合成刚玉,化学成分:三氧化二铝(Al2O3),密度398,硬度9,折射率1762~177,色散0018。刚玉品种多,颜色艳丽,刚玉是自然界中最硬的氧化物,它的硬度大,耐磨耐高温。蓝刚玉对酸碱稳定,火烧或腊镶不会变色。
是由于它的结构比较特殊,绝缘性好并不是所有的氧化铝都不和稀硫酸反应自然界中的刚玉是α形属于六方最密堆积,刚玉不和稀硫酸反应,熔点,硬度高,不溶于酸碱耐腐蚀,其它的氧化铝能和稀硫酸反应
白刚玉的主要成分是三氧化二铝(Al2O3),含量在99%以上,并含有少量氧化铁、氧化硅等成分。
白刚玉以工业氧化铝粉为原料,于电弧中经2000度以上高温熔炼后冷却制成,经粉碎 整形,磁选去铁,筛分成多种粒度,其质地致密、硬度高,粒形成尖角状,适用于制造陶瓷、树脂固结磨具以及研磨、抛光、喷砂、精密铸造(精铸专用刚玉)等,还可用于制造高级耐火材料。
红宝石和蓝宝石都属于刚玉矿物,基本化学成份为Al2O3。除星光效应外,只有半透明-透明且色彩鲜艳的刚玉才能做宝石。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。
化学成份:是Al2O3 。常含微量的杂质元素Cr、Ti、Fe、V等。这些杂质的存在方式为:
3+
①以类质同象替代Al 。
②机械混入的氧化物。
晶体形态:
板状晶体多产于富硅、贫碱的接触变质岩中。柱状、桶状晶体多产于含硅、富碱的碱性橄榄玄武岩中,且多具深色溶蚀壳。
颜 色:
十分丰富,几乎包括了可见光谱中的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的所有颜色。
纯净的刚玉是无色的,当含有不同的微量元素时而呈现不同颜色。
光泽及透明度:
透明-不透明,抛光表面具亮玻璃光泽或亚金刚光泽。
折射率:
1762-1770。
多色性:
均具有二色性,一般表现为不同深浅的颜色,红宝石、蓝色蓝宝石二色性较强,其它颜色的蓝宝石稍弱。
发光性:
长短波紫外线下红宝石均可发现红色荧光,且长波下的强度高于短波下,日光也可激发其红色荧光,但含Fe高者荧光较弱。蓝宝石一般无荧光,但含Cr的斯里兰卡和美国蒙大拿州蓝宝石有时呈粉色荧 光。而斯里兰卡产的一些**蓝宝石可具杏**或橙**荧光。
硬度:
刚玉的摩氏硬度为9,是迄今为止自然界中所发现的、硬度仅次于钻石的第二号高硬度物质。
比重:
多数宝石级样品的比重变化于399-400之间。Cr、Fe等杂质元素含量影响着比重值的大小,含量越高,比重越大。
熔点:高达2000摄氏度-2030摄氏度。
刚玉:名称源于印度,系矿物学名称。刚玉Al2O3的同质异像主要有三种变体,分别为α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3。刚玉硬度仅次于金刚石。
刚玉主要用于高级研磨材料,手表和精密机械的轴承材料。作为激光发射材料的红宝石系人造晶体。红宝石和蓝宝石都属于刚玉矿物,除星光效应外,只有半透明-透明且色彩鲜艳的刚玉才能做宝石。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。
玛瑙:主要成分为二氧化硅,由于与水化二氧化硅(硅酸)交替而常重复成层。因其夹杂氧化金属,颜色可从极淡色以至暗色。用铁、钴、镍等盐类,任它们自然渗透于硅酸凝胶中,能人工制成"玛瑙",天然玛瑙可能亦是在相似情形下生成的。
