Korundi: Käytä jalokiviä, hioma-ainetta, tulenkestävää

Sisältö

• Mikä on Corundum?
• Rubien ja safiirien tunnetuksi tekemä
• Korundin ominaisuudet
• Korundin geologinen esiintyminen
• Kovuus ja käyttö hioma-aineena
• Smirgeli
• Käytä jalokiviä
• "Jalokivet" ja "kristallit" kellot
• Ruby-laserit
• Muut korundin käyttötavat

Korundi: Kaksi Intiasta peräisin olevaa korundikidesegmenttiä, jotka osoittavat mineraalien kuusikulmaisen kidemuodon ja perusosan jakautumisen. Nämä näytteet ovat punaisia ​​ja niitä voidaan kutsua "rubiinikoruniksi". Kuvan tekijänoikeus iStockphoto / Lissart.

Mikä on Corundum?

Korundi on kiviaineksia muodostava mineraali, jota esiintyy muinaisissa, muodonmuutos- ja sedimenttikiveissä. Se on alumiinioksidi, jonka kemiallinen koostumus on Al₂O₃ ja kuusikulmainen kiderakenne.

Mineraali tunnetaan laajalti äärimmäisestä kovuudestaan ​​ja siitä, että sitä toisinaan löytyy kauniista läpinäkyvistä kiteistä monissa eri väreissä. Äärimmäinen kovuus tekee korundista erinomaisen hioma-aineen, ja kun se kovuus löytyy kauniista kiteistä, sinulla on täydellinen materiaali jalokivien leikkaamiseen.

Luonnollista ja synteettistä korundia käytetään monissa teollisissa sovelluksissa niiden lujuuden, kovuuden ja kemiallisen stabiilisuuden vuoksi. Niitä käytetään teollisuuslaakereiden, naarmuuntumattomien ikkunoiden valmistukseen elektronisille instrumenteille, kiekkojen piirilevyille ja moniin muihin tuotteisiin.

Korundikiteet: Valokuvia kolmesta korundikiteestä. Vasemmalla on eteläisen Afrikan Transvaalin yleinen korundi, joka on noin 6 senttimetriä korkea. Keskellä on helmilaatuista rubiinikorundia Karnatakasta, Intiasta, joka on noin 1,6 senttimetriä korkea. Oikealla on Sri Lankan sininen safiirikorundi, joka on noin kaksi senttimetriä korkea. Kaikki kolme näytettä ja valokuvat Arkenstone / www.iRocks.com.

Rubien ja safiirien tunnetuksi tekemä

Suurin osa ihmisistä tuntee korundin; kuitenkin hyvin harvat ihmiset tietävät sen mineraalinimellä - sen sijaan he tuntevat sen nimillä "rubiini" ja "safiiri". Jalokivilaatuinen näyte korundista, jolla on syväpunainen väri, tunnetaan nimellä "rubiini". Jalokivilaatuista korundia, jolla on sininen väri, kutsutaan "safiiriksi". Väritön korundi tunnetaan nimellä "valkoinen safiiri". Minkä tahansa muun värin korundi tunnetaan nimellä "hieno safiiri".

Korundi jako: Korundin kuusikulmaiset kidesegmentit, jotka on erotettu erottamalla. Nämä näytteet ovat noin yhden senttimetrin poikki. USGS-kuvan kirjoittanut Andrew Silver.

Korundi gneiss safiirilla: Näyte korundigeneisistä Gallatinin laaksosta, Montana. Tämän näytteen poikkipinta on noin kaksitoista senttimetriä, ja vasemmalla puolella on pyöreä sininen safiirikide.

Korundin ominaisuudet

Korundi on poikkeuksellisen kova ja kova materiaali. Se on kolmanneksi vaikein mineraali timantin ja moissaniitin jälkeen. Se toimii indeksin mineraalina yhdeksän kovuuden suhteen Mohsin kovuusasteikolla.

Sen kovuus, korkea ominaispaino, kuusikulmaiset kiteet ja jakautuminen ovat erittäin hyviä diagnostisia ominaisuuksia, joita voidaan käyttää sen tunnistamisessa. Seuraavassa taulukossa on yhteenveto korundin fysikaalisista ominaisuuksista.

Montanan alumiinisafiirit: Hajonta Montanasta löydettyjä pieniä alumiinisia safiireja. Nämä siniset kivet ovat käsittelemättömiä ja niiden mitat ovat noin 4–5 millimetriä.

Korundin geologinen esiintyminen

Korundia löydetään primaarisena mineraalina muissa kivissä, kuten syeniitissä, nefeliini-syeniitissä ja pegmatiitissa. Jotkut maailman tärkeimmistä rubiini- ja safiiriesiintymistä löytyvät sieltä, missä helmet ovat laskeutuneet basalttivirtauksista ja löytyvät nyt alamäkistä maaperää ja sedimenttejä.

