Korund: Bruk som edelsten, slitende, ildfast

Innhold

• Hva er Corundum?
• Gjort berømt av rubiner og safirer
• Egenskaper til Corundum
• Geologisk forekomst av Corundum
• Hardhet og bruk som slitasje
• Emery
• Brukes som en edelsten
• "Jewels" og "Crystals" i Watches
• Ruby Lasers
• Andre bruksområder av korund

korund: To korundkrystalsegmenter fra India som viser mineralene hexagonal krystallform og basal avskjed. Disse eksemplene er røde i fargen og kan kalles "rubin korund." Image copyright iStockphoto / Lissart.

Hva er Corundum?

Corundum er et bergdannende mineral som finnes i stollende, metamorfe og sedimentære bergarter. Det er et aluminiumoksyd med en kjemisk sammensetning av Al₂O₃ og en sekskantet krystallstruktur.

Mineralet er viden kjent for sin ekstreme hardhet og for det faktum at det noen ganger finnes som vakre gjennomsiktige krystaller i mange forskjellige farger. Den ekstreme hardheten gjør korund til et utmerket slipemiddel, og når den hardheten finnes i vakre krystaller, har du det perfekte materialet for å skjære edelstener.

Naturlig og syntetisk korund brukes i en rekke industrielle anvendelser på grunn av deres seighet, hardhet og kjemiske stabilitet. De brukes til å lage industrilager, ripebestandige vinduer for elektroniske instrumenter, skiver til kretskort og mange andre produkter.

Korundkrystaller: Bilder av tre korundkrystaller. På venstre side er en vanlig korund fra Transvaal, Sør-Afrika, som er omtrent 6 centimeter høy. I sentrum er en rubin korund fra perlen kvalitet fra Karnataka, India, som er omtrent 1,6 centimeter høy. Til høyre er en blå safirkorund fra Sri Lanka som er omtrent to centimeter høy. Alle tre eksemplarene og bildene av Arkenstone / www.iRocks.com.

Gjort berømt av rubiner og safirer

De fleste er kjent med korund. Imidlertid er det veldig få som kjenner det med sitt mineralnavn - i stedet kjenner de det med navnene "rubin" og "safir." Et edelstenekvalitetseksemplar av korund med en dyp rød farge er kjent som en "rubin." En korund av edelstenekvalitet med en blå farge kalles en "safir." Fargeløs korund er kjent som "hvit safir." Korund av enhver annen farge er kjent som "fancy safir."

Korundavskjed: Sekskantede krystallsegmenter av korund som har blitt separert ved avskjed. Disse prøvene er omtrent en centimeter på tvers. USGS-foto av Andrew Silver.

Korund gneis med safir: Et eksemplar av korund gneis fra Gallatin Valley, Montana. Dette eksemplet er omtrent tolv centimeter på tvers og har en rund blå safirkrystall på venstre side.

Egenskaper til Corundum

Corundum er et usedvanlig hardt og tøft materiale. Det er det tredje hardeste mineralet etter diamant og moissanite. Det fungerer som indeksmineralet for en hardhet på ni på Mohs hardhetsskala.

Hardheten, den høye spesifikke tyngdekraften, sekskantede krystaller og avskjed er meget gode diagnostiske egenskaper å bruke i identifikasjonen. En oversikt over de fysiske egenskapene til korund er gitt i tabellen nedenfor.

Montana alluviale safirer: En spredning av små alluviale safirer funnet i Montana. Disse blå steinene er ubehandlet og måler omtrent fire til fem millimeter på tvers.

Geologisk forekomst av Corundum

Korund finnes som et primært mineral i stollartede bergarter som syenitt, nefelinsyenitt og pegmatitt. Noen av verdens viktigste rubin- og safirforekomster finnes der edelstenene har forvitret fra basaltstrømmer og finnes nå i nedfartsjordene og sedimentene.

Korund finnes også i metamorfe bergarter på steder der aluminiumskifer eller bauxitter har blitt utsatt for kontaktmetamorfisme. Skist, gneis og marmor produsert av regional metamorfisme vil noen ganger inneholde korund. Noen av safirene og rubinene av høyeste kvalitet, farge og klarhet dannes i marmor langs kantene av magma-underlag.

Korundes seighet, høy hardhet og kjemisk resistens gjør det mulig å vedvare i sedimenter lenge etter at andre mineraler er blitt ødelagt. Dette er grunnen til at det ofte blir konsentrert i alluviale avsetninger.

Disse forekomstene er den viktigste kilden til rubiner og safirer i flere deler av verden. Tradisjonelle kilder til alluviale rubiner og safirer inkluderer Burma, Kambodsja, Sri Lanka, India, Afghanistan, Montana og andre områder. I løpet av de siste tiårene har flere deler av Afrika, inkludert Madagaskar, Kenya, Tanzania, Nigeria og Malawi, blitt viktige produsenter av rubin og safir.

Emery hjul: En annonse som tilbyr emery- og korundhjul, utgitt i 1895 av The Springfield Manufacturing Company i Bridgeport, Connecticut. Dette var i en tid da ekte emery og korund ble brukt til å lage hjulene.