分子筛:一种水合硅铝酸盐或天然沸石,自然界中存在一种天然硅铝酸盐,它们具有筛分分子、吸附、离子交换和催化作用。这种天然物质称为沸石,人工合成的沸石也称为分子筛。
图1 A型分子筛的主要结构
分子筛的化学组成通式为:(M)2/nO· Al2O3·xSiO2·pH2O,M代表金属离子(人工合成时通常为Na),n代表金属离子价数, x代表SiO2的摩尔数,也称为硅铝比,p代表水的摩尔数。分子筛骨架的最基本结构是 SiO4和AlO4四面体,通过共有的氧原子结合而形成三维网状结构的结晶。
Al2O3
三方晶系
No=1768~1772
Ne=1760~1764
(-)No-Ne=0008
图3-28 刚玉光性方位
(晶面符号据佐尔泰,1984)
化学组成 成分较纯,由 Al2O3组成,但常含少量的 Fe、Mn、Cr、Ti等杂质。
结晶特点 晶体为六方双锥及底板面聚形,习性为桶状、柱状、锥状、板状或粒状,晶面上常见有斜的或横的条纹,薄片中常为柱状(照片129)、粒状或桶状。无解理。但常见两组菱形裂理(照片129)。
光性特征 刚玉的颜色是突出特征,除无色、白色、灰色外,由于离子代换可呈现各种颜色,如黄、红、绿、紫、蓝、棕、黑等,薄片中为无色和各种颜色如红、蓝、绿、黄等,根据颜色的不同刚玉有如下变种:白宝石(无色)、红宝石(红色,含Cr2O32%~3%)、蓝宝石(蓝色,含Fe、Ti)、绿宝石(绿色,含Co、Ni、V)、黄宝石(**,含铌)、铁刚玉(黑色,含Fe2+和Fe3+),以前三者最常见。颜色深的变种可见多色性:No—靛蓝、蓝、深紫红等,Ne—浅蓝、祖母绿、黄绿、淡黄、粉红等(照片126,127,128),吸收性:No>Ne。正高突起。干涉色低(一级灰)。但由于刚玉硬度大,一般磨制出的薄片偏厚,因此“突起”、干涉色显得更高,常见其干涉色达二级或三级(照片130)。柱状切面具平行消光,负延性;而板状晶体若垂直板面切制时则为正延性。(101)为结合面的聚片双晶可见(照片130)。一轴晶负光性。有时为二轴晶,2V=10°~12°(最大58°),且晶体中心和边部光轴角不等。
变化 刚玉在热液作用下可转变为白云母、尖晶石、蓝晶石、矽线石、红柱石、硬水铝石、黝帘石等。
鉴别特征 刚玉的突出特点是具有特殊的晶形、硬度大(磨片时因硬度大不易研磨,手有感觉)、突起高、双折射率低等,以此可与其他矿物加以鉴别。假蓝宝石与刚玉的变种蓝宝石相似,区别是前者为二轴晶,而蓝宝石为一轴晶,常见聚片双晶,其颜色在薄片中往往显得不均匀(照片127)。
产状及其他 刚玉主要产于富铝贫硅的火成岩或变质岩中,如刚玉矽线石片麻岩、含刚玉黑云母片麻岩,与黑云母、白云母、钾长石、矽线石、蓝晶石、硬水铝石、蓝线石等共生。刚玉蓝晶石岩中可见多量的蓝宝石产出,与蓝晶石、硬绿泥石、硬水铝石、叶蜡石等共生。刚玉也见于贫硅的侵入岩及其接触变质岩中,如在受混染的一些碱性伟晶岩中,刚玉与钾长石、斜长石、黑云母、石榴子石共生;在某些橄榄苏长岩中见蓝宝石与尖晶石、基性斜长石、磁铁矿、矽线石等共生。在次生石英岩化的酸性火山岩中也可见到。某些铝土矿中可见刚玉,它是由硬水铝石变质而成。刚玉硬度仅次于金刚石,可制作高级研磨材料,大而无瑕的各种颜色的刚玉可作宝石,常见的为蓝宝石、红宝石。
刚玉的成分主要是三氧化二铝。
氧化铝是一种两性氧化物,既可以与酸反应,也可以与碱反应。
但是刚玉由于结构的致密,通常情况下对于弱酸弱碱有较高的耐受性能。
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