Koruntaa esiintyy myös muuttuvissa kiveissä paikoissa, joissa alumiiniset liuskat tai bauksiitit ovat joutuneet kosketuksiin metamorfismin kanssa. Alueellisessa muodonmuutostuotteessa tuotettu kärki, gneiss ja marmori sisältävät joskus korundia. Jotkut korkealaatuisimmista, väreistä ja kirkkaista safiireista ja rubiineista muodostuvat marmorista maanpinnan magma-kappaleiden reunoja pitkin.

Korundin sitkeys, korkea kovuus ja kemiallinen kestävyys antavat sen pysyä sedimenteissä kauan sen jälkeen, kun muut mineraalit on tuhottu. Siksi sitä löydetään usein keskittyneenä alluviaalisiin saostumiin.

Nämä talletukset ovat tärkein rubiinien ja safiirien lähde monissa maailman puolissa. Perinteisiä alluviaalisten rubiinien ja safiirien lähteitä ovat Burma, Kambodža, Sri Lanka, Intia, Afganistan, Montana ja muut alueet. Viime vuosikymmeninä useista Afrikan alueista, mukaan lukien Madagaskar, Kenia, Tansania, Nigeria ja Malawi, on tullut tärkeitä rubiinin ja safiirin tuottajia.

Emery-pyörät: Emery- ja korundipyöriä tarjoava mainos, jonka julkaisi vuonna 1895 Springfield Manufacturing Company, Bridgeport, Connecticut. Tänä aikana pyörien valmistukseen käytettiin aitoa emeryä ja korundia.

Kovuus ja käyttö hioma-aineena

Korundin kova kovuus tekee siitä erityisen käyttökelpoisen hioma-aineena. Murskattu korundi käsitellään epäpuhtauksien poistamiseksi ja seulotaan sitten tasalaatuisina rakeina ja jauheina. Niitä käytetään hioma-aineiden, kiillotusyhdisteiden, hiekkapapereiden, hiomalaikkojen ja muiden leikkuusovellusten hiontaan.

Joitakin ongelmia luonnollisen korundin käyttämisessä hioma-aineena ovat se, että kerrostumat ovat yleensä pieniä, epäsäännöllisiä ja korundi on laadultaan vaihtelevaa. Ne eivät ole luotettavia lähteitä tasalaatuiselle materiaalille, jota tarvitaan valmistusprosessin suorittamiseen. Kalsinoidusta bauksiitista valmistetusta synteettisestä korundista on tullut luotettavampi lähde, jolla on yhtenäisemmät ominaisuudet. Se on korvannut luonnollisen korundin useimmissa valmistetuissa tuotteissa.

Alumiinioksidihiilipaperi valmistetaan kiinnittämällä synteettisestä korundista (alumiinioksidista) kokoluokitellut hiukkaset paperiarkille. Se on hiekkapaperi, jota käytetään laajalti puuntyöstöön ja muihin valmistustöihin.

Emery rock: Näyte hiukkasesta, jossa on runsaasti korundia ja spineliä, Peekskillistä, New York. Tämä näyte on noin kuuden tuuman (viidentoista senttimetrin) poikki. Emery on usein murskattu, käsitelty ja seulottu käytettäväksi teollisena hioma-aineena.

Emery kynsiviilat: "Emery-levyt" ovat manikyyri- ja kynsienhoitotuotteita, jotka valmistetaan liimaamalla hiomapaperit ohuelle pahville. He saivat nimensä 1800-luvulla, kun hioma-aineena käytettiin murskattua hiomalakia. Nykyään hiomalevyjä ei valmisteta hiukkasilla. Sen sijaan monilla niistä on karkea puoli synteettistä korundia (alumiinioksidia) ja hieno puoli hioma-ainetta.

Smirgeli

Emery-kivi on rakeinen metamorfi- tai muinainen kivi, jossa on runsaasti korundia. Se on seos oksidimineraaleja, tyypillisesti korundia, magnetiittia, spinelliä ja / tai hematiittia. Se on yleisin luonnonkorundi, jota on käytetty hioma-aineiden valmistukseen.

Hiomakoneen käyttö hioma-aineena on vähentynyt huomattavasti viime vuosikymmeninä. Se on korvattu melkein kokonaan valmistetuilla hioma-aineilla, kuten piikarbidilla. Piikarbidin moh-kovuus on 9 - 9,5. Se on edullinen ja toimii yleensä paremmin kuin korundista tai hiotusta valmistetut luonnolliset hioma-aineet.

