剛玉

剛玉

高級研磨材料
剛玉的主要成分是Al₂O₃(三氧化二鋁)。剛玉主要用于高級研磨材料,手表和精密機械的軸承材料。作為激光發射材料的紅寶石系人造晶體。剛玉,名稱源于印度,系礦物學名稱。剛玉Al2O3的同質異像主要有三種變體,分别為α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3。剛玉硬度僅次于金剛石。剛玉主要用于高級研磨材料,手表和精密機械的軸承材料。作為激光發射材料的紅寶石系人造晶體。紅寶石和藍寶石都屬于剛玉礦物,除星光效應外,隻有半透明-透明且色彩鮮豔的剛玉才能做寶石。紅色的稱為紅寶石,而其他色調的剛玉在商業上統稱藍寶石。剛玉(Corundum)名稱源于印度,系礦物學名稱,寶石學上具備寶石條件的稱紅寶石(Ruby)、藍寶石(Sapphire)。緬甸、斯裡蘭卡、泰國、越南、柬埔寨是世界上優質紅寶石、藍寶石最重要的供應國。其他産出國還有中國、澳大利亞、美國、坦桑尼亞等。[1]
  • 中文名:剛玉
  • 外文名:
  • 用途:
  • 分類:
  • 晶系:三方晶系
  • 晶體:桶狀、六方柱狀、六方雙錐
  • 顔色:白、灰、黃等色
  • 光澤:玻璃光澤
  • 折射率:1.762-1.77
  • 透明性:透明至不透明
  • 重要産地:緬甸,中國雲南
  • 主要成分:Al2O3
  • 主要用途:高級研磨材料,軸承材料
  • 英文名:CorundumКорунд

l理化性質

剛玉Al2O3的同質異像主要有三種變體,分别為α-AlO、β-AlO、γ-AlO、,根據X衍射分析确還有η-AlO(等軸晶系)、ρ-AlO(晶系不确定)、χ-AlO(六方晶系)、κ-AlO(六方晶系)、δ-AlO(四方晶系)、θ-AlO(單斜晶系)。剛玉顔色多種,有無色、白、金黃(色素離子Ni、Cr)、黃(色素離子Ni)、紅(色素離子Cr)、藍(色素離子Ti、Fe)、綠(色素離子Co、Ni、V)、紫(Ti、Fe、Cr)、棕、黑(色素離子Fe、Fe)、白熾燈下藍紫、日光燈下紅紫效應(色素離子V)。

剛玉是一種由氧化鋁(AlO)的結晶形成的寶石。

摻有金屬鉻的剛玉顔色鮮紅,一般稱之為紅寶石;而藍色或沒有色的剛玉,普遍都會被歸入藍寶石的類别。

剛玉在摩氏硬度表中位列第9級。比重為4.00,有六角柱體的晶格結構。有着剛玉的硬度,和相對比鑽石更低廉的價錢,它成為了砂紙及研磨工具的好材料。

剛玉有玻璃光澤,硬度9。比重3.95-4.10。在高溫富鋁貧矽C的條件下形成,主要與岩漿作用、接觸變質及區域變質作用有關。

剛玉是鋁礬土為主要原料經礦業爐煉出的人造材料,可做磨料和耐火材料。純度較高的為白色叫白剛玉,含有少量雜質的為棕色叫棕剛玉。

化學成份

是AlO。常含微量的雜質元素Cr、Ti、Fe、V等。這些雜質的存在方式為:

3+

①以類質同象替代Al。

②機械混入的氧化物。

晶體形态

形成于高溫富鋁、貧矽的條件下。在内生作用中,産于富鋁、貧矽的岩漿岩和偉晶岩中,與長石、尖晶石等共生。在變質作用中,産于片麻岩中者與矽卡岩、磁鐵礦、白雲母等共生;産于岩漿岩與石灰岩接觸帶中者與方解石、磁鐵礦、綠簾石等共生,是岩漿岩去矽作用的産物。屬于三方晶系,晶形常呈完好的六方柱狀或桶裝,柱面上常發育斜條紋或橫紋,底面上有時可見三角形裂開紋;集合體呈粒狀。

