Corundum: Digunakan sebagai Gemstone, Abrasive, Refractory

Kandungan

• Apakah itu Corundum?
• Made Famous by Rubies and Safir
• Properties of Corundum
• Kejadian geologi dari Corundum
• Kekerasan dan Penggunaan sebagai Abrasive
• Emery
• Gunakan sebagai Gemstone
• "Jewels" dan "Kristal" dalam Jam
• Ruby Lasers
• Penggunaan lain daripada Corundum

Corundum: Dua segmen kristal korundum dari India menunjukkan bentuk kristal heksagonal mineral dan perpisahan dasar. Spesimen ini berwarna merah dan mungkin dipanggil "corundum ruby." Hak cipta imej iStockphoto / Lissart.

Apakah itu Corundum?

Corundum adalah mineral yang membentuk batuan yang terdapat dalam batuan beku, metamorf, dan sedimen. Ia adalah aluminium oksida dengan komposisi kimia Al₂O₃ dan struktur kristal heksagon.

Minyak ini dikenali secara meluas kerana kekerasan yang melampau dan untuk fakta bahawa ia kadang-kadang dijumpai sebagai kristal telus yang indah dalam pelbagai warna. Kekerasan yang melampau menjadikan corundum sangat kasar, dan apabila kekerasan itu ditemui dalam kristal yang indah, anda mempunyai bahan yang sempurna untuk memotong batu permata.

Corundum semulajadi dan sintetik digunakan dalam pelbagai aplikasi perindustrian kerana ketangguhan, kekerasan dan kestabilan kimianya. Mereka digunakan untuk membuat galas industri, tingkap tahan calar untuk instrumen elektronik, wafer untuk papan litar, dan banyak lagi produk lain.

Kristal korundum: Gambar tiga kristal korundum. Di sebelah kiri adalah korundum biasa dari Transvaal, Afrika Selatan, yang mempunyai ketinggian kira-kira 6 sentimeter. Di tengah-tengahnya adalah batu permata corundum permata dari Karnataka, India, yang mempunyai ketinggian kira-kira 1.6 sentimeter. Di sebelah kanan adalah korundum nilam biru dari Sri Lanka yang lebih kurang dua sentimeter. Ketiga spesimen dan foto oleh Arkenstone / www.iRocks.com.

Made Famous by Rubies and Safir

Kebanyakan orang biasa dengan corundum; Walau bagaimanapun, sangat sedikit orang yang mengetahuinya dengan nama mineralnya - sebaliknya mereka tahu dengan nama "ruby" dan "nilam." Spesimen corundum berkualiti batu permata dengan warna merah dalam dikenali sebagai "ruby." Corundum berkualiti batu permata dengan warna biru dipanggil "nilam." Corundum tak berwarna dikenali sebagai "nilam putih." Corundum mana-mana warna lain dikenali sebagai "nilam mewah."

Perpisahan Corundum: Segmen kristal korondum heksagon yang telah dipisahkan dengan perpisahan. Spesimen ini adalah kira-kira satu sentimeter. Foto USGS oleh Andrew Silver.

Corundum gneiss dengan nilam: Spesimen corundum gneiss dari Gallatin Valley, Montana. Spesimen ini kira-kira dua belas sentimeter dan mempunyai kristal nilam bulat biru di sebelah kiri.

Properties of Corundum

Corundum adalah bahan yang sangat sukar dan sukar. Ia adalah mineral ketiga paling sukar, selepas berlian dan moissanite. Ia berfungsi sebagai mineral indeks untuk kekerasan sembilan pada Skala Kekerasan Mohs.

Kekerasan, graviti spesifik yang tinggi, kristal heksagon dan perpisahan adalah sifat diagnostik yang sangat baik untuk digunakan dalam pengenalpastiannya. Ringkasan sifat fizikal korundum diberikan dalam jadual di bawah.

Safir alluvial Montana: Penyebaran safir aluvium kecil yang terdapat di Montana. Batu biru ini tidak dirawat dan mengukur sekitar empat hingga lima milimeter.

Kejadian geologi dari Corundum

Corundum dijumpai sebagai mineral utama di batuan beku seperti syenite, nepheline syenite, dan pegmatite. Sebahagian daripada batu rubi dan safir yang paling penting di dunia didapati di mana permata telah berlalu dari arus basalt dan kini terdapat di dalam tanah dan lapisan bawah tanah.

