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“刚玉”到底是个什么玩意???

时间:2019-07-26 17:43来源:未知 作者:stif 点击:
在工业材料应用领域,刚玉最为人熟知的产品是各种刚玉磨料耐磨材料,耐火材料等等;在宝石界,让人爱不释手的红宝石,蓝宝石也是刚玉。但刚玉到底是什么,你心里真真真的有谱

在工业材料应用领域,刚玉最为人熟知的产品是各种刚玉磨料耐磨材料,耐火材料等等;在宝石界,让人爱不释手的红宝石,蓝宝石也是刚玉。但刚玉到底是什么,你心里真真真的有谱么?   图1:宝石级天然刚玉原石   首先聊一下,刚玉为什么叫刚玉?刚玉(CorundumКорунд),名称源于印度,矿物学名称,其化学成分是氧化铝Al2O3。Al2O3有许多同质异晶体,常见的主要有3种晶型,即γ-Al2O3、β-Al2O3(严格来说不同质异晶体)、α-Al2O3。其实我们所说的刚玉,指的是α-Al2O3(目前所用到的刚玉,不管是天然的还是得人造的,一般不会是纯物质,根据来源不同,工艺不同及需要不同会有其他杂质掺杂,但主晶型应当为α-Al2O3的才能称之为刚玉)。   刚玉这种材料有许多特点,其最为突出的特点是硬度大(莫氏硬度为9),耐高温(可长期在1600℃以上工作,根据具体材料不同有小小差异),具有优异的光学性能(宝石级刚玉)。天然刚玉矿物资源量少,开采成本高,当今人们正大量用人造刚玉替代天然刚玉。刚玉有宝石级、工业级两种,下面分别对其相关的应用做简单整理。   宝石级宝石概况 宝石学上具备宝石条件刚玉的称红宝石(Ruby)、蓝宝石(Sapphire)(PS:在宝石界,红色的称为红宝石,而其他色调的刚玉在商业上统称蓝宝石)。缅甸、斯里兰卡、泰国、越南、柬埔寨是世界上优质红宝石、蓝宝石最重要的供应国。其他产出国还有中国、澳大利亚、美国、坦桑尼亚等。由于天然刚玉宝石资源匮乏,为了满足爱美人士的需求,人造刚玉也大量应用于首饰的设计。人造的刚玉宝石价格合理,花样多,肉眼难辨,可以满足一般的装饰需求。   2:宝石级刚玉:红宝石及蓝宝石   宝石级刚玉除了应用首饰产品以外,其在工业上也有许多用途,工业上应用的主要采用人造蓝宝石。例如:LED蓝宝石衬底材料,蓝宝石手表表镜,蓝宝石光学窗口,蓝宝石红外制导窗口,蓝宝石眼科手术刀(γ-刀)等。   图3:蓝宝石眼科手术刀   相比于天然宝石,人造蓝宝石可以轻易获取更大尺寸,可以给人们的工业应用带来更多方便。目前人造蓝宝石晶体可以通过紫式拉晶法(即提拉法CZ),凯式长晶法(即泡生法KY)及热交换法(MEN)这三种方法生长。   图4:晶环电子采用泡生法制备的450公斤大尺寸蓝宝石晶体   工业级刚玉应用举例 由于刚玉具备的“硬度大”及“耐高温”这两个特点,刚玉在工业上主要用于耐磨材料及耐火材料两大类。   研磨材料:可制成研磨球,砂轮、研磨盘、研磨纸及研磨粉(膏)等。用其制造的磨具适用磨削各种硬度较大和抗张强度较高的金属,如碳钢、合金钢、可锻铸铁、硬青铜等,还可作超精研磨、抛光材料。   耐火材料:刚玉质耐火制品耐高温,耐腐蚀,广泛用于多种高温电炉、窑炉的内衬及制作刚玉炉管、炉芯及高温电炉配件等在。在化工系统中,作为反应炉和气化炉的专用炉衬及用作各种反应器皿和管道。   图5:刚玉磨料   根据终端需求的不同,制备刚玉的原料也有不同。棕刚玉可以直接取铝矾土在电弧炉中熔化,提高氧化铝纯度,然后将其凝固块粉碎、整粒而成。但如果需要制备杂质含量较低的白刚玉,则需要采用高纯度的Al2O3粉体材料制备。   刚玉作为氧化铝材料的最重要的一个存在,其应用实在难以一一表明,如上仅抛出部分重点例子做说明,更多关于刚玉的应用没有提到的,圈友们请丢出“玉”来。

(责任编辑:stif)
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