顔色

十分豐富,幾乎包括了可見光譜中的紅、橙、黃、綠、青、藍、紫的所有顔色。

純淨的剛玉是無色的,當含有不同的微量元素時而呈現不同顔色。

光澤及透明度

透明-不透明,抛光表面具亮玻璃光澤或亞金剛光澤。

折射率

1.762-1.770(+0.009,-0.005)。

雙折率

0.008-0.010

多色性

均具有二色性,一般表現為不同深淺的顔色,紅寶石、藍色藍寶石二色性較強,其它顔色的藍寶石稍弱。

發光性

長短波紫外線下紅寶石均可發現紅色熒光,且長波下的強度高于短波下,日光也可激發其紅色熒光,但含Fe高者熒光較弱。藍寶石一般無熒光,但含Cr的斯裡蘭卡和美國蒙大拿州藍寶石有時呈粉色熒光。而斯裡蘭卡産的一些黃色藍寶石可具杏黃色或橙黃色熒光。

硬度

剛玉的摩氏硬度為9,是迄今為止自然界中所發現的、硬度僅次于鑽石的第二号高硬度物質。

比重

多數寶石級樣品的比重變化于3.99-4.00之間。Cr、Fe等雜質元素含量影響着比重值的大小,含量越高,比重越大。

熔點

高達2000℃-2030℃。

成因

成因類型

在人們生活的地球上,地殼中化學成分中Al2O3是僅次于SiO2的組分,但在自然界以Al2O3結晶礦物的剛玉礦物相對卻十分稀少,其内在因素由于它們的化學、物理性質所決定。

Al2O3與SiO2在化學性上具有極大的親和力,十分容易形成鋁矽酸鹽礦物及水化物,如岩漿岩中鮑文反應中的連續系列斜長石、鉀長石;熱液及沉積作用中形成的沸石類、粘土礦物類;變質作用中形成的藍晶石、十字石、符山石。在高溫、富鋁、貧矽的特殊物理、化學環境中,形成于岩漿作用、接觸變質作用、區域變質作用中。在常溫條件下含剛玉的岩石經風化作用、搬運作用、分選富集形成剛玉砂礦。

品種

按顔色分:

a.紅寶石:

指紅色的剛玉寶石,粉紅色的剛玉屬于粉紅色藍寶石。

b.藍寶石:

除去紅色系列以外的所有顔色的剛玉寶石,包括粉紅色、無色、黃色、紅色,橙色、綠色、藍色、黑褐色、紫色等。定名時除了藍色剛玉直接定名為藍寶石外,其它各種顔色的剛玉需在藍寶石名稱前冠以顔色形容詞,如黃色藍寶石、綠色藍寶石。

特殊光學效應:

a.星光紅寶石、星光藍寶石:

紅、藍寶石可含豐富的金紅石包裹體,這些針狀體在垂直C軸的平面内呈60度角相交,加工成弧面形寶石後顯示六射星線。

偶爾出現的十二射星線圖案是由兩組六射星線交叉而成的,兩組星光互成30度角交叉。據報道引起兩組星光的包裹體一組是金紅石,另一組是赤鐵礦。

b.變色藍寶石:

少數藍寶石具有變色效應,它們在日光下呈藍色、灰藍色,在白熾燈下呈暗紅色、褐紅色,變色效應一般不明顯,顔色也不太鮮豔。

寶石賞析

出産國

中國

紅寶石:發現于雲南、安徽、青海、重慶石筍山等地。其中雲南紅寶石稍好。

藍寶石:發現于海南蓬萊鎮、山東濰坊地區、青海西部、江蘇六合等地。山東藍寶石以粒度大、晶體完整而着稱。最大達155克拉,但顔色過深、透明度較低。與藍寶石相比,黃色藍寶石大多透明度較好。

緬甸

緬甸紅寶石具有鮮豔的玫瑰紅色-紅色。其顔色的最高品級稱為"鴿血紅",即紅色純正,且飽和度很高。日光下顯熒光效應,其各個刻面均呈鮮紅色,熠熠生輝。常含豐富的細小金紅石針霧,形成星光。顔色分布不均勻。高質量的緬甸藍寶石具有非常純正的藍色(帶紫的内反射色),當然也有淺藍-深藍的品種。

