Korunds: Izmantojiet kā dārgakmeni, abrazīvu, ugunsizturīgu

Saturs

• Kas ir Korunds?
• Kļuvis slavens ar rubīniem un safīriem
• Korunda īpašības
• Korunda ģeoloģiskā parādība
• Cietība un lietošana kā abrazīvu
• Emery
• Izmantojiet kā dārgakmeni
• Pulksteņos "dārgakmeņi" un "kristāli"
• Rubīna lāzeri
• Citi korunda lietojumi

Korunds: Divi korunda kristāla segmenti no Indijas, parādot minerālu sešstūra kristāla formu un bazālo atvadīšanos. Šie paraugi ir sarkanā krāsā, un tos varētu saukt par “rubīna korundu”. Attēlu autortiesības iStockphoto / Lissart.

Kas ir Korunds?

Korunds ir iežu veidojošs minerāls, kas atrodams savdabīgajos, metamorfiskajos un nogulumiežos. Tas ir alumīnija oksīds ar ķīmisko sastāvu Al₂O₃ un sešstūra kristāla struktūra.

Minerāls ir plaši pazīstams ar savu ārkārtējo cietību un ar to, ka dažreiz tas ir atrodams kā skaisti caurspīdīgi kristāli daudzās dažādās krāsās. Īpašā cietība padara korundu par lielisku abrazīvu, un, kad šī cietība ir atrodama skaistos kristālos, jums ir ideāls materiāls dārgakmeņu griešanai.

Dabīgais un sintētiskais korunds tiek izmantots daudzos rūpnieciskos lietojumos to stingrības, cietības un ķīmiskās stabilitātes dēļ. Tos izmanto rūpniecisko gultņu, elektronisko instrumentu skrāpējumiem izturīgu logu, shēmas plates un daudzu citu izstrādājumu izgatavošanai.

Korunda kristāli: Trīs korunda kristālu fotoattēli. Kreisajā pusē ir parasts korunds no Transvaal, Dienvidāfrikā, tas ir apmēram 6 centimetrus augsts. Centrā ir dārgakmeņu rubīna korunds no Indijas Karnatakas, kura augstums ir aptuveni 1,6 centimetri. Labajā pusē ir aptuveni divu centimetru augstumā zils safīra korunds no Šrilankas. Visi trīs Arkenstone / www.iRocks.com paraugi un fotogrāfijas.

Kļuvis slavens ar rubīniem un safīriem

Lielākā daļa cilvēku ir pazīstami ar korundu; tomēr ļoti nedaudzi cilvēki to zina pēc tā minerālā nosaukuma - tā vietā viņi to pazīst ar nosaukumiem "rubīns" un "safīrs". Dārgakmeņu kvalitātes korunda paraugs ar izteikti sarkanu krāsu ir pazīstams kā "rubīns". Dārgakmeņu kvalitātes korundu ar zilu krāsu sauc par “safīru”. Bezkrāsains korunds ir pazīstams kā "baltais safīrs". Jebkuras citas krāsas korunds ir pazīstams kā "iedomātā safīrs".

Korunda atvadīšana: Korunda sešstūra kristāla segmenti, kas atdalīti ar atdalīšanu. Šie paraugi ir apmēram viena centimetra šķērsgriezumā. Endrjū Sudraba USGS foto.

Korunda gneiss ar safīru: Korunda gneisa paraugs no Gallatin Valley, Montana. Šis paraugs ir aptuveni divpadsmit centimetru šķērsgriezumā, un kreisajā pusē ir apaļš zils safīra kristāls.

Korunda īpašības

Korunds ir ārkārtīgi ciets un izturīgs materiāls. Tas ir trešais cietākais minerāls pēc dimanta un moissanite. Tas kalpo kā indekss minerālam ar deviņu cietību pēc Mosa cietības skalas.

