Minerály

Korund



Korund bol historicky používaný ako abrazívum, je však najznámejší ako minerál rubínu a zafíru.


korund: Dva segmenty kryštalického kryštálu z Indie, ktoré ukazujú hexagonálnu kryštalickú formu nerastu a bazálne delenie. Tieto vzorky majú červenú farbu a možno ich nazvať rubínový korund.

Čo je Corundum?

Korund je horninový minerál, ktorý sa vyskytuje v vyvrelých, metamorfovaných a sedimentárnych horninách. Je to oxid hlinitý s chemickým zložením Al2O3 a hexagonálna kryštalická štruktúra.

Minerál je všeobecne známy svojou extrémnou tvrdosťou a skutočnosťou, že sa niekedy vyskytuje ako krásne priehľadné kryštály v mnohých rôznych farbách. Vďaka extrémnej tvrdosti je korund vynikajúci brúsny materiál, a keď sa táto tvrdosť nachádza v prekrásnych kryštáloch, máte perfektný materiál na rezanie drahokamov.

Prírodný a syntetický korund sa používa v mnohých priemyselných aplikáciách kvôli svojej húževnatosti, tvrdosti a chemickej stabilite. Používajú sa na výrobu priemyselných ložísk, okien odolných voči poškriabaniu pre elektronické prístroje, doštičiek na doske plošných spojov a mnohých ďalších výrobkov.

Kryštály korundu: Fotografie troch kryštálov korundu. Vľavo je spoločný korund z južnej Afriky v Transvaale, ktorý je vysoký asi 6 centimetrov. V strede je rubínový korund kvalitnej klenoty z indickej Karnataka, ktorý je vysoký asi 1,6 cm. Vpravo je modrý zafírový korund zo Srí Lanky, ktorý je vysoký asi dva centimetre. Všetky tri exempláre a fotografie od Arkenstone / www.iRocks.com.

Známy Rubies a Sapphires

Väčšina ľudí pozná korund; avšak len veľmi málo ľudí to pozná podľa svojho minerálneho názvu - namiesto toho ho pozná podľa mien „rubín“ a „zafír“. Vzorka korunda v kvalite drahokamov s tmavo červenou farbou sa nazýva rubín. Korund prírodnej kvality s modrou farbou sa nazýva „zafír“. Bezfarebný korund je známy ako „biely zafír“. Korund akejkoľvek inej farby je známy ako „ozdobný zafír“.

Delenie korundov: Šesťuholníkové kryštálové segmenty korundu, ktoré boli oddelené oddeľovaním. Tieto vzorky majú priemer asi jeden centimeter. Fotografie USGS Andrewa Silvera.

Korundská rula so zafírom: Vzorka korundovej ruly z údolia Gallatin v Montane. Táto vzorka má priemer asi dvanásť centimetrov a na ľavej strane má okrúhly modrý zafírový kryštál.

Vlastnosti korundu

Korund je mimoriadne tvrdý a odolný materiál. Je to tretí najťažší minerál po diamantu a moissanite. Slúži ako indexový minerál pre tvrdosť deväť stupňov Mohsovej stupnice tvrdosti.

Jeho tvrdosť, vysoká špecifická hmotnosť, šesťuholníkové kryštály a delenie sú veľmi dobré diagnostické vlastnosti, ktoré sa používajú pri jeho identifikácii. Zhrnutie fyzikálnych vlastností korundu je uvedené v nasledujúcej tabuľke.

Fyzikálne vlastnosti korundu

Chemická klasifikáciaoxid
farbaZvyčajne sivá až hnedá. Bezfarebný, ak je čistý, ale stopové množstvo rôznych kovov vytvára takmer akúkoľvek farbu. Chróm vytvára červenú (rubínovú) a kombinácie železa a titánu vytvárajú modrú (zafír).
pruhBezfarebná (tvrdšia ako pruh pruhu)
leskAdamantín na sklovec
DiaphaneityTransparentné až priesvitné
štěpnostŽiadny. Korund zobrazuje delenie kolmo na os c.
Mohsova tvrdosť9
Špecifická závažnosť3,9 až 4,1 (veľmi vysoký pre nekovový minerál)
Diagnostické vlastnostiTvrdosť, vysoká špecifická hmotnosť, šesťuholníkové kryštály, ktoré sa niekedy zužujú na pyramídu, rozdeľovač, lesk, konkávna zlomenina
Chemické zloženieAl2O3
Kryštálový systémšesťuholníkový
použitieHistoricky sa používa ako brúsivo. Vzorky s príjemnými farbami majú dlhú históriu použitia drahokamov.