Corundum juga dijumpai dalam batuan metamorf di lokasi di mana shales aluminium atau bauksit telah didedahkan untuk menghubungi metamorfosis. Schist, gneiss, dan marmar yang dihasilkan oleh metamorfisme serantau kadang-kadang mengandungi korundum. Sesetengah batu nilam dan batu permata yang berkualiti, warna, dan kejelasan terbentuk dalam marmar di sepanjang tepi-tepi badan magma bawah permukaan.

Kekukuhan corundum, kekerasan yang tinggi, dan rintangan kimia membolehkan ia berterusan di sedimen lama selepas mineral lain telah musnah. Inilah sebabnya mengapa ia sering dijumpai tertumpu pada deposit aluvial.

Deposit ini adalah sumber rubi dan safir yang paling penting di beberapa bahagian dunia. Sumber-sumber tradisional batu rubi dan safir aluvial termasuk Burma, Kamboja, Sri Lanka, India, Afghanistan, Montana, dan daerah lain. Dalam beberapa dekad yang lalu, beberapa bahagian Afrika, termasuk Madagascar, Kenya, Tanzania, Nigeria, dan Malawi, telah menjadi pengeluar penting rubi dan nilam.

Roda Emery: Iklan yang menawarkan ejen dan roda corundum, diterbitkan pada tahun 1895 oleh Syarikat Pembuatan Springfield Bridgeport, Connecticut. Ini adalah pada masa apabila tulen dan korundum tulen digunakan untuk membuat roda.

Kekerasan dan Penggunaan sebagai Abrasive

Kekerasan corundum yang melampau menjadikannya sangat berguna sebagai kasar. Korundum yang dihancurkan diproses untuk menghilangkan kekotoran dan kemudian disaring untuk menghasilkan granul dan serbuk bersaiz seragam. Ini digunakan untuk media pengisaran, sebatian polishing, kertas pasir, roda pengisaran, dan aplikasi pemotongan lain.

Sesetengah masalah dengan menggunakan corundum semulajadi sebagai kasar adalah bahawa deposit biasanya kecil, tidak teratur dalam bentuk, dan korundum adalah kualiti yang berubah-ubah. Mereka tidak boleh dipercayai sumber bahan yang konsisten yang diperlukan untuk menjalankan proses pembuatan. Corundum sintetik, yang dihasilkan menggunakan bauksit berkaliber, telah menjadi sumber yang lebih dipercayai dengan sifat yang lebih konsisten. Ia telah menggantikan corundum semula jadi dalam kebanyakan produk yang dihasilkan.

Aluminium oksida pasir dibuat dengan melampirkan zarah-zarah bergred korundum sintetik (aluminium oksida) ke sekeping kertas. Ia adalah kertas pasir yang digunakan secara meluas untuk kerja-kerja pembuatan kayu dan lain-lain.

Batu Emery: Satu spesimen batu sawi yang kaya dengan corundum dan spinel dari Peekskill, New York. Spesimen ini lebih kurang enam inci (lima belas sentimeter). Emery sering dihancurkan, diproses, dan disaring untuk digunakan sebagai pelelas industri.

Fail kuku Emery: "Papan Emery" adalah produk penjagaan kuku dan penjagaan kuku yang dibuat dengan melekatkan kertas kasar ke sekeping kadbod tipis. Mereka mendapat nama mereka pada tahun 1800-an apabila ubat kecoklatan telah digunakan sebagai bahan kasar. Papan-papan empangan hari ini tidak dibuat dengan botak. Sebaliknya, kebanyakan mereka mempunyai sisi kasar corundum sintetik (aluminium oksida) dan sisi halus garnet kasar.

Emery

Batu Emery adalah batu metamorf atau granular yang kaya dengan corundum. Ia adalah campuran mineral oksida, biasanya corundum, magnetit, spinel dan / atau hematit. Ia adalah corundum semulajadi yang paling biasa yang telah digunakan untuk mengeluarkan pengkelas.

Penggunaan kelenjar sebagai bahan pelelas telah menurun dengan ketara dalam beberapa dekad yang lalu. Ia telah hampir sepenuhnya digantikan oleh bahan-bahan yang diperbuat seperti silikon karbida. Karbida silikon mempunyai kekerasan Mohs 9 hingga 9.5. Ia murah dan biasanya berfungsi lebih baik daripada pengkrim semulajadi yang diperbuat daripada korundum atau mandian.

