鉻剛玉 剛玉是什么

剛玉，名稱源于印度，系礦物學(xué)名稱。剛玉Al2O3的同質(zhì)異像主要有三種變體，分別為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(jī)械的軸承材料。作為激光發(fā)射材料的紅寶石系人造晶體。紅寶石和藍(lán)寶石都屬于剛玉礦物，除星光效應(yīng)外，只有半透明-透明且色彩鮮艷的剛玉才能做寶石。紅色的稱為紅寶石，而其他色調(diào)的剛玉在商業(yè)上統(tǒng)稱藍(lán)寶石。

中文名：剛玉

外文名：CorundumКорунд

成分：氧化鋁

硬度：9

熔點：高達(dá)2000℃-2030℃

產(chǎn)地：緬甸、斯里蘭卡、泰國等

1剛玉是什么

剛玉是一種由氧化鋁(Al2O3)的結(jié)晶形成的寶石。摻有金屬鉻的剛玉顏色鮮紅，一般稱之為紅寶石；而藍(lán)色或沒有色的剛玉，普遍都會被歸入藍(lán)寶石的類別。

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(jié)構(gòu)。因著剛玉的硬度，和相對比鉆石更低廉的價錢，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。在高溫富鋁貧硅C的條件下形成，主要與巖漿作用、接觸變質(zhì)及區(qū)域變質(zhì)作用有關(guān)。

剛玉是鋁礬土為主要原料經(jīng)礦業(yè)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(zhì)的為棕色叫棕剛玉。

剛玉Al2O3的同質(zhì)異像主要有三種變體，分別為α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3、，根據(jù)X衍射分析確還有η-Al2O3(等軸晶系)、ρ-Al2O3(晶系不確定)、χ-Al2O3(六方晶系)、κ-Al2O3(六方晶系)、δ-Al2O3(四方晶系)、θ-Al2O3(單斜晶系)。剛玉顏色多種，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(lán)(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(lán)紫、日光燈下紅紫效應(yīng)(色素離子V)。

2剛玉的主要成分

剛玉的主要成分是三氧化二鋁。

剛玉有寶石級、工業(yè)級兩種。寶石級的剛玉包括紅寶石和藍(lán)寶石兩種。工業(yè)級的工業(yè)主要用來做耐火材料。

3人造剛玉

人造剛玉磨料的制法：

棕剛玉是將氧化鋁含量高的礬土配入無煙煤或焦炭等碳素材料和鐵屑，在電弧爐中熔煉而成。碳素材料的作用是還原礬土中的二氧化硅和氧化鐵等。棕剛玉純度高、流動性能優(yōu)異、結(jié)晶好、線性膨脹系數(shù)低、耐高溫、耐腐蝕。是目前磨料磨具，噴砂研磨，耐火材料等行業(yè)必不可少的工業(yè)材料。有“工業(yè)牙齒”之稱。

鐵屑的作用是：

①與還原了的硅、鐵等結(jié)成密度大于剛玉的鐵合金，與剛玉熔液分離沉于爐底；

②使鐵合金具有較高的感磁性，以便將夾雜在剛玉中的鐵合金，通過磁選分離出來。煉得的熔液冷卻成結(jié)晶塊，再經(jīng)破碎、篩分、磁選而成各種粒度的產(chǎn)品。煉得的熔液若快速冷卻則成為微晶剛玉；若控制還原程度，存留較多的二氧化硅、氧化鐵等雜質(zhì)，可得黑剛玉。單晶剛玉是在上述爐料中再加入黃鐵礦煉得的，其熔塊經(jīng)水解除去硫化鋁后，即得單晶體的剛玉顆粒。鋯剛玉用與冶煉棕剛玉相同的原料，外加氧化鋯含量高的原料（如鋯英砂）經(jīng)冶煉制成，也有用氧化鋁粉和氧化鋯粉混合熔融而成的，成品中含氧化鋯10～40%。

白剛玉是將高純度的氧化鋁粉，在電弧爐中熔化，把冷卻后的結(jié)晶塊再加工成各種粒度的產(chǎn)品。在熔化氧化鋁粉時，如加入適量的三氧化二鉻可得鉻剛玉。

燒結(jié)剛玉磨料是將氧化鋁含量高的礬土或氧化鋁粉，磨細(xì)至10微米以下，加入適量的添加劑（如氧化鋯、氧化鎂）和粘結(jié)劑，經(jīng)擠壓、切斷成短的細(xì)棒狀（約為直徑1毫米，長5毫米），在窯中燒結(jié)而成。