Aluviálne zafíry Montana: V Montane sa nachádzal rozptyl malých aluviálnych zafírov. Tieto modré kamene sú neošetrené a merajú asi štyri až päť milimetrov.

Geologický výskyt korundu

Korund sa nachádza ako primárny minerál v vyvrelých horninách, ako je syenit, nefelínový syenit a pegmatit. Niektoré z najdôležitejších ložísk rubínu a zafíru na svete sa nachádzajú tam, kde drahokamy zvetrávali z čadičových tokov a teraz sa nachádzajú v spádových pôdach a sedimentoch.

Korund sa nachádza aj v metamorfovaných horninách v miestach, kde boli hliníkové bridlice alebo bauxity vystavené kontaktu s metamorfózou. Hruška, ruľa a mramor produkovaný regionálnym metamorfizmom budú niekedy obsahovať korund. Niektoré zafíry a rubíny najvyššej kvality, farby a zrozumiteľnosti sú tvorené mramorom pozdĺž okrajov podpovrchových magmatických telies.

Húževnatosť, vysoká tvrdosť a chemická odolnosť korundu mu umožňujú pretrvávať v sedimentoch dlho potom, čo boli zničené ďalšie minerály. Preto sa často vyskytuje koncentrovaná v aluviálnych ložiskách.

Tieto ložiská sú najdôležitejším zdrojom rubínov a zafírov v niekoľkých častiach sveta. Medzi tradičné zdroje aluviálnych rubínov a zafírov patrí Barma, Kambodža, Srí Lanka, India, Afganistan, Montana a ďalšie oblasti. V posledných niekoľkých desaťročiach sa niektoré časti Afriky vrátane Madagaskaru, Kene, Tanzánie, Nigérie a Malawi stali dôležitými producentmi rubínu a zafíru.

Emery disky: Reklama ponúkajúca šmrnc a korundové kolesá, uverejnená v roku 1895 spoločnosťou Springfield Manufacturing Company v Bridgeport, Connecticut. To bolo v čase, keď sa na výrobu kolies používali skutočné šialenstvo a korund.

Tvrdosť a použitie ako abrazíva

Extrémna tvrdosť korundu ho robí obzvlášť užitočným ako brúsivo. Rozdrvený korund sa spracováva na odstránenie nečistôt a potom sa preosieva, aby sa získali granule a prášky rovnomerne veľkej veľkosti. Používajú sa na brúsne médiá, leštiace zmesi, brúsne papiere, brúsne kotúče a ďalšie rezacie aplikácie.

Niektoré problémy s použitím prírodného korundu ako abrazíva sú v tom, že ložiská sú zvyčajne malé, nepravidelného tvaru a korund má rôznu kvalitu. Nejedná sa o spoľahlivé zdroje materiálu rovnakej kvality potrebné na spustenie výrobného procesu. Syntetický korund vyrobený pomocou kalcinovaného bauxitu sa stal spoľahlivejším zdrojom s konzistentnejšími vlastnosťami. Vo väčšine vyrábaných výrobkov nahradil prírodný korund.

Brúsny papier z oxidu hlinitého sa vyrába pripojením častíc so syntetickým korundom (oxid hliníka) s odstupňovanou veľkosťou na list papiera. Je to brúsny papier, ktorý sa bežne používa na spracovanie dreva a iné výrobné práce. fotografie

Emery rock: Vzorka šmirgľovej horniny, ktorá je bohatá na korund a spinely z Peekskill v New Yorku. Táto vzorka má priemer približne šesť palcov (pätnásť centimetrov). Emery bola často drvená, spracovávaná a preosievaná na použitie ako priemyselné brúsivo.

Súbory Emery na nechty: „Dosky Emery“ sú výrobky na manikúru a starostlivosť o nechty, ktoré sa vyrábajú nalepením brúsnych papierov na tenkú lepenku. Svoje meno získali v roku 1800, keď sa ako brúsivo použil drvený šmirgľ. Dnešné šmirgľové dosky sa nevyrábajú šmrnc. Namiesto toho majú mnohé z nich hrubú stranu syntetického korundu (oxid hliníka) a jemnú stranu brúsneho granátu. fotografie

Šmirgeľ

Emery stone je zrnitá metamorfovaná alebo vyvrelá hornina bohatá na korund. Je to zmes oxidových minerálov, zvyčajne korundu, magnetitu, spinelu a / alebo hematitu. Je to najbežnejšia forma prírodného korundu, ktorá sa používa na výrobu brúsnych materiálov.