紅寶石以緬甸産量最佳。上佳10克拉以上紅寶石,緬甸一年隻産幾顆;幾十克拉乃至上百克拉的紅寶石巨粒,幾十年甚至上百年才出1~2顆。優質大粒藍寶石價值僅次于同質紅寶石、祖母綠和鑽石。優質剛玉晶體粒徑大于5mm,重量0.3~0.6克拉即可達寶石級。重量超過2克拉,可視為珍品。著名的緬甸“鴿血紅寶石”,最大者為55克拉。

泰國

泰國紅寶石含Fe高,顔色較深,透明度較低,多呈暗紅色-棕紅色。日光下不具熒光效應,隻是在光線直射的刻面較鮮豔,其他刻面則發黑。顔色比較均勻。缺失金紅石狀包裹體,所以沒星光紅寶石品種。泰國藍寶石顔色較深、透明度較低,淺藍色的内反射色,常發育完好的六邊形色帶(同澳大利亞、中國一樣),但尖竹紋地區的紅寶石、藍寶石質量較佳。

斯裡蘭卡

斯裡蘭卡紅寶石以透明度高、顔色柔和而聞名于世。而且顆粒較大,其顔色多彩多姿,幾乎包括從淺紅-大紅各種過渡色。另外其色帶發育,金紅石針細、長而且分布均勻。斯裡蘭卡藍寶石同紅寶石一樣,具有很高的透明度,其顔色也很豐富,除藍色外,還有黃色,綠色等多種顔色,具翠藍色内反射色。

柬埔寨拜林

數年來拜林藍寶石在國際上十分走俏,為一種明亮、純正的藍色。

喀什米爾

發現于1881年,産量很少。喀什米爾地區的“矢車菊”藍寶石,一直被譽為藍寶石中的極品,它為一種朦胧的、略帶紫色調的濃重的藍色。給人以天鵝絨般的外觀。由于武裝沖突及惡劣的自然環境,當前市面上已見不到該品種

澳大利亞

可有多種顔色,主要是透明度較低的深藍色、黑藍色,顔色不均勻,六邊形色帶發育,其顔色深于泰國藍寶石。

加工中心

泰國是紅寶石、藍寶石加工和貿易的中心。

泰國技師最感興趣的是那些美中不足的原料。經過熔燒其中的棉绺、裂紋會發生愈合,同時消除一些黑斑(即所謂"美人痣")。

因此,泰國流行"不燒不成寶"的說法。泰國人主要利用泰國、緬甸、斯裡蘭卡、越南等國的原料進行加熱改色處理。依靠給寶石美容去掉"美人痣"取得了很大的經濟效益,但熔燒也需要相當高的技術、工藝和經驗。每年在曼谷舉辦的珠寶展銷會均以紅寶石、藍寶石為主。

著名珍品

聖·愛德華藍寶石

是英國皇家珠寶中曆史最悠久的寶石之一,曾屬聖·愛德華所有(十一世紀),他生前曾把這枚藍寶石鑲嵌在戒指上,如今這顆寶石被鑲嵌在王冠頂部的球體上方的十字架中心。

斯圖爾特藍寶石

也是一顆具有悠久曆史的藍寶石,重104克拉,曾鑲嵌在愛德華四世的王冠上,現鑲嵌在英帝國王冠的背面。

叢林(TheJungle)藍寶石

重958克拉,1929年發現于緬甸抹谷叢林中,現已被切磨成9塊。

印度之星(StarofIndia)

重563克拉,産于斯裡蘭卡砂礦,為美麗的藍色,6條星線極為清晰,1901年由皮爾彭特·摩根(J.PierpontMorgan)将此寶石捐贈給美國紐約自然曆史博物館。

藍寶石雕刻品

藏于美國華盛頓史密斯博物館的4位美國前任總統的雕刻頭像,其中林肯總統的頭像高4cm,重1318克拉,顔色為黑色,帶有深藍色斑點,是從一顆發現于澳大利亞昆士蘭、重量2302克拉的藍寶石中雕刻而成的。

亞洲之星(StarofAsia)