Corundum sebagai ruby, nilam, dan nilam mewah: Corundum berkualiti tinggi adalah bahan yang sangat berharga dan berharga. Apabila ia berwarna merah terang ia dipanggil "ruby." Apabila ia berwarna biru, ia dipanggil "nilam." Apabila tidak berwarna ia dipanggil "nilam putih." Korundum yang bermutu tinggi dari mana-mana warna lain dipanggil "nilam mewah." Pada masa lalu, kebanyakan corundum permata dihasilkan di Asia dan Australia. Pada tahun 1990-an, banyak penemuan permata corundum telah dibuat di Afrika. Semua batu dalam foto ini dilombong di Afrika. Hampir semua corundum permata dirawat dengan pemanasan atau proses lain untuk memperbaiki warna mereka.

Cara terbaik untuk belajar tentang mineral adalah dengan mengkaji dengan koleksi spesimen kecil yang boleh anda kendalikan, memeriksa, dan memerhatikan sifatnya. Koleksi mineral murah boleh didapati di Kedai.

Gunakan sebagai Gemstone

Di pasaran batu permata dan perhiasan, hampir semua perhatian pergi ke sekumpulan kecil permata yang dikenali sebagai "empat besar": berlian, ruby, nilam, dan zamrud. Dua daripada ini, ruby ​​dan nilam, adalah corundum permata.

Permata-permata yang paling popular ini sangat dicari dan telah dilombong di banyak bahagian dunia selama ribuan tahun. Hari ini, berjuta-juta rubi dan safir diperlukan setiap tahun untuk memenuhi tuntutan pasaran perhiasan - dari batu-batu komersial yang murah yang dijual di pusat membeli-belah dan gedung-gedung ke spesimen yang hebat yang digunakan dalam perhiasan dan perhiasan khusus. Permintaan untuk batu-batu yang menarik melebihi kemampuan lombong untuk dibekalkan. Akibatnya, harga yang dibayar untuk batu semula jadi yang menarik telah meningkat ke tahap yang tinggi.

Apabila pengguna mahukan "cincin ruby" atau "loket nilam," mereka biasanya tidak berminat untuk menggantikan spinel merah, iolit biru, atau permata lain yang menarik dengan warna yang serupa. Mereka mahu "ruby" atau mereka mahu "nilam." Barang kemas runcit, terutamanya yang menjual keping dan set untuk di bawah $ 500, telah semakin membentangkan permata sintetik atau "makmal" di samping batu alam dalam kes paparan mereka.

Bahan-bahan sintetik mempunyai komposisi aluminium oksida yang sama dan struktur kristal seperti rubi semulajadi dan nilam. Warna mereka juga dihasilkan oleh unsur jejak yang sama (kromium untuk ruby ​​dan besi dengan titanium untuk safir).

Mereka mempunyai rayuan optik yang sama dan biasanya penampilan fizikal yang lebih baik daripada batu semula jadi yang sama dengan harga yang sama. Hasilnya, banyak pengguna kini dengan senang hati membeli batu sintetik kerana mereka menerima produk yang lebih menarik pada harga yang mereka mampu. Sepanjang jangka panjang, permata sintetik mungkin akan terus menyingkirkan batu alam dari pasaran, terutama di kalangan harga rendah dan pertengahan di mana pengguna sangat sedar mengenai harga.

Tidak ada salahnya menjual atau membeli perhiasan yang mengandungi batu permata sintetik selagi dua syarat dipenuhi: 1) penjual mesti mendedahkan fakta bahawa batu permata adalah produk manusia daripada produk alam; dan, 2) pembeli dengan jelas memahami bahawa batu permata adalah sintetik dan dibuat oleh orang daripada menjadi produk alam.

Galas jam Corundum: Corundum (ruby) dalam jam tangan poket antik dengan pergerakan "permata". Pada awal 1900-an, corundum sintetik digunakan sebagai galas permata dalam jam tangan. Hak cipta imej iStockphoto / RobertKacpura.

Galas Corundum: Lukisan bebola galas dan batu permata (merah) memegang roda pangsi dalam jam mekanikal yang dilincirkan oleh minyak (kuning). Imej domain awam oleh Chris Burks Chetvorno.