Tā cietība, augsts īpatnējais smagums, sešstūra kristāli un atdalīšanās ir ļoti labas diagnostiskās īpašības, ko izmantot tā identificēšanā. Korunda fizikālo īpašību kopsavilkums ir sniegts tabulā zemāk.

Montanas aluviālie safīri: Montānā atrasti mazi aluviālie safīri. Šie zilie akmeņi nav apstrādāti, un to garums ir aptuveni četri līdz pieci milimetri.

Korunda ģeoloģiskā parādība

Korunds ir atrasts kā primārais minerāls tādos citādos iežos kā seneīts, nefelīna seneīts un pegmatīts. Dažas no pasaules vissvarīgākajām rubīna un safīra atradnēm ir sastopamas vietās, kur dārgakmeņi ir nokļuvuši no bazalta plūsmām, un tagad tie ir atrodami lejteces augsnēs un nogulumos.

Korunds ir atrodams arī metamorfos iežos vietās, kur alumīnija slānekļi vai boksīti ir bijuši pakļauti kontakta metamorfismam. Reģionālajā metamorfismā ražotajās šķiedras, gneiss un marmors dažreiz satur korundu. Daži no augstākās kvalitātes, krāsas un skaidrības safīriem un rubīniem ir izveidoti marmorā gar zemzemes magmas ķermeņu malām.

Korunda stingrība, augsta cietība un ķīmiskā izturība ļauj tam saglabāties nogulumos ilgi pēc citu minerālu iznīcināšanas. Tāpēc tas bieži tiek koncentrēts aluviālās atradnēs.

Šīs nogulsnes ir vissvarīgākais rubīnu un safīru avots vairākās pasaules daļās. Tradicionālie aluviālo rubīnu un safīru avoti ir Birma, Kambodža, Šrilanka, Indija, Afganistāna, Montana un citas teritorijas. Pēdējās desmitgadēs vairākas Āfrikas teritorijas, tostarp Madagaskara, Kenija, Tanzānija, Nigērija un Malāvija, ir kļuvušas par nozīmīgiem rubīna un safīra ražotājiem.

Emery riteņi: Reklāma, kas piedāvā slīpējuma un korunda diskus, 1895. gadā publicēja Bridžportas (Springport) ražošanas uzņēmums Konektikutas štatā. Tas bija laikā, kad riteņu izgatavošanai tika izmantots īsts smirģelis un korunds.

Cietība un lietošana kā abrazīvu

Korunda ārkārtējā cietība padara to īpaši noderīgu kā abrazīvu. Sasmalcinātu korundu apstrādā, lai noņemtu piemaisījumus, un pēc tam izsijā, lai iegūtu vienāda lieluma granulas un pulverus. Tos izmanto slīpēšanas līdzekļu, pulēšanas maisījumu, smilšpapīru, slīpripu un citu griešanas darbu slīpēšanai.

Dažas problēmas, kas saistītas ar dabīgā korunda izmantošanu kā abrazīvu, ir tas, ka nogulsnes parasti ir mazas, neregulāras formas un korundam ir mainīga kvalitāte. Tie nav uzticami pastāvīgas kvalitātes materiālu avoti, kas nepieciešami ražošanas procesa vadīšanai. Sintētiskais korunds, kas ražots, izmantojot kalcinētu boksītu, ir kļuvis par uzticamāku avotu ar konsekventākām īpašībām. Tas ir aizstājis dabisko korundu lielākajā daļā saražoto produktu.

Alumīnija oksīda smilšpapīrs tiek izgatavots, papīra lapai piestiprinot sintētiskā korunda (alumīnija oksīda) daļiņas pēc lieluma. Tas ir smilšpapīrs, ko plaši izmanto kokapstrādē un citos ražošanas darbos.

Smilšakmens: Smaga klints paraugs, kas ir bagāts ar korundu un spineli, no Peekskillas, Ņujorkā. Šis paraugs ir aptuveni sešu collu (piecpadsmit centimetru) šķērsgriezumā. Emery bieži tiek sasmalcināts, apstrādāts un izsijāts, lai to izmantotu kā rūpniecisku abrazīvu.