4剛玉品種

按顏色分：

a．紅寶石：

指紅色的剛玉寶石，粉紅色的剛玉屬于粉紅色藍(lán)寶石。

b．藍(lán)寶石：

除去紅色系列以外的所有顏色的剛玉寶石，包括粉紅色、無色、黃色、紅色，橙色、綠色、藍(lán)色、黑褐色、紫色等。定名時除了藍(lán)色剛玉直接定名為藍(lán)寶石外，其它各種顏色的剛玉需在藍(lán)寶石名稱前冠以顏色形容詞，如黃色藍(lán)寶石、綠色藍(lán)寶石。

特殊光學(xué)效應(yīng)：

a．星光紅寶石、星光藍(lán)寶石：

紅、藍(lán)寶石可含豐富的金紅石包裹體，這些針狀體在垂直C軸的平面內(nèi)呈60度角相交，加工成弧面形寶石后顯示六射星線。

偶爾出現(xiàn)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(jù)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(lán)寶石：

少數(shù)藍(lán)寶石具有變色效應(yīng)，它們在日光下呈藍(lán)色、灰藍(lán)色，在白熾燈下呈暗紅色、褐紅色，變色效應(yīng)一般不明顯，顏色也不太鮮艷。

5剛玉產(chǎn)地

中國

紅寶石：發(fā)現(xiàn)于云南、安徽、青海、重慶石筍山等地。其中云南紅寶石稍好。

藍(lán)寶石：發(fā)現(xiàn)于海南蓬萊鎮(zhèn)、山東濰坊地區(qū)、青海西部、江蘇六合等地。山東藍(lán)寶石以粒度大、晶體完整而著稱。最大達(dá)155克拉，但顏色過深、透明度較低。與藍(lán)寶石相比，黃色藍(lán)寶石大多透明度較好。

緬甸

緬甸紅寶石具有鮮艷的玫瑰紅色-紅色。其顏色的最高品級稱為"鴿血紅"，即紅色純正，且飽和度很高。日光下顯熒光效應(yīng)，其各個刻面均呈鮮紅色，熠熠生輝。 常含豐富的細(xì)小金紅石針霧，形成星光。顏色分布不均勻。高質(zhì)量的緬甸藍(lán)寶石具有非常純正的藍(lán)色（帶紫的內(nèi)反射色），當(dāng)然也有淺藍(lán)- 深藍(lán)的品種。

紅寶石以緬甸產(chǎn)量最佳。上佳10克拉以上紅寶石，緬甸一年只產(chǎn)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(yōu)質(zhì)大粒藍(lán)寶石價值僅次于同質(zhì)紅寶石、祖母綠和鉆石。優(yōu)質(zhì)剛玉晶體粒徑大于5mm，重量0.3~0.6克拉即可達(dá)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F(xiàn)e高，顏色較深，透明度較低，多呈暗紅色-棕紅色。日光下不具熒光效應(yīng)，只是在光線直射的刻面較鮮艷，其他刻面則發(fā)黑。顏色比較均勻。缺失金紅石狀包裹體，所以沒星光紅寶石品種。 泰國藍(lán)寶石顏色較深、透明度較低，淺藍(lán)色的內(nèi)反射色，常發(fā)育完好的六邊形色帶（同澳大利亞、中國一樣），但尖竹紋地區(qū)的紅寶石、藍(lán)寶石質(zhì)量較佳。

斯里蘭卡

斯里蘭卡紅寶石以透明度高、顏色柔和而聞名于世。而且顆粒較大，其顏色多彩多姿，幾乎包括從淺紅-大紅各種過渡色。另外其色帶發(fā)育，金紅石針細(xì)、長而 且分布均勻。斯里蘭卡藍(lán)寶石同紅寶石一樣，具有很高的透明度，其顏色也很豐富，除藍(lán)色外，還有黃色，綠色等多種顏色，具翠藍(lán)色內(nèi)反射色。