Korundi rubiinina, safiirina ja hienona safiirina: Helmilaatuinen korundi on arvostettu ja arvokas materiaali. Kun se on väriltään kirkkaan punainen, sitä kutsutaan "rubiiniksi". Kun se on sininen, sitä kutsutaan "safiiriksi". Kun väritöntä sitä kutsutaan "valkoiseksi safiiriksi". Minkä tahansa muun värin helmilaatuista koruntaa kutsutaan "fancy safiiriksi". Aikaisemmin suurin jalokivi korundi valmistettiin Aasiassa ja Australiassa. 1990-luvulla Afrikassa tehtiin monia helmikorundi-löytöjä. Kaikki tämän kuvan kivet louhittiin Afrikassa. Lähes kaikki helmikorundit käsitellään lämmittämällä tai muulla menetelmällä niiden värin parantamiseksi.

Paras tapa oppia mineraaleista on opiskella pienten näytteiden kokoelmalla, jota voit käsitellä, tutkia ja tarkkailla niiden ominaisuuksia. Halvat mineraalikokoelmat ovat saatavilla kaupasta.

Käytä jalokiviä

Jalokivi- ja korumarkkinoilla melkein kaikki huomio kohdistuu pieneen ryhmään helmiä, jotka tunnetaan nimellä "iso neljä": timantti, rubiini, safiiri ja smaragdi. Kaksi näistä, rubiini ja safiiri, ovat helmikorunumeja.

Nämä suosituimmat jalokivet ovat erittäin kysyttyjä, ja niitä on louhittu monissa osissa maailmaa tuhansien vuosien ajan. Nykyään miljoonia rubiineja ja safiireja tarvitaan vuosittain korumarkkinoiden tarpeiden tyydyttämiseksi - kaupoista ja tavarataloista myytävistä edullisista kaupallisista kiveistä näyttäviin näytteisiin, joita käytetään suunnittelija- ja mittatilakoruissa. Houkuttelevien kivien kysyntä ylittää miinojen toimituskyvyn. Seurauksena houkuttelevista luonnonkiveistä maksetut hinnat ovat nousseet korkealle tasolle.

Kun kuluttaja haluaa "rubiinirenkaan" tai "safiiririipuksen", hän ei yleensä ole kiinnostunut korvaamaan punaista spineliä, sinistä ioliittia tai muuta houkuttelevaa helmiä, jolla on samanlainen väri. He haluavat "rubiinin" tai "safiirin". Vähittäiskauppakorut, erityisesti ne, jotka myyvät kappaleita ja sarjoja alle 500 dollaria, ovat esittäneet yhä enemmän synteettisiä tai "laboratorion luomia" jalokiviä luonnonkivien rinnalla vitriineissään.

Synteettisillä materiaaleilla on sama alumiinioksidikoostumus ja kiderakenne kuin luonnollisilla rubiineilla ja safiirilla. Niiden väriä tuottavat myös samat hivenaineet (kromi rubiinille ja rauta titaanin kanssa safiirille).

Niillä on sama optinen vetovoima ja yleensä parempi fyysinen ulkonäkö kuin samankaltaisilla luonnonkivillä, joilla on sama hinta. Tämän seurauksena monet kuluttajat ostavat nyt mielellään synteettisiä kiviä, koska he saavat houkuttelevamman tuotteen hintaan, jolla heillä on varaa. Pitkällä aikavälillä synteettiset jalokivet todennäköisesti jatkavat luonnonkivien syrjäyttämistä markkinoilta, etenkin alemman ja keskitason hintaluokissa, joissa kuluttajat ovat hyvin tietoisia hinnasta.

Ei ole mitään vikaa myytäessä tai ostamalla koruja, jotka sisältävät synteettisiä jalokiviä, kunhan kaksi ehtoa täyttyvät: 1) myyjän on paljastettava se tosiseikka, että jalokivet ovat ihmisen tuotteita eikä luonnontuotteita; ja 2) ostaja ymmärtää selvästi, että jalokivet ovat synteettisiä ja ihmisten valmistamia mieluummin kuin luonnontuotteita.

Korundi kellolaakerit: Korundi (rubiini) laakerit antiikkisessa taskukellossa "jalokivi" -liikkeellä. 1900-luvun alkupuolella synteettistä korundia käytettiin kellon korulaakereina. Kuvan tekijänoikeus iStockphoto / RobertKacpura.

Korundin laakerit: Piirustus jalokivilaakereista ja huippukivi (punainen), joka pitää kääntöpyörän öljyllä voitetulla mekaanisella kellalla (keltainen). Julkisen kuvan kuva: Chris Burks Chetvorno.