Emery nagu vīles: "Emery dēļi" ir manikīra un nagu kopšanas līdzeklis, kas tiek izgatavots, līmējot abrazīvus papīrus uz plāna kartona gabala. Viņi savu vārdu ieguva 1800. gados, kad par abrazīvu izmantoja smalcinātu smirģeli. Mūsdienās smirģu dēļi netiek izgatavoti ar smirģelēm. Tā vietā daudziem no tiem ir sintētiskā korunda (alumīnija oksīda) rupjā puse un smalkā abrazīvās granāta puse.

Emery

Smilšakmens ir graudains metamorfais vai sirmais iezis, kas ir bagāts ar korundu. Tas ir oksīdu minerālu, parasti korunda, magnetīta, špinata un / vai hematīta, maisījums. Tas ir visizplatītākais dabiskā korunda veids, ko izmanto abrazīvu ražošanā.

Pēdējās desmitgadēs smēķēšanas izmantošana kā abrazīvs līdzeklis ir ievērojami samazinājusies. Tas ir gandrīz pilnībā aizstāts ar ražotiem abrazīviem, piemēram, silīcija karbīdu. Silīcija karbīda moha cietība ir no 9 līdz 9,5. Tas ir lēts un parasti darbojas labāk nekā dabiskie abrazīvie materiāli, kas izgatavoti no korunda vai smirģeļa.

Korunds kā rubīns, safīrs un izdomāts safīrs: Dārgakmeņu korunds ir ļoti vērtīgs un vērtīgs materiāls. Kad tas ir spilgti sarkanā krāsā, to sauc par "rubīnu". Kad tas ir zils, to sauc par "safīru". Bezkrāsainu to sauc par "balto safīru". Jebkuras citas krāsas dārgakmeņu korundu sauc par "izdomātu safīru". Agrāk dārgakmens korundu ražoja Āzijā un Austrālijā. Deviņdesmitajos gados Āfrikā tika atklāti daudzi dārgakmens korunda atklājumi. Visi akmeņi šajā fotoattēlā tika iegūti Āfrikā. Gandrīz visus dārgakmeņu korundus apstrādā ar karsēšanu vai citu procesu, lai uzlabotu to krāsu.

Labākais veids, kā uzzināt par minerāliem, ir mācīties ar mazu paraugu kolekciju, ar kuru jūs varat rīkoties, pārbaudīt un novērot to īpašības. Veikalā ir pieejamas lētas minerālu kolekcijas.

Izmantojiet kā dārgakmeni

Dārgakmeņu un rotaslietu tirgū gandrīz visa uzmanība tiek pievērsta nelielai dārgakmeņu grupai, kas pazīstama kā “lielais četrinieks”: dimants, rubīns, safīrs un smaragds. Divas no tām, rubīns un safīrs, ir dārgakmeņu korundi.

Šie vispopulārākie dārgakmeņi ir ļoti pieprasīti, un tūkstošiem gadu tie ir iegūti daudzās pasaules daļās. Mūsdienās miljoniem rubīnu un safīru ir nepieciešami katru gadu, lai izpildītu juvelierizstrādājumu tirgus prasības - sākot no lētiem komerciāliem akmeņiem, kas tiek pārdoti tirdzniecības centros un universālveikalos, līdz iespaidīgiem paraugiem, kurus izmanto dizaineru un pasūtījuma rotaslietās. Pieprasījums pēc pievilcīgiem akmeņiem pārsniedz raktuvju iespējas piegādāt. Tā rezultātā cenas, kas maksā par pievilcīgiem dabīgajiem akmeņiem, ir pieaugušas augstā līmenī.