330克拉,藍色,産自緬甸,現存美國華盛頓史密斯博物館,屬世界著名珍寶。

重138.7ct,現藏于美國美國華盛頓史密森博物館,産于斯裡蘭卡。

卡蘭之星星光紅寶石

重362ct,現藏于斯裡蘭卡首都科倫坡國家博物館。

紅寶石拖鞋

由美國珠寶家溫斯頓親手設計,與真鞋尺寸一樣大,共用了1350ct的紅寶石4600顆和50ct鑽石,鑲嵌在有機玻璃的鞋座上,1996年5月在故宮博物院展出了複制品。

重423ct,産自斯裡蘭卡,現藏于美國美國華盛頓史密森博物館。

拍賣品

刻面藍寶石

1998'嘉得秋季拍賣會,重10.46ct,未經任何熱處理,79.2萬元成交。

創國内單顆藍寶石最高拍賣價。

星光紅寶石

1999'佳士得拍賣會,266萬港元成交,産自緬甸。

紅寶石套鍊

1998'蘇富比瑞士日内瓦拍賣會,41.885萬美元成交(由法國著名珠寶商凡·克裡夫·阿培爾制于1937年)。

項鍊

1998'蘇富比倫敦拍賣會,28.75萬英鎊。

星光藍寶石

1998'香港佳士得秋季拍賣會,574萬港元成交。重66.42ct。産自緬甸。

胸針

1972年尼克松夫人訪華時中國政府提供給的數件工藝品和首飾之一。由5顆紅寶石(15×11mm)、老坑玻璃種翡翠、103粒鑽石構成。

寶石文化

紅寶石

紅寶石"ruby"一詞源于拉丁語,意思是紅色。

①傳說戴紅寶石的人會健康長壽、聰明智慧、愛情美滿,而且,左手戴上紅寶石戒指或者左側戴一枚紅寶石胸飾,就會有一種逢兇化吉、變敵為友的魔力。

②昔日緬甸武士自願在身上割一小口,将一粒紅寶石嵌入,認為這樣就可達到刀槍不入的目的。

③流行于13世紀的"紅寶石藥劑"極為昂貴,主要是用紅寶石治療膽汁過多和腸胃脹氣,今天看來令人難以置信。

寶石級的大顆粒紅寶石非常罕見,所以小說家們竭盡豐富的想象和奇異的幻想來描繪紅寶石。

馬可波羅曾于13世紀寫道:僧伽羅君主擁有一枚10cm長、一手指那麼厚的一顆紅寶石。中國皇帝忽必烈想拿一個城池來換之,竟被這位僧伽羅君主拒絕了,他說:"即使把全世界的财富都放在我的腳下,我也不願同這顆紅寶石分手"。事實上,至今沒有哪一位寶石專家見到過如此巨大的紅寶石,如果真有的話,也可能是紅色尖晶石或紅色碧玺,也許并非紅寶石。

古時在印度和緬甸,人們曾認為美麗的紅寶石本是一種特殊的白色石子,随着時間的推移,它們會吸收日月之精華,最終點燃了蘊藏在内部的烈火,從而變成了紅彤彤的寶石,如果時間不夠,被人們提前挖出來,它們就不會具有鮮豔的顔色,而是呈暗淡的或微紅的顔色。

直到今天,人們仍然把紅寶石看作寶石中的珍品,把它當作七月生辰石,驕陽似火的七月,燦爛的陽光與紅寶石奪目的紅色光芒相互輝映,令人朝氣蓬勃,奮發向上。所以人們又把紅寶石比作熱烈的愛情,将其作為結婚40周年的紀念石。

藍寶石

藍寶石(Sapphire)一詞來自拉丁語,意思是"對土星的珍愛"。

①據說它能保護國王和君主免受傷害和妒忌,是最适用于做教士環冠的寶石。基督教徒常常把基督教的十誡刻在藍寶石上,作為鎮教之寶。

②波斯人認為,大地是由一個巨大的藍寶石來支撐的,是藍寶石的反光将天穹映成為蔚藍色的。

③據傳說藍寶石可以除去眼中污物和異物,1391年倫敦聖保羅大教堂收到的禮物中有一顆藍寶石,捐贈人要求把這顆藍寶石陳列在StoErkinwald神殿上,用來治療眼疾,并且公布治療效果。