V posledných niekoľkých desaťročiach sa používanie šmirgľov ako brúsiva výrazne znížilo. To bolo takmer úplne nahradené vyrobené abrazíva, ako je karbid kremíka. Karbid kremíka má tvrdosť podľa Mohsa 9 až 9,5. Je lacný a zvyčajne má lepšiu výkonnosť ako prírodné brúsivá vyrobené z korundu alebo šmirgľového vlákna.

Korund ako rubínový, zafírový a ozdobný zafír: Korund kvalitnej drahokamy je vysoko cenený a cenný materiál. Ak je jasne červenej farby, nazýva sa rubín. Keď je modrá, nazýva sa „zafír“. Ak je bezfarebný, nazýva sa „biely zafír“. Korund kvalitnej klenoty akejkoľvek inej farby sa nazýva „ozdobný zafír“. V minulosti sa najväčší drahokam vyrobený v Ázii a Austrálii. V deväťdesiatych rokoch sa v Afrike uskutočnilo veľa objavov drahokamového korundu. Všetky kamene na tejto fotografii sa ťažili v Afrike. Takmer všetky korunovačné drahokamy sa ošetrujú zahrievaním alebo iným spôsobom, aby sa zlepšila ich farba.

Najlepší spôsob, ako sa dozvedieť o mineráloch, je študovať so zbierkou malých vzoriek, s ktorými môžete zaobchádzať, skúmať ich a pozorovať ich vlastnosti. Lacné minerálne zbierky sú k dispozícii v obchode Geology.com.

Použitie ako drahokam

Na trhu drahokamov a šperkov sa takmer všetka pozornosť venuje malej skupine drahokamov známych ako „veľká štvorka“: diamant, rubín, zafír a smaragd. Dva z nich, rubínový a zafírový, sú drahokamy korundy.

Tieto najobľúbenejšie skvosty sú veľmi vyhľadávané a ťažia sa v mnohých častiach sveta už tisíce rokov. Dnes sú každoročne potrebné milióny rubínov a zafírov, aby sa splnili požiadavky trhu so šperkami - od lacných komerčných kameňov predávaných v obchodoch a obchodných domoch po veľkolepé exempláre používané v dizajnérskych a zákazkových šperkoch. Dopyt po atraktívnych kameňoch prevyšuje schopnosť zásobovania mínami. V dôsledku toho sa ceny za atraktívne prírodné kamene zvýšili na vysokú úroveň.

Keď spotrebiteľ chce „rubínový prsteň“ alebo „zafírový prívesok“, zvyčajne nemá záujem nahradiť červený spinel, modrý iolit alebo iný atraktívny klenot podobnej farby. Chcú „rubín“ alebo chcú „zafír“. Maloobchodní klenotníci, najmä tí, ktorí predávajú kusy a súpravy za menej ako 500 dolárov, vo vitrínach stále častejšie prezentujú syntetické alebo „laboratórne vytvorené“ drahokamy popri prírodných kameňoch.

Syntetické materiály majú rovnaké zloženie oxidu hlinitého a kryštálovú štruktúru ako prírodné rubíny a zafíry. Ich farba je tiež produkovaná rovnakými stopovými prvkami (chróm pre rubín a železo s titánom pre zafír).

Majú rovnakú optickú príťažlivosť a zvyčajne lepší fyzický vzhľad ako prírodné kamene podobnej veľkosti za rovnakú cenu. Výsledkom je, že veľa spotrebiteľov teraz nakupuje syntetické kamene, pretože dostávajú atraktívnejší produkt za cenu, ktorú si môžu dovoliť. Z dlhodobého hľadiska je pravdepodobné, že syntetické drahokamy budú aj naďalej vytesňovať prírodné kamene z trhu, najmä v nižších a stredných cenových reláciách, kde sú spotrebitelia veľmi informovaní o cene.

S predajom alebo nákupom šperkov, ktoré obsahujú syntetické drahokamy, nie je nič zlé, ak sú splnené dve podmienky: 1) predajca musí zverejniť skutočnosť, že drahé kamene sú skôr výrobkami človeka ako prírodnými výrobkami; a 2) kupujúci jednoznačne chápe, že drahé kamene sú skôr syntetické a vyrábajú ich ľudia ako výrobky prírodnej povahy.

Ložiská hodiniek Corundum: Ložiská Corundum (rubínové) v antických vreckových hodinkách s pohybom „klenotov“. Začiatkom 20. rokov 20. storočia sa ako šperkové ložiská používali syntetické korundy.

Ložiská korunda: Výkres klenotových ložísk a capstone (červený), ktorý drží otočné koleso v mechanických hodinkách namazaných olejom (žltý). Obrázok public domain Chris Burks Chetvorno.