柬埔寨拜林

數(shù)年來拜林藍(lán)寶石在國際上十分走俏，為一種明亮、純正的藍(lán)色。

喀什米爾

發(fā)現(xiàn)于1881年，產(chǎn)量很少?？κ裁谞柕貐^(qū)的“矢車菊”藍(lán)寶石，一直被譽為藍(lán)寶石中的極品，它為一種朦朧的、略帶紫色調(diào)的濃重的藍(lán)色。給人以天鵝絨般的外觀。由于武裝沖突及惡劣的自然環(huán)境，當(dāng)前市面上已見不到該品種。

澳大利亞

可有多種顏色，主要是透明度較低的深藍(lán)色、黑藍(lán)色，顏色不均勻，六邊形色帶發(fā)育，其顏色深于泰國藍(lán)寶石。

6剛玉的作用

一般用途

由于剛玉具有優(yōu)良的高溫性質(zhì)及機(jī)械強(qiáng)度等性能，因而被廣泛應(yīng)用到了冶金、機(jī)械、化工、電子、航空和國防等眾多工業(yè)領(lǐng)域。其主要用途如下所述。

1、由于有耐高溫、耐腐蝕、高強(qiáng)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、制作激光玻璃的坩堝及器皿；各種高溫爐窯，如耐火材料、陶瓷、煉鐵高爐的內(nèi)襯（墻和管）；理化器皿、火花塞、耐熱抗氧化涂層。SiO2小于0.5%的低硅燒結(jié)剛玉磚是炭黑、硼化工、化肥、合成氨反應(yīng)爐和汽化爐的專用爐襯。

2、由于有硬度大、耐磨性好、強(qiáng)度高的特點，在化工系統(tǒng)中，用作各種反應(yīng)器皿和管道，化工泵的部件；作機(jī)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(guān)節(jié)、密封磨環(huán)等。

3、由于有高溫絕緣性，故被用作熱電偶的套絲管和保護(hù)管，原子反應(yīng)堆中用得絕緣性依舊優(yōu)良，加之損耗不大，介電常數(shù)也不大，在電子工業(yè)中被廣泛用于固體集成電爐基板管座、外殼、瓷架、微薄窗口、導(dǎo)彈雷達(dá)天線保護(hù)罩等。

4、Al2O3屬離子型晶體，結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定。在高頻、高壓和較高的溫度下使用，其絕緣性依舊優(yōu)良，加之損耗不大，介電常數(shù)也不大，在電子工業(yè)中被廣泛用于固體擠成電路基板管座、外殼、瓷架、微玻窗口、導(dǎo)彈雷達(dá)天線保護(hù)罩等。

5、剛玉制品氣密性好，即使在高溫下也嚴(yán)密不透氣，因此在電真空中得到廣泛應(yīng)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(zhì)磚、剛玉空心球和纖維制品，廣泛應(yīng)用與各種高溫爐窯的爐墻及爐頂，既耐高溫又保溫。

7、透明剛玉制品可制作燈管、微波整流罩。另外鉻剛玉，Na-b-Al2O3制品是制造鈉硫電池的電解質(zhì)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(yīng)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，本欄目將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，也用于制作涂附磨具，樹脂切割片，拋光塊等。

2.燒結(jié)剛玉

用礬土或鋁氧粉的細(xì)料燒結(jié)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(fù)荷磨鋼錠砂輪，適用于荒磨不銹鋼鋼錠等。

3.鋯剛玉

其特點是硬度略低，但韌性值大，強(qiáng)度較高，通常晶體尺寸較細(xì)，耐磨性能好。

國外鋯剛玉磨料主要用于重負(fù)荷磨削，適合于磨耐熱合金鋼，鈦合金和奧氏體不銹鋼等。

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(qiáng)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(yīng)用范圍與白剛玉相似，尤其適于各種刀具，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(xué)成分均與棕剛玉相似，特點是晶體尺寸?。?0—280μm），磨粒韌性好，強(qiáng)度大且自銳性好。

適合磨不銹鋼，碳素鋼，球磨鑄鐵等，磨削方式上適于成型磨，切入磨，精磨和重負(fù)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(qiáng)，磨削發(fā)熱量少，缺點是生產(chǎn)成本較高，生產(chǎn)中有廢氣，廢水產(chǎn)生，產(chǎn)量較低。

可用于磨削較硬且韌性好的難磨金屬材料，如不銹鋼，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產(chǎn)條件的限制，一般只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(fā)熱量小，磨削能力強(qiáng)，效率高，價格高于棕剛玉。

適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，適合于磨加工抗張強(qiáng)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鉻剛玉，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。

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