很久以來,藍寶石被看作誠實和德高望重的象征,是傳統的9月份生辰石。結婚45周年稱為藍寶石婚。清朝三品官的頂戴标志亦為藍寶石。

星光紅、藍寶石

在被譽為"寶石之島"的斯裡蘭卡流傳着關于星光寶石的故事:很久很久以前,有一個名叫班達的青年,他勇敢而仗義,為了百姓的安甯,在一次與魔王的搏鬥中,他把自己變成了一隻巨大的飛箭,深深地刺入魔王地咽喉,兇惡的魔王在臨死之前拼命掙紮,以緻把天撞碎了一角,使天上的許多星星紛紛墜落,其中一些沾染魔王的鮮血的星星便變成了星光紅寶石,沒有染血的星星則成了星光藍寶石。

典故

中世紀意大利詩人FrancescoPetrarch還記述了一個有趣的傳說。法王John二世戴了一個避邪護身法寶-紅寶石戒指。但紅寶石并未使國王免遭失敗的厄運。他在1356年普瓦蒂埃(Poitiers)戰役中成了俘虜。幾年之後,法王John被帶到英國,人們将該紅寶石戒指還給了他,使他又看到了這枚美麗無比卻沒能保佑他的無價之寶。

許多世紀以來,印度人相信無色藍寶石是未發育成熟的。緬甸寶石礦工認為,顔色暗淡的紅寶石如果埋在地下,最終将變成鮮紅色,并認為紅寶石是剛玉族中發育最成熟的成員。斯裡蘭卡礦工認為,有瑕疵的寶石是過熟的。1534-1570年旅居印度的GarciadaDrta認為,紅寶石的顔色随着成熟度而加深。1582-1593年到過印度的JanHuyghenVonLinschoten寫道:“原因是山石中的寶石最初都是白色的。随着時間的推移,靠太陽的力量,逐漸完美成熟。成為紅寶石。如果在它達到完美成熟之前就挖出來,它就會是不同顔色的,就象我以前說過的,暗紅色和微紅色。”

藍寶石也有許多傳奇式的贊美傳說。據說他能保護國王和君主免受傷害和妒忌。它是最适用于教士環冠的寶石,傳統的做法把基督教的十誡刻在藍寶石上。

波斯人認為大地由一個巨大的藍寶石支撐,藍寶石的反光将天空映成藍色。

合成

焰熔法合成品

1.原始晶形:

天然品具有桶狀、柱狀、闆狀晶形,晶面橫紋發育,垂直于C軸的裂理發育,因此斷口處呈階梯狀,部分樣品具堅硬的熔融殼。

而焰熔法合成品的原始晶形為梨形:

有時為冒充天然品人為進行破碎、滾圓,但其無裂理,因此也無階梯狀斷口,而是貝殼狀斷口。

2.顔色:

早期焰熔法合成品的顔色過于純正,過于豔麗,給人以不真實的感覺。但随着生産工藝的不斷改進,這種感覺隻能作為一種警示,而不是鑒别依據。

3.多色性:

天然品的台面取向一般是垂直C軸的,用二色鏡從台面觀察時,無法看到二色性或二色性不明顯。而焰熔法合成品的梨晶由于應力作用,常常沿C軸方向裂開,為了充分利用原材料,其台面取向是平行于C軸的,從台面觀察可看到明顯的二色性。所以,當二色性觀察出現異常時,應引起警覺。

4.發光性:

天然紅寶石和焰熔法合成紅寶石在紫外光源照射下均可發紅色熒光,但天然品的熒光效果弱于合成品。天然藍寶石在紫外光下常表現為惰性,而焰熔法合成藍寶石的發光性較活躍:無色品種在短波紫外光下可有淡藍色熒光;綠色品種在長波紫外光下可有橙色熒光;藍色品種在短波紫外光下可有淡藍-白色或淡綠色熒光。

5.吸收光譜:

天然紅寶石和焰熔法合成紅寶石的可見光吸收光譜相同,隻是天然品的吸收強度弱于合成品。天然藍寶石中的藍色、綠色、黃色品種的可見光光譜中可全部或部分顯示三條鐵的吸收線,其中450nm最強,而焰熔法合成藍寶石則可能缺失這些吸收線或吸收線很弱而且模糊。

6.生長紋:

