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剛玉的主要成分是什么 剛玉的物理性質和化學性質簡介

本文章由注冊用戶 時代工業園 上傳提供 2025-01-23 評論 0
摘要:剛玉是一種硬度較高的天然礦物,在工業領域,剛玉是鋁礬土為主要原料經礦業爐煉出的人造材料,不管是天然剛玉還是人造剛玉,其主要成分都是氧化鋁,并含有少量鉻、鈦、鐵、錳等成分,不同成分導致剛玉的顏色有所不同,可分為白剛玉、棕剛玉、紅剛玉等。下面一起來看看剛玉的主要成分是什么以及剛玉的物理性質和化學性質簡介吧。

一、剛玉是什么意思

剛(gang)玉是一種氧化物礦(kuang)物,產于(yu)變質巖的(de)接觸面(硅卡巖等(deng))麻(ma)粒巖和其沖積(ji)層(ceng),具有硬(ying)度大、熔點高(gao)、耐侵(qin)蝕等(deng)特性,以復相材(cai)料的(de)形式廣泛應用于(yu)工業各個領域(yu),也具有一定的(de)觀賞價值(zhi)。

剛(gang)玉這一名稱(cheng)源(yuan)于印度,系礦物學(xue)名稱(cheng),其硬度僅次于金剛(gang)石(shi),主(zhu)要(yao)用于高級研磨材料,手表和(he)精(jing)密機械的軸承材料,工業(ye)領(ling)域常用的剛(gang)玉一般是人造(zao)剛(gang)玉,是鋁(lv)礬土為(wei)主(zhu)要(yao)原料經礦業(ye)爐煉出的人造(zao)材料。

二、剛玉的主要成分是什么

剛玉的主要成分是氧化鋁(Al2O3),氧化鋁有許多同質異晶體,常見的主要有3種晶型,即γ-Al2O3、β-Al2O3(嚴格來說不同質異晶體)、α-Al2O3,我們所說的剛玉,指的是α-Al2O3(目前所用到的剛玉,不管是天然的還是得人造的,一般不會是純物質,根據來源不同,工藝不同及需要不同會有其他雜質摻雜,但主晶型應當為α-Al2O3的才能(neng)稱(cheng)之(zhi)為(wei)剛(gang)玉(yu))。

一般來說,剛玉中鋁元素的質量分數53.2%,氧元素的質量分數46.8%,并含有Cr3+、Ti4+、Fe3+、Fe2+、Mn2+、V3+等,它們以等價或異價類質同象代替Al3+

三、剛玉的物理性質和化學性質簡介

1、剛玉的物理性質

剛玉呈(cheng)桶(tong)狀(zhuang)(zhuang)、柱(zhu)狀(zhuang)(zhuang)、錐狀(zhuang)(zhuang)和板狀(zhuang)(zhuang),質地堅硬(ying),面上常有斜(xie)條(tiao)紋。純(chun)凈的剛玉是(shi)(shi)無(wu)色(se)(se)或(huo)灰色(se)(se)、黃灰色(se)(se),因含(han)有不(bu)同的微量(liang)元素(su)而呈(cheng)現不(bu)同顏色(se)(se),如(ru)含(han)鐵(tie)元素(su)者(zhe)(zhe)呈(cheng)黑(hei)色(se)(se),含(han)鉻(ge)(ge)元素(su)者(zhe)(zhe)呈(cheng)紅色(se)(se),含(han)鈦(tai)元素(su)呈(cheng)藍色(se)(se),含(han)釩元素(su)和鉻(ge)(ge)元素(su)者(zhe)(zhe)呈(cheng)紫色(se)(se),含(han)鐵(tie)元素(su)和鉻(ge)(ge)元素(su)者(zhe)(zhe)呈(cheng)綠色(se)(se)。玻(bo)璃光(guang)澤。無(wu)解(jie)理;常因聚(ju)片雙晶(jing)或(huo)細微包體產生(sheng){0001}或(huo){1011}的裂開(kai)。在(zai)(zai)長短(duan)波(bo)紫外線下(xia)發(fa)紅色(se)(se)熒光(guang),含(han)Fe高者(zhe)(zhe)熒光(guang)較弱。含(han)Cr呈(cheng)粉色(se)(se)熒光(guang)或(huo)橙黃色(se)(se)熒光(guang)。在(zai)(zai)室溫(wen)下(xia)還是(shi)(shi)在(zai)(zai)高溫(wen)下(xia)的空氣里都較為穩定的。

剛玉正交(jiao)偏光(guang)間干涉(she)色類(lei)似石英的干涉(she)色,但(dan)由于(yu)硬度大(da)(da),其厚度常較同(tong)一(yi)(yi)薄片(pian)其他(ta)礦物的厚度略大(da)(da)一(yi)(yi)些,故干涉(she)色常不(bu)(bu)止于(yu)一(yi)(yi)級白色,有時可達(da)二(er)級。柱狀切面具平(ping)(ping)行消光(guang)和負延長(chang)(chang)符(fu)號(hao)。但(dan)必須注意,對于(yu)板狀習性(xing)的剛玉,當薄片(pian)垂(chui)直(zhi)板面切制時,這(zhe)種(zhong)切面的延長(chang)(chang)符(fu)號(hao)剛好相(xiang)反(fan),而是延長(chang)(chang)方向與慢光(guang)平(ping)(ping)行。往(wang)往(wang)能見到(dao)平(ping)(ping)行{1011}的聚(ju)片(pian)雙晶(jing)。一(yi)(yi)軸(zhou)晶(jing)負光(guang)性(xing),但(dan)有時表現為二(er)軸(zhou)晶(jing),光(guang)軸(zhou)角一(yi)(yi)般不(bu)(bu)大(da)(da)(最大(da)(da)值可達(da)58°)。

2、剛玉的化學性質

(1)與酸堿反應

剛玉耐酸耐堿,但在高壓條件、濃堿溶液可能發生:Al2O3+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4,且反(fan)應受溫度的影響,以(yi)60%氫氧化鈉溶液(ye)、反(fan)應時間為6小時為例,當(dang)溫度升高從180℃升高至200℃,剛玉溶解速(su)率(lv)(lv)增加12.5%,而隨著反(fan)應溫度從200℃增加到220℃,溶解速(su)率(lv)(lv)增加46%。

(2)與金屬反應

剛玉在常溫下一般不會與金屬發生化學反應,如在低于65GPa的壓力和低于2000K的溫度下,剛玉和鐵不會發生反應。但在高于此壓力和溫度下,其與鐵能發生一種反應:(2+3x)Fe+xAl2O3==2FeAlx+3xFeO,其中x從0.02-0.03到0.25變化。?此外,鈦在磨削高溫下與剛玉起反應,主要反應方程式Ti+Al2O3+O2==Al2TiO5

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