"Jewels" dan "Kristal" dalam Jam

Pada pertengahan tahun 1800-an, para pembuat menonton di Switzerland memerlukan galas kecil yang sangat tahan terhadap lelasan. Mereka mendapati bahawa mereka boleh menggerudi lubang menjadi sekeping kecil corundum dan menggunakannya untuk galas yang lancar dan panjang. Korundum jauh lebih sukar daripada logam yang digunakan untuk membuat bahagian-bahagian yang bergerak dari jam tangan, dan ia mampu berdiri dengan lelasan berterusan tanpa gagal. Galas korundum dipanggil "galas bebola" selepas rakan-rakan batu permata mereka.

Jam tangan Swiss dan "pergerakan permata" mereka menjadi terkenal di seluruh dunia untuk jangka hayat dan kebolehpercayaan mereka. Pada awal 1900-an, galas-gulungan corundum sintetik menggantikan galas-gulungan corundum semula jadi di kebanyakan jam tangan Switzerland. Corundum sintetik lebih seragam daripada corundum semulajadi dan lebih murah dan mudah diperolehi. Penggunaan galas permata ini mencipta reputasi positif untuk jam tangan Switzerland yang terus ke hari ini - walaupun jam tangan mekanikal digantikan oleh jam tangan digital.

Batu nilam sintetik yang tidak berwarna juga digunakan dalam jam tangan. Ketahanannya, kilauan vitreous, dan ketahanan terhadap tercalar menjadikan ia penutup telus yang sempurna untuk wajah mekanikal atau digital. Selimut yang jelas, yang dikenal sebagai "kristal" melindungi wajah jam tangan dari kesan, debu, kelembapan dan lelasan. Sapphire sintetik telah digunakan untuk tujuan ini selama hampir 100 tahun.

Corundum sintetik: Satu babak corundum sintetik. Kerana warna merahnya, ia boleh dipanggil "ruby sintetik." Bahan seperti ini digunakan untuk menonton galas, batu permata, medium keuntungan laser, dan banyak lagi tujuan lain.

Laser ruby: Rajah laser kerja pertama. Ia menggunakan kristal ruby ​​nipis sebagai medium keuntungannya. Imej domain awam oleh Laboratorium Nasional Lawrence Livermore.

Ruby Lasers

Corundum sintetik adalah sebahagian penting dari banyak laser. Malah, laser kerja pertama adalah "laser ruby," yang dibuat oleh Theodore Maiman di Makmal Penyelidikan Hughes pada tahun 1960. Ia menggunakan kristal ruby ​​sintetik sebagai "media keuntungan." Media keuntungan adalah bahan dalam laser yang merupakan sasaran cahaya pecah yang sengit.

Cahaya itu menyebabkan elektron dalam medium keuntungan untuk melonjak ke tahap tenaga yang lebih tinggi menyebabkan pelepasan foton, yang menyerang atom-atom lain dalam medium keuntungan, menyebabkan mereka teruja dan mengeluarkan lebih banyak foton. Tindak balas rantai ringkas ini menghasilkan cahaya laser yang kuat. Laser dinamakan selepas bahan yang digunakan sebagai medium keuntungan, seperti "laser ruby" atau "laser nilam nilam" atau "laser YAG" (yttrium aluminum garnet).

Dalam beberapa dekad sahaja, laser telah menjadi perkara biasa dalam masyarakat kita. Laser kecil digunakan dalam pemain CD dan DVD. Laser digunakan untuk memotong logam, batu, dan lain-lain bahan yang sukar. Laser digunakan untuk mengeluarkan tatu, melakukan pembedahan kosmetik, pembedahan katarak, dan pembedahan LASIK untuk pembetulan penglihatan.

Tingkap pengimbas corundum sintetik: Mesin keluar sendiri dengan bar pengimbas kod bar di kedai runcit di Houston, Texas. Tingkap pengimbas mungkin dibuat daripada corundum sintetik. Imej domain awam oleh WhisperToMe.

Penggunaan lain daripada Corundum

Corundum mempunyai banyak kegunaan lain. Ia secara kimia tidak tahan lasak dan tahan panas. Ciri-ciri ini menjadikannya bahan yang sempurna untuk membuat produk-produk refraktori seperti bata api, pelapik kiln, dan perabot kiln. Hari ini, produk ini biasanya dibuat dengan corundum sintetik.

Corundum tulen tidak berwarna, telus, tahan lama, dan tahan calar. Kristal besar corundum sintetik yang ditanam tumbuh, dihiris ke kepingan nipis, dan kemudian digunakan sebagai tingkap pengimbas kedai runcit, menonton kristal, tingkap pesawat, dan penutup pelindung untuk peranti elektronik.