„Klenoty“ a „Kryštály“ v hodinkách

V polovici 18. storočia výrobcovia hodiniek vo Švajčiarsku potrebovali malé ložiská, ktoré boli vysoko odolné voči oderu. Zistili, že môžu vyvŕtať dieru do malej časti korundu a použiť ju na plynulé a dlhotrvajúce ložisko. Korund bol oveľa tvrdší ako kovy, ktoré sa používali na výrobu pohyblivých častí hodiniek, a dokázal obstáť nepretržitému oderu bez zlyhania. Ložiská korundu sa nazývali ložiská šperkov podľa ich náprotivkov drahokamov.

Švajčiarske hodinky a ich „drahokamové pohyby“ sa po celom svete preslávili dlhou životnosťou a spoľahlivosťou. Začiatkom 20. rokov 20. storočia nahradili syntetické ložiská korundu vo väčšine švajčiarskych hodiniek prírodné ložiská korundu. Syntetický korund bol rovnomernejší ako prírodný korund a bol lacnejší a ľahšie sa získal. Toto použitie šperkových ložísk vytvorilo pre švajčiarske hodinky pozitívnu povesť, ktorá trvá dodnes - aj keď mechanické hodinky sú nahradené digitálnymi hodinami.

Bezfarebný syntetický zafír sa používa aj v hodinkách. Vďaka svojej trvanlivosti, sklovému lesku a odolnosti proti poškriabaniu z neho robí dokonalý priehľadný poťah pre mechanickú alebo digitálnu tvár. Tieto priehľadné kryty, známe ako „kryštály“, chránia tvár hodiniek pred nárazmi, prachom, vlhkosťou a oderom. Syntetický zafír sa na tento účel používa takmer 100 rokov.

Syntetický korund: Kulička zo syntetického korundu. Vďaka svojej červenej farbe by sa dalo nazvať „syntetický rubín“. Materiál, ako je tento, sa používa na hodinkové ložiská, drahé kamene, médiá získavajúce laser a na mnoho ďalších účelov.

Ruby laser: Schéma prvého pracovného lasera. Ako ziskové médium sa použil tenký rubínový kryštál. Public Domain image by Lawrence Livermore National Laboratory.

Ruby Lasers

Syntetický korund je nevyhnutnou súčasťou mnohých laserov. V skutočnosti bol prvým pracujúcim laserom „rubínový laser“ vyrobený firmou Theodore Maiman v laboratóriu Hughes Research Labs v roku 1960. Ako „ziskové médium“ sa použil syntetický rubínový kryštál. Ziskové médium je materiál v lasere, ktorý je cieľom intenzívneho výbuchu svetla.

Toto svetlo spôsobuje, že elektróny v zosilnenom médiu vyskočia na vyššiu energetickú úroveň, čo spôsobí emisiu fotónov, ktoré zasiahnu iné atómy v zosilnovacom médiu, čo spôsobí, že budú excitované a emitujú viac fotónov. Táto krátka reťazová reakcia vytvára veľmi intenzívne svetlo laserového lúča. Lasery sú pomenované podľa materiálu použitého ako ziskové médium, napríklad „rubínový laser“ alebo „titánový zafírový laser“ alebo „YAG laser“ (yttrium alumíniový granát).

Za niekoľko desaťročí sa lasery stali bežnou súčasťou našej spoločnosti. Drobné lasery sa používajú v prehrávačoch CD a DVD. Lasery sa používajú na rezanie kovov, kameňa a iných tvrdých materiálov. Lasery sa používajú na odstránenie tetovania, vykonávanie kozmetických chirurgických zákrokov, kataraktových zákrokov a chirurgických zákrokov LASIK na korekciu videnia.

Okná syntetických korundových skenerov: Samoobslužný automat s oknom skenera čiarových kódov v maloobchode v Houstone v Texase. Okno skenera je pravdepodobne vyrobené zo syntetického korundu. Obrázok vo verejnej doméne od WhisperToMe.

Iné použitia korundu

Korund má mnoho ďalších použití. Je chemicky inertný a odolný voči teplu. Vďaka týmto vlastnostiam je dokonalým materiálom na výrobu žiaruvzdorných výrobkov, ako sú pálená tehla, vložky do pecí a nábytok do pecí. Dnes sa tieto výrobky zvyčajne vyrábajú so syntetickým korundom.

Čistý korund je bezfarebný, priehľadný, odolný a odolný proti poškriabaniu. Veľké kryštály číreho syntetického korundu sa pestujú, rezajú na tenké listy a potom sa používajú ako okná skenerov obchodu s potravinami, kryštálov hodiniek, okien lietadiel a ochranných krytov elektronických zariadení.


Pozri si video: Korundy z Pokojovic u Třebíče (Septembra 2021).