Hardhet og bruk som slitasje

Korundens ekstreme hardhet gjør det spesielt nyttig som et slipemiddel. Knust korund blir behandlet for å fjerne urenheter og deretter silet for å produsere granulater og pulver i jevn størrelse. Disse brukes til slipemedier, poleringsforbindelser, sandpapir, slipehjul og andre kappeapplikasjoner.

Noen problemer med å bruke naturlig korund som slipemiddel er at avsetningene vanligvis er små, uregelmessige i form, og korunden er av variabel kvalitet. De er ikke pålitelige kilder til materiale av jevn kvalitet som er nødvendig for å kjøre en produksjonsprosess. Syntetisk korund, produsert ved bruk av kalsinert bauxitt, har blitt en mer pålitelig kilde med mer konsistente egenskaper. Det har erstattet naturlig korund i de fleste produserte produkter.

Sandpapir av aluminiumoksid lages ved å feste størrelsesgraderte partikler av syntetisk korund (aluminiumoksyd) til et papirark. Det er et sandpapir som er mye brukt til trebearbeiding og annet produksjonsarbeid.

Emery rock: Et eksemplar av emery-rock som er rik på korund og spinell fra Peekskill, New York. Dette eksemplet er omtrent fem centimeter tvers over. Emery har ofte blitt knust, behandlet og silet for bruk som industrielt slipemiddel.

Emery neglefiler: "Emery boards" er et manikyr- og neglepleieprodukt som lages ved å lime slipepapir på et tynt stykke papp. De fikk navnet sitt på 1800-tallet da knust emery ble brukt som slipemiddel. Dagens emery-brett er ikke laget med emery. I stedet har mange av dem en grov side av syntetisk korund (aluminiumoksyd) og en fin side av granatslipemiddel.

Emery

Emery stein er en kornformet metamorf eller stollete bergart som er rik på korund. Det er en blanding av oksydmineraler, typisk korund, magnetitt, spinell og / eller hematitt. Det er den vanligste formen for naturlig korund som har blitt brukt til å produsere slipemidler.

Bruken av emery som et slipemiddel har avtatt betydelig de siste tiårene. Det er nesten helt erstattet av produserte slipemidler som silisiumkarbid. Silisiumkarbid har en Mohs-hardhet på 9 til 9,5. Det er billig og klarer vanligvis bedre enn naturlige slipemidler laget av korund eller søl.

Korund som rubin, safir og fancy safir: Korund av perlekvalitet er et høyt verdsatt og verdifullt materiale. Når den har lys rød farge, kalles den "rubin". Når det er blått kalles det "safir." Når det er fargeløst kalles det en "hvit safir." Korund av juvelkvalitet av annen farge kalles "fancy safir." I det siste ble mest perle korund produsert i Asia og Australia. På 1990-tallet ble det funnet mange perle korundfunn i Afrika. Alle steinene på dette bildet ble utvunnet i Afrika. Nesten alle perlekorundene behandles ved oppvarming eller en annen prosess for å forbedre fargen.

Den beste måten å lære om mineraler på er å studere med en samling små prøver som du kan håndtere, undersøke og observere deres egenskaper. Rimelige mineralkolleksjoner er tilgjengelige i butikken.

Brukes som en edelsten

I edelsten- og smykkemarkedet går nesten all oppmerksomheten til en liten gruppe edelstener kjent som "de store fire": diamant, rubin, safir og smaragd. To av disse, rubin og safir, er perle korund.

Disse mest populære edelstenene er svært ettertraktede og har blitt utvunnet i mange deler av verden i tusenvis av år. I dag kreves det millioner av rubiner og safirer hvert år for å imøtekomme kravene fra smykkemarkedet - fra billige kommersielle steiner som selges i kjøpesentre og varehus til spektakulære eksemplarer som brukes i designer- og tilpassede smykker. Etterspørselen etter attraktive steiner overstiger gruvenes evner til å levere. Som et resultat har prisene som er betalt for attraktive natursteiner steget til høye nivåer.

Når en forbruker ønsker en "rubinring" eller en "safirpendel", er de generelt ikke interessert i å erstatte en rød spinell, blå iolitt eller annen attraktiv perle av lignende farge. De vil ha "rubin", eller de vil ha "safir." Detaljhandelsmykker, spesielt de som selger brikker og sett til under 500 dollar, har i økende grad presentert syntetiske eller "lab-laget" perler ved siden av natursteinene i vitrineskapene.

De syntetiske materialene har samme aluminiumoksydsammensetning og krystallstruktur som naturlige rubiner og safirer. Fargen deres produseres også av de samme sporelementene (krom for rubin og jern med titan for safir).

De har den samme optiske appellen og vanligvis et bedre fysisk utseende enn naturlige steiner i lignende størrelse til samme pris. Som et resultat kjøper nå mange forbrukere gjerne syntetiske steiner fordi de mottar et mer attraktivt produkt til en pris de har råd. På lang sikt vil syntetiske edelstener sannsynligvis fortsette å fortrenge natursteiner fra markedet, spesielt i de lavere og midtre prisklasser der forbrukerne er veldig bevisste på pris.