Kad patērētājs vēlas “rubīna gredzenu” vai “safīra kulonu”, viņi parasti nav ieinteresēti aizstāt sarkanu spineli, zilu jolītu vai citu pievilcīgu līdzīgas krāsas dārgakmeni. Viņi vēlas "rubīnu" vai "safīru". Juvelieru mazumtirgotāji, it īpaši tie, kas pārdod gabalus un komplektus, kuru cena ir mazāka par 500 USD, vitrīnās arvien vairāk demonstrē sintētiskus vai "laboratorijas radītus" dārgakmeņus līdzās dabīgajiem akmeņiem.

Sintētiskajiem materiāliem ir tāds pats alumīnija oksīda sastāvs un kristāla struktūra kā dabiskajiem rubīniem un safīriem. To krāsu rada arī tie paši mikroelementi (hroms rubīnam un dzelzs ar titānu safīram).

Viņiem ir tāda pati optiskā pievilcība un parasti labāks fiziskais izskats nekā līdzīga izmēra dabīgajiem akmeņiem par tādu pašu cenu. Tā rezultātā tagad daudzi patērētāji labprāt iegādājas sintētiskos akmeņus, jo viņi saņem pievilcīgāku produktu par cenu, ko viņi var atļauties. Visticamāk, ka ilgtermiņā sintētiskie dārgakmeņi turpinās izspiest dabiskos akmeņus no tirgus, jo īpaši zemākās un vidējās cenu diapazonos, kur patērētāji ļoti apzinās cenu.

Pārdodot vai pērkot rotaslietas, kas satur sintētiskus dārgakmeņus, nav nekas nepareizs, ja ir izpildīti divi nosacījumi: 1) pārdevējam ir jāatklāj fakts, ka dārgakmeņi ir cilvēka izstrādājumi, nevis dabas produkti; un 2) pircējs skaidri saprot, ka dārgakmeņi ir sintētiski un tos izgatavojuši cilvēki, nevis kā dabas produkti.

Korunda pulksteņu gultņi: Korunda (rubīna) gultņi antīkā kabatas pulkstenī ar “dārgakmens” kustību. 1900. gadu sākumā sintētisko korundu izmantoja kā pulksteņu dārgakmeņu gultņus. Attēlu autortiesības iStockphoto / RobertKacpura.

Korunda gultņi: Rotas gultņu rasējums un piemineklis (sarkans), kas satur šarnīra riteni mehāniskā pulkstenī, kas ieeļļots ar eļļu (dzeltens). Krisa Burksa Četvorno publiskā domēna attēls.

Pulksteņos "dārgakmeņi" un "kristāli"

1800. gadu vidū pulksteņu izgatavotājiem Šveicē vajadzēja sīkus gultņus, kas bija ļoti izturīgi pret nodilumu. Viņi atklāja, ka viņi varētu urbt caurumu sīkā korunda gabalā un izmantot to vienmērīgai, ilgstošai gultnei. Korunds bija daudz cietāks par metāliem, ko izmantoja pulksteņa kustīgo daļu izgatavošanai, un tas bez traucējumiem spēja izturēt nepārtrauktu nobrāzumu. Korunda gultņi pēc dārgakmeņu kolēģiem tika saukti par "dārgakmeņu gultņiem".

Šveices pulksteņi un to "dārgakmeņu kustības" visā pasaulē kļuva slaveni ar savu ilgu mūžu un uzticamību. 1900. gadu sākumā sintētiskie korunda gultņi aizstāja dabiskos korunda gultņus lielākajā daļā Šveices pulksteņu. Sintētiskais korunds bija vienveidīgāks nekā dabīgais korunds, kā arī lētāks un vieglāk iegūstams. Šī dārgakmeņu gultņu izmantošana radīja pozitīvu reputāciju Šveices pulksteņiem, kas turpinās līdz pat šai dienai - pat tad, kamēr mehāniskos pulksteņus aizstāj ar digitālajiem pulksteņiem.