"Jalokivet" ja "kristallit" kellot

1800-luvun puolivälissä Sveitsin kellonvalmistajat tarvitsivat pieniä laakereita, jotka olivat erittäin kulutuksenkestäviä. He huomasivat voivansa porata reiän pieneen korundinpalaan ja käyttää sitä sujuvasti kulkevaan, pitkäikäiseen laakeriin. Korundi oli paljon kovempi kuin metallit, joita käytettiin kellon liikkuvien osien valmistukseen, ja se pystyi kestämään jatkuvaa hankausta epäonnistumalla. Korundilaakereita kutsuttiin "jalokivilaakereiksi" jalokivikappaleidensa jälkeen.

Sveitsiläiset kellot ja niiden "jalokiviliikkeet" tulivat tunnetuiksi ympäri maailmaa pitkästä elämästään ja luotettavuudestaan. 1900-luvun alkupuolella synteettiset korundilaakerit korvasivat luonnonkorundilaakerit useimmissa sveitsiläisissä kelloissa. Synteettinen korundi oli yhtenäisempi kuin luonnollinen korundi, ja se oli myös halvempaa ja helpompaa saada. Tämä jalokivilaakereiden käyttö loi sveitsiläisten kellojen myönteisen maineen, joka jatkuu tähän päivään saakka - vaikka mekaaniset kellot korvataankin digitaalisilla kellolla.

Väritöntä synteettistä safiiria käytetään myös kelloissa. Sen kestävyys, lasimainen kiilto ja naarmuuntumisenkestävyys tekevät siitä täydellisen läpinäkyvän peitteen mekaanisen tai digitaalisen pintaan. Nämä kirkkaat kiteet, joita kutsutaan "kiteiksi", suojaavat kellon pintaa iskuilta, pölyltä, kosteudelta ja kulumiselta. Synteettistä safiiri on käytetty tähän tarkoitukseen lähes 100 vuotta.

Synteettinen korundi: Ruskea synteettinen korundi. Punaisen värinsä takia sitä voidaan kutsua "synteettiseksi rubiiniksi". Tämän tyyppistä materiaalia käytetään kellolaakereihin, jalokiviin, laservahvistusväliaineisiin ja moniin muihin tarkoituksiin.

Ruby laser: Kaavio ensimmäisestä toimivasta laserista. Sen hyötyväliaineena käytettiin ohutta rubiinikideä. Julkisen kuvan imago: Lawrence Livermore National Laboratory.

Ruby-laserit

Synteettinen korundi on olennainen osa monia lasereita. Itse asiassa ensimmäinen toimiva laser oli "rubiinilaser", jonka teki Theodore Maiman Hughes Research Labsissa vuonna 1960. Siinä käytettiin synteettistä rubiinikideä "vahvistusväliaineena". Vahvistusväliaine on laserissa oleva materiaali, joka on voimakkaan valopurskeen kohde.

Tämä valo saa vahvistusväliaineessa olevat elektronit hyppäämään korkeammalle energiatasolle aiheuttaen fotonien säteilyn, joka iskee vahvistusväliaineen muita atomeja, aiheuttaen niiden kiihtymisen ja emittoimaan enemmän fotoneja. Tämä lyhyt ketjureaktio tuottaa lasersäteen erittäin voimakkaan valon. Laserit on nimetty vahvistuksen väliaineena käytetyn materiaalin, kuten "rubiinilaserin" tai "titaani-safiirilaserin" tai "YAG-laserin" (yttriumalumiinigranaatti) mukaan.

Vain muutamassa vuosikymmenessä laserista on tullut yhteiskuntamme yleisiä esineitä. Pieniä lasereita käytetään CD- ja DVD-soittimissa. Laseria käytetään leikkaamaan metalli, kivi ja muut kovat materiaalit. Laseria käytetään tatuointien poistamiseen, kosmeettisen leikkauksen, kaihileikkauksen ja LASIK-leikkauksen näön korjaamiseen.

Synteettiset korundi-skannerin ikkunat: Omavarauslaite viivakoodinlukijaikkunalla vähittäiskaupassa Houstonissa, Texasissa. Skannerin ikkuna on todennäköisesti valmistettu synteettisestä korundista. Julkisen kuvan imago: WhisperToMe.

Muut korundin käyttötavat

Korundumilla on monia muita käyttötapoja. Se on kemiallisesti inertti ja kestää kuumuutta. Nämä ominaisuudet tekevät siitä täydellisen materiaalin tulenkestävien tuotteiden, kuten palotiilet, uunivuorat ja uunikalusteet, valmistukseen. Nykyään nämä tuotteet valmistetaan yleensä synteettisellä korundilla.

Puhdas korundi on väritön, läpinäkyvä, kestävä ja naarmuuntumaton. Kirkkaan synteettisen korundin suuria kiteitä kasvatetaan, sahataan ohuiksi levyiksi ja käytetään sitten päivittäistavarakaupan skannerien ikkunoina, kellokiteinä, lentokoneiden ikkunoina ja elektronisten laitteiden suojapeitteinä.