Det er ikke noe galt med å selge eller kjøpe smykker som inneholder syntetiske edelstener så lenge to betingelser er oppfylt: 1) selgeren må opplyse om at edelstenene er produkter fra mennesker i stedet for produkter av naturen; og 2) kjøperen forstår tydelig at edelstenene er syntetiske og laget av mennesker i stedet for å være naturprodukter.

Corundum urlager: Korundlager (rubin) i en antikk lommeur med en "juvel" -bevegelse. På begynnelsen av 1900-tallet ble syntetisk korund brukt som juvellagrene i klokker. Copyright copyright iStockphoto / RobertKacpura.

Korundlagre: En tegning av juvellager og en trekloss (rød) som holder et svinghjul i en mekanisk klokke smurt med olje (gul). Public domain image av Chris Burks Chetvorno.

"Jewels" og "Crystals" i Watches

På midten av 1800-tallet trengte urmakere i Sveits små lagre som var svært motstandsdyktige mot slitasje. De oppdaget at de kunne bore et hull i et lite stykke korund og bruke det til en jevn, lang levetid. Korunden var mye vanskeligere enn metaller som ble brukt for å lage de bevegelige delene av en klokke, og den klarte å stå opp til den kontinuerlige slitingen uten å feile. Korundlagrene ble kalt "juvellager" etter deres edelstener-kolleger.

Sveitsiske klokker og deres "juvelbevegelser" ble kjent over hele verden for sin lange levetid og pålitelighet. På begynnelsen av 1900-tallet erstattet syntetiske korundlagre naturlige korundlager i de fleste sveitsiske klokker. Syntetisk korund var mer enhetlig enn naturlig korund, i tillegg til at den var billigere og lettere å få tak i. Denne bruken av juvellagre skapte et positivt rykte for sveitsiske klokker som fortsetter til i dag - selv mens mekaniske klokker blir erstattet av digitale klokker.

Fargeløs syntetisk safir brukes også i klokker. Dens holdbarhet, glassholdige glans og motstand mot å bli riper gjør det til et perfekt gjennomsiktig dekke for ansiktet til en mekanisk eller digital. Disse klare dekslene, kjent som "krystaller", beskytter klokkens ansikt mot støt, støv, fuktighet og slitasje. Syntetisk safir har blitt brukt til dette formålet i nesten 100 år.

Syntetisk korund: En boule av syntetisk korund. På grunn av sin røde farge, kan det kalles "syntetisk rubin." Materiale som dette brukes til urlager, edelstener, laserforsterkningsmedier og mange andre formål.

Rubin laser: Diagram over den første arbeidslaseren. Den benyttet en tynn rubinkrystall som forsterkningsmedium. Public domain image av Lawrence Livermore National Laboratory.

Ruby Lasers

Syntetisk korund er en viktig del av mange lasere. Faktisk var den første fungerende laseren en "rubin-laser", laget av Theodore Maiman ved Hughes Research Labs i 1960. Den benyttet en syntetisk rubin-krystall som "gevinstmedium." Forsterkningsmediet er et materiale i laseren som er målet for en intens lysutbrudd.

Det lyset får elektroner i forsterkningsmediet til å hoppe opp til et høyere energinivå som forårsaker utslipp av fotoner, som treffer andre atomer i forsterkningsmediet, noe som får dem til å bli begeistret og avgir flere fotoner. Denne korte kjedereaksjonen produserer en veldig intens lys fra en laserstråle. Lasere er oppkalt etter materialet som brukes som et forsterkningsmedium, for eksempel "rubin laser" eller "titanium safir laser" eller "YAG laser" (yttrium aluminium granat).

På bare noen få tiår har lasere blitt vanlige elementer i samfunnet vårt. Små lasere brukes i CD- og DVD-spillere. Lasere brukes til å skjære metall, stein og andre tøffe materialer. Lasere brukes til å fjerne tatoveringer, utføre kosmetisk kirurgi, kataraktkirurgi og LASIK-kirurgi for synskorreksjon.

Syntetiske korundskannervinduer: En selvutsjekkingsmaskin med strekkodeskannervindu i en butikk i Houston, Texas. Vinduet til skanneren er sannsynligvis laget av syntetisk korund. Public domain image av WhisperToMe.

Andre bruksområder av korund

Corundum har mange andre bruksområder. Det er kjemisk inert og motstandsdyktig mot varme. Disse egenskapene gjør det til et perfekt materiale for å lage ildfaste produkter som ildstein, ovnforinger og ovnsmøbler. I dag er disse produktene vanligvis laget med syntetisk korund.

Ren korund er fargeløs, gjennomsiktig, holdbar og motstandsdyktig mot riper. Store krystaller med klar syntetisk korund blir dyrket, saget i tynne ark og deretter brukt som vinduer i dagligvarebutikkskannere, klokkekrystaller, flyvinduer og beskyttelsesdeksler for elektroniske apparater.