天然紅寶石、藍寶石中常發育圍繞C軸的平直生長條帶,不同方向的生長帶以一定的角度有規律的相交分布。

而焰熔法合成品中僅能見到彎曲弧形生長紋,它是焰熔法合成品的重要鑒别依據。

但随着生産工藝的改進或再次加熱處理,生長紋的彎曲特征越來越來難以觀察。

7.氣泡:

氣泡是焰熔法合成品的另一個重要的鑒定依據。氣泡雖然很小,但由于其折射率與紅寶石、藍寶石的折射率相差很大,所以有較明顯的輪廓,易于觀察。氣泡一般為球狀,既可零星分布,也可呈帶狀、雲霧狀彌漫于整個樣品中。

8.合成星光品種:

其星線僅存于寶石的表層,星線完整、清晰,星線較細,另外。還可見到氣泡、彎曲生長紋。而天然星光品種的星線産生于樣品内部,星線可有缺失、不完整,星線較粗。

助熔劑法合成品

1.晶體形态:

助熔劑法合成紅寶石的晶形主要呈闆狀、粒狀,單晶中的底軸面及菱面體面十分發育,而缺失天然紅寶石的六方柱面、六方錐面。

2.内部特征:

天然紅寶石中固态包裹體品種繁多,如硬水鋁石、磷灰石、金紅石、金雲母、锆石等,這些細小的晶體形态各異、組合不同構成了不同的産地特征。

而助熔劑法合成紅寶石中最主要的固态包裹體則是“助熔劑殘餘”,它們在反射光下呈現淺黃色、橙紅色,并具金屬光澤,絕大多數是不透明的,其形态有樹枝狀、栅欄狀、網狀、扭曲的雲狀、熔滴狀。

另外,在助熔劑法合成紅寶石中有時可見到從鉑坩埚上剝落的鉑片,鉑片呈三角形、六邊形或不規則多邊形狀,它們均不透明,在反射光下有銀白色的金屬光澤,鉑片的出現可作為合成紅寶石的依據。

水熱法合成品

水熱法合成技術是一種更接近天然寶石生長環境的新技術,因此,合成品與天然品極為相似,其鑒别依據主要是以下兩個方面:

1.晶體特征:

水熱法合成品多為闆狀晶體,與天然品有較大區别。

2.内部特征:

a.典型的内部特征是含有種晶片,種晶片與其兩側的紅寶石有着明顯的界限,種晶片的兩側可有一些發育不規則的晶芽和霧狀包體。

b.普遍具有明顯的生長紋,生長紋往往深淺不一,形态呈鋸齒狀、波紋狀。

c.釘狀包裹體:常含有一種特征的"釘狀"流體包裹體。

d.金屬包裹體:可能含有合金包裹體,呈三角形、四邊形等多邊形的形狀,不透明,反射光下具金屬光澤。

應用

一般用途

由于剛玉具有優良的高溫性質及機械強度等性能,因而被廣泛應用到了冶金、機械、化工、電子、航空和國防等衆多工業領域。其主要用途如下所述。

1、由于有耐高溫、耐腐蝕、高強度等性能,故用做澆鋼滑動水口,冶煉稀貴金屬、特種合金、高純金屬、玻璃拉絲、制作激光玻璃的坩埚及器皿;各種高溫爐窯,如耐火材料、陶瓷、煉鐵高爐的内襯(牆和管);理化器皿、火花塞、耐熱抗氧化塗層。SiO小于0.5%的低矽燒結剛玉磚是炭黑、硼化工、化肥、合成氨反應爐和汽化爐的專用爐襯。

2、由于有硬度大、耐磨性好、強度高的特點,在化工系統中,用作各種反應器皿和管道,化工泵的部件;作機械零部件、各種模具,如拔絲模、擠鉛筆芯模嘴等;作刀具、磨具磨料、防彈材料、人體關節、密封磨環等。

3、由于有高溫絕緣性,故被用作熱電偶的套絲管和保護管,原子反應堆中用得絕緣性依舊優良,加之損耗不大,介電常數也不大,在電子工業中被廣泛用于固體集成電爐基闆管座、外殼、瓷架、微薄窗口、導彈雷達天線保護罩等。

4、Al2O3屬離子型晶體,結構很穩定。在高頻、高壓和較高的溫度下使用,其絕緣性依舊優良,加之損耗不大,介電常數也不大,在電子工業中被廣泛用于固體擠成電路基闆管座、外殼、瓷架、微玻窗口、導彈雷達天線保護罩等。

