41g/cm3,硬度88,仅次于金刚石和碳化硅,能耐高温.含有铁的氧化物的刚玉砂叫金刚砂,呈暗灰色、暗黑色,常作研磨材料,用于制各种研磨纸、砂轮、研磨石,也用于加工光学仪器和某些金属制品.
因天然刚玉产量供不应求,工业上常将纯α型氧化铝粉末在高温电炉中烧结制成人造刚玉,也称电熔刚玉.它能耐1800℃以上的高温,是制造高级特殊耐火材料的原料,有高温下机械强度大,抗热震性好,抗侵蚀性强,热膨胀系数小等特点,用于制火箭发动机燃烧室内衬、喷咀,雷达天线保护罩,原子能反应堆材料,高级高频绝缘陶瓷,冶炼纯金属和合金的坩埚,高温发热原件,热电偶保护管,各种高温炉的炉衬等.人造刚玉还用于制精密仪表轴承和金属丝的拉丝模具.我国自1958年起就能产生人造刚玉了.
三.红宝石和蓝宝石
混有少量不同氧化物杂质的优质刚玉就是大名鼎鼎的红宝石和蓝宝石,是制作名贵首饰的材料,其微粒可制精密仪表和手表的轴承.
红宝石是天然产的透明红色刚玉,颜色从淡玫瑰红至深胭脂红,有的还略带紫色色调,有的有星光,以呈鸽子血红色最具有商业价值.红色是晶体中含少量氧化铬之故.红宝石是宝石中的珍品,七月生辰石.红宝石英语为Ruby,源出拉丁语r意为红色,硬度为9,密度常为4g/cm3,有金刚光泽.天然红宝石重量达1克拉的不多,超过5克拉已属罕见,世界上每年开采的红宝石其中品质最优者仅占千分之一.世界天然红宝石迄今发现最大的重3450克拉产自缅甸,世界著名的巨大星光红宝石重1387克拉,著名的鸽血红宝石重55克拉.世界红宝石最有名的产地是缅甸曼德拉的东北部,还有泰国、斯里兰卡、柬埔寨.1973年在非洲肯尼亚的恩干加,1978年在澳大利亚中部阿利斯波利,70年代末在巴基斯担的罕萨先后发现大型红宝石矿藏,以上发现被誉为70年代世界红宝石矿三大发现.我国红宝石主要产地为云南
莫来石指的是一系列由铝硅酸盐组成的矿物统称,莫来石是Al2O3一SiO2系中稳定的二元化合物,这一类矿物比较稀少。
刚玉主要用于高级研磨材料,手表和精密机械的轴承材料。作为激光发射材料的红宝石系人造晶体。红宝石和蓝宝石都属于刚玉矿物,除星光效应外,只有半透明-透明且色彩鲜艳的刚玉才能做宝石。红色的称为红宝石,而其他色调的刚玉在商业上统称蓝宝石。
陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料,具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点,因而在机械、冶金、化工、石油、陶瓷、玻璃、电子等行业都得到了广泛的应用。
由于刚玉具有优良的高温性质及机械强度等性能,因而被广泛应用到了冶金、机械、化工、电子、航空和国防等众多工业领域。其主要用途如下所述。由于有耐高温、耐腐蚀、高强度等性能,故用做浇钢滑动水口,冶炼稀贵金属、特种合金、高纯金属、玻璃拉丝、制作激光玻璃的坩埚及器皿;各种高温炉窑,如耐火材料、陶瓷、炼铁高炉的内衬(墙和管);理化器皿、火花塞、耐热抗氧化涂层。SiO2小于05%的低硅烧结刚玉砖是炭黑、硼化工、化肥、合成氨反应炉和汽化炉的专用炉衬。由于有硬度大、耐磨性好、强度高的特点,在化工系统中,用作各种反应器皿和管道,化工泵的部件;作机械零部件、各种模具,如拔丝模、挤铅笔芯模嘴等;作刀具、磨具磨料、防弹材料、人体关节、密封磨环等。由于有高温绝缘性,故被用作热电偶的套丝管和保护管,原子反应堆中用得绝缘性依旧优良,加之损耗不大,介电常数也不大,在电子工业中被广泛用于固体集成电炉基板管座、外壳、瓷架、微薄窗口、导弹雷达天线保护罩等。
金刚石(学名),又称
金刚钻
,钻石,英文为Diamond,源于古希腊语Adamant,意思是坚硬不可侵犯的物质。金刚石硬度很大,这里的硬度指的是磨氏硬度(非抗击性),硬度为10,是目前已知最硬的矿物,绝对硬度是石英的1000倍,
刚玉
的150倍,怕重击,重击后会顺其
解理
破碎。它的密度352
克/
立方厘米
,D=32。强金刚光泽。
折光率
很高:2417,色散中等,为0044。
均质体
。熔点高于3550℃,沸点为4827℃,不导电。
热导率
为035卡/厘米·秒·度。用
热导仪
测试,反应最为灵敏。一组解理完全。钻石具有
发光性
,日光照射后,夜晚能发出淡青色
磷光
。X射线照射,发出天蓝色荧光。钻石的化学性质很稳定,在常温下不容易溶于酸和碱,酸碱不会对其产生作用。
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