Pulksteņos tiek izmantots arī bezkrāsains sintētiskais safīrs. Tā izturība, stiklveida spīdums un izturība pret skrāpējumiem padara to par perfektu caurspīdīgu mehāniskās vai digitālās virsmas pārklājumu. Šie caurspīdīgie apvalki, kas pazīstami kā “kristāli”, aizsargā pulksteņa seju no triecieniem, putekļiem, mitruma un nodiluma. Sintētiskais safīrs šim mērķim ir izmantots gandrīz 100 gadus.

Sintētiskais korunds: Sintētiskā korunda kauss. Sarkanās krāsas dēļ to varētu saukt par “sintētisko rubīnu”. Šādi materiāli tiek izmantoti pulksteņu gultņiem, dārgakmeņiem, lāzera pastiprināšanas līdzekļiem un daudziem citiem mērķiem.

Rubīna lāzers: Pirmā darba lāzera diagramma. Kā ieguvuma avots tas izmantoja plānu rubīna kristālu. Lawrence Livermore Nacionālās laboratorijas publiskā tēla attēls.

Rubīna lāzeri

Sintētiskais korunds ir būtiska daudzu lāzeru sastāvdaļa. Faktiski pirmais strādājošais lāzers bija "rubīna lāzers", kuru 1960. gadā izveidoja Teodors Maimans Hjūsa pētījumu laboratorijā. Tajā kā sintētiskā barotne tika izmantots sintētisks rubīna kristāls. Pastiprināšanas vide ir materiāls lāzerā, kas ir intensīvas gaismas pārrāvuma mērķis.

Šī gaisma liek pastiprināšanas vidē esošajiem elektroniem uzlēkt līdz augstākam enerģijas līmenim, izraisot fotonu izstarošanu, kas sitiena vidē iesit citos atomos, izraisot to satraukumu un izstaro vairāk fotonu. Šī īsā ķēdes reakcija rada ļoti intensīvu lāzera stara gaismu. Lāzeri tiek nosaukti pēc materiāla, ko izmanto kā pastiprināšanas līdzekli, piemēram, "rubīna lāzers" vai "titāna safīra lāzers" vai "YAG lāzers" (itrija alumīnija granāts).

Tikai dažu gadu desmitu laikā lāzeri ir kļuvuši par izplatītu priekšmetu mūsu sabiedrībā. CD un DVD atskaņotājos tiek izmantoti niecīgi lāzeri. Lāzeri tiek izmantoti metāla, akmens un citu izturīgu materiālu griešanai. Lāzeri tiek izmantoti, lai noņemtu tetovējumus, veiktu kosmētisko operāciju, kataraktas operāciju un LASIK operāciju redzes korekcijai.

Sintētiskie korunda skenera logi: Pašapkalpošanās izrakstīšanās mašīna ar svītrkodu skenera logu mazumtirdzniecības veikalā Hjūstonā, Teksasā. Skenera logs, iespējams, ir izgatavots no sintētiska korunda. Publiskā domēna attēls, ko izveidojis WhisperToMe.

Citi korunda lietojumi

Korundam ir daudz citu lietojumu. Tas ir ķīmiski inerts un izturīgs pret karstumu. Šīs īpašības padara to par perfektu materiālu ugunsizturīgu izstrādājumu, piemēram, ugunsdrošības ķieģeļu, cepļa oderējumu un cepļa mēbeļu, izgatavošanai. Mūsdienās šie izstrādājumi parasti tiek izgatavoti ar sintētisko korundu.

Tīrs korunds ir bezkrāsains, caurspīdīgs, izturīgs un izturīgs pret skrāpējumiem. Lielus caurspīdīga sintētiskā korunda kristālus audzē, sazāģē plānās loksnēs un pēc tam izmanto kā pārtikas preču veikalu skeneru logus, pulksteņu kristālus, lidmašīnu logus un elektronisko ierīču aizsargapvalkus.