5、剛玉制品氣密性好,即使在高溫下也嚴密不透氣,因此在電真空中得到廣泛應用,如用剛玉制作各種大型電子管殼、固體微電路中的雙列直插式封裝外殼。

6、剛玉保溫材料,如剛玉輕質磚、剛玉空心球和纖維制品,廣泛應用與各種高溫爐窯的爐牆及爐頂,既耐高溫又保溫。

7、透明剛玉制品可制作燈管、微波整流罩。另外,Na-b-AlO制品是制造鈉硫電池的電解質材料。

特征用途

剛玉作為磨料的一種,在磨料磨具中被廣泛應用,其中剛玉的種類也有很多,不同種類的剛玉的使用用途也是不一樣的,本欄目将向你介紹剛玉的種類特征和具體使用用途。

1.黑剛玉

屬于棕剛玉的派生品種,外觀呈黑色。硬度較低但韌性好。

多用于自由研磨,如制品電鍍前的打磨或粗磨,也用于制作塗附磨具,樹脂切割片,抛光塊等。

2.燒結剛玉

用礬土或鋁氧粉的細料燒結而成,特點是韌性好,可制成各種特殊形狀和尺寸的磨粒。

主要用于重負荷磨鋼錠砂輪,适用于荒磨不鏽鋼鋼錠等。

3.锆剛玉

其特點是硬度略低,但韌性值大,強度較高,通常晶體尺寸較細,耐磨性能好。

國外锆剛玉磨料主要用于重負荷磨削,适合于磨耐熱合金鋼,钛合金和奧氏體不鏽鋼等。

4.鉻剛玉

為白剛玉的派生品種,外觀呈玫瑰色,硬度與白剛玉相近,韌性略高于白剛玉且強度高,磨削性能好,磨削精度高。用這種磨料制成的磨具其形狀保持性好。

應用範圍與白剛玉相似,尤其适于各種刀具,量具,儀表零件的精磨和成型磨,通常鉻剛玉較白剛玉具有更好的磨削性能。

5.微晶剛玉

屬于棕剛玉的派生品種,外觀色澤和化學成分均與棕剛玉相似,特點是晶體尺寸小(50—280μm),磨粒韌性好,強度大且自銳性好。

适合磨不鏽鋼,碳素鋼,球磨鑄鐵等,磨削方式上适于成型磨,切入磨,精磨和重負荷磨削。

6.單晶剛玉

單晶剛玉磨料的顆粒是由單一晶體組成,并具有良好的多棱切削刃,較高的硬度和韌性,磨削能力強,磨削發熱量少,缺點是生産成本較高,生産中有廢氣,廢水産生,産量較低。

可用于磨削較硬且韌性好的難磨金屬材料,如不鏽鋼,高釩高速鋼,耐熱合金鋼及易變形,易燒傷的工件,考慮到單晶剛玉磨料受生産條件的限制,一般隻推薦用于耐熱合金和難磨金屬材料的磨削。

7.白剛玉

白剛玉的硬度略高于棕剛玉,但韌性稍差磨削時易切入工件,自銳性較好,發熱量小,磨削能力強,效率高,價格高于棕剛玉。

适合于磨硬度較高的鋼材,如高速鋼,高碳鋼,淬火鋼,合金鋼等。

8.棕剛玉

棕剛玉外觀為棕褐色,含量在94.5%--97%。具有硬度高,韌性大,顆粒鋒銳,價格比較低廉的特點,适合于磨加工抗張強度高的金屬,在缺少其他磨料的情況下,一般可由它來代替。

廣泛用于普通鋼材的粗磨,如:碳素鋼,一般合金鋼,可煅鑄鐵,硬青銅等。棕剛玉的二級品磨料常用作磨米砂輪,樹脂切割砂輪。砂瓦,砂布,砂紙等。

鑒别處理

染色處理

将色淺、裂隙發育的剛玉放進有色染料溶液中浸泡、加溫,使其染上顔色。

鑒别:

1.放大檢查時可發現染料在裂隙中集中。

2.雖然外表濃豔,卻沒有明顯的多色性。這是因為染料并未進入寶石的晶格。

3.染料可能引起異常的熒光,如可有橙黃-橙紅色熒光。

4.紅外光譜中出現染料的吸收峰。

充填處理

将油、膠、玻璃等物質充填于紅寶石的裂隙或空洞中,以掩蓋這些瑕疵。

鑒别:

1.注油處理的紅寶石放大檢查時可以發現裂隙内有五顔六色的幹涉色,當部分油揮發後可留下斑痕及渣狀沉澱物。熱針觸之可有油珠析出。

2.注膠處理的紅寶石裂隙内膠的光澤明顯低于紅寶石主體的光澤,裂隙較大時。針尖可将其内的膠劃動。紅外光譜中出現膠的吸收峰。

3.玻璃充填的紅寶石往往裂隙十分發育,裂隙内玻璃的光澤明顯低于紅寶石主體的光澤,大的裂隙處所充填的玻璃平面往往凹陷。有時可見到未逸出得氣泡。

熱處理

這種方法曆史悠久,其結果穩定、持久而被人們普遍接受。主要應用于:

1.削減藍色:

在高溫氧化氣氛中加熱帶藍色調的紅寶石或深色藍寶石,将發生Fe2+向Fe3+的轉變,使樣品中Fe2+/Ti4+緻色離子對數量減少,從而去除多餘的藍色。這種方法還可将淺黃色、黃綠色的樣品變成橘黃色或金黃色。

2.加深或誘發藍色:

在高溫還原氣氛中加熱色淺的藍寶石,使寶石中原有的Fe3+轉變為Fe2+,增加了Fe2+/Ti4+緻色離子對的數量,使樣品由淺變深。

3.去除絲狀包裹體:

在空氣中将紅寶石或藍寶石加熱至1600-1800℃,使原來以絲狀、針狀包裹體形式存在的金紅石(TiO2)熔融,然後迅速冷卻,使钛進入晶格與Al2O3形成固熔體,從而達到提高淨度的目的。

4.産生星光:

在空氣中加熱樣品,然後緩慢冷卻,使樣品内以固熔體形式存在的钛出熔,形成金紅石針狀包裹體,從而産生星光。

5.愈合裂隙:

将發育大量裂隙的紅寶石置于硼酸鈉中加熱,由于硼酸鈉可以降低紅寶石的熔點,使其裂隙愈合。

熱處理的鑒别:

1.顔色出現不均勻的擴散暈或色塊。

2.内部所含的低熔點包裹體(如長石、方解石、磷灰石等)發生部分熔融,使原來柱狀晶體邊緣變得圓滑。

一些絲狀、針狀包裹體(如金紅石)變成斷續的絲狀、點狀。

3.樣品内部的原生流體包裹體在高溫作用下發生脹裂,流體浸入新脹裂的裂隙中。

4.已切磨好的樣品表面會發生局部熔融,産生一些凹凸不平的麻坑。為了消除麻坑而進行的第二次抛光時,常出現雙腰棱、多面腰棱現象。

5.經熱處理産生的黃色和藍色藍寶石缺失450nm吸收帶。

表面擴散處理

高溫下使緻色離子進入淺色或無色樣品的表面晶格中,形成一薄的有色擴散層。其厚度一般為0.004-0.4mm。用Cr做緻色劑時可産生紅色擴散層;用Fe、Ti做緻色劑時可産生藍色擴散層;用Cr、Ni做緻色劑可産生橙黃色擴散層。

鑒别:

1.當樣品浸在二碘甲烷中觀察時,可見到顔色多集中于腰圍、刻面棱及開放性裂隙中。

2.在短波紫外光下表面擴散處理的藍寶石可見到白垩狀藍色或綠色熒光,而表面擴散處理的紅寶石可見到斑塊狀藍白色磷光。

3.表面擴散處理的紅寶石具有異常的折射率,折射率可達1.80。

4.表面擴散處理的樣品二色性模糊,紅色品種有時表現為異常的黃色-棕黃色二色性。

5.表面擴散處理所産生的星光品種,其星線完美、均勻,頗似合成星光品種,但顯微鏡下觀察可發現"星光"僅局限于樣品的表面。而且,沒有天然星光品種中的三組定向排列的金紅石細針,僅見表面由一層極薄的絮狀物,它們由細小的白點聚集而成。

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