一、剛玉是什么意思
剛玉(yu)是(shi)一種氧化物礦物,產于變質巖的(de)接觸面(硅卡巖等(deng))麻粒巖和其沖積層,具(ju)有(you)硬度大、熔點高(gao)、耐侵蝕等(deng)特性,以復相材料的(de)形(xing)式廣泛(fan)應用(yong)于工業各個(ge)領域,也(ye)具(ju)有(you)一定的(de)觀(guan)賞(shang)價值(zhi)。
剛玉這一名稱源于(yu)印(yin)度(du),系礦(kuang)物學(xue)名稱,其(qi)硬度(du)僅(jin)次于(yu)金剛石(shi),主(zhu)(zhu)要(yao)用于(yu)高(gao)級研磨材料,手表(biao)和精密(mi)機(ji)械的(de)軸承材料,工業(ye)領域(yu)常用的(de)剛玉一般是(shi)人造剛玉,是(shi)鋁礬土為(wei)主(zhu)(zhu)要(yao)原料經礦(kuang)業(ye)爐煉出的(de)人造材料。
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的才能稱之為剛玉)。
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(gang)(gang)玉(yu)呈(cheng)(cheng)桶(tong)狀、柱狀、錐狀和(he)(he)板狀,質(zhi)地(di)堅硬,面上(shang)常有斜(xie)條紋。純凈的(de)(de)(de)剛(gang)(gang)玉(yu)是無(wu)色(se)(se)(se)(se)或(huo)(huo)(huo)灰色(se)(se)(se)(se)、黃灰色(se)(se)(se)(se),因含(han)有不(bu)同的(de)(de)(de)微(wei)量元(yuan)(yuan)素而呈(cheng)(cheng)現不(bu)同顏色(se)(se)(se)(se),如含(han)鐵(tie)元(yuan)(yuan)素者(zhe)呈(cheng)(cheng)黑色(se)(se)(se)(se),含(han)鉻(ge)元(yuan)(yuan)素者(zhe)呈(cheng)(cheng)紅(hong)(hong)色(se)(se)(se)(se),含(han)鈦元(yuan)(yuan)素呈(cheng)(cheng)藍色(se)(se)(se)(se),含(han)釩元(yuan)(yuan)素和(he)(he)鉻(ge)元(yuan)(yuan)素者(zhe)呈(cheng)(cheng)紫色(se)(se)(se)(se),含(han)鐵(tie)元(yuan)(yuan)素和(he)(he)鉻(ge)元(yuan)(yuan)素者(zhe)呈(cheng)(cheng)綠(lv)色(se)(se)(se)(se)。玻(bo)璃光(guang)澤。無(wu)解理(li);常因聚(ju)片雙晶或(huo)(huo)(huo)細(xi)微(wei)包體產生{0001}或(huo)(huo)(huo){1011}的(de)(de)(de)裂(lie)開。在長短波紫外線下發紅(hong)(hong)色(se)(se)(se)(se)熒(ying)光(guang),含(han)Fe高者(zhe)熒(ying)光(guang)較(jiao)弱。含(han)Cr呈(cheng)(cheng)粉色(se)(se)(se)(se)熒(ying)光(guang)或(huo)(huo)(huo)橙黃色(se)(se)(se)(se)熒(ying)光(guang)。在室溫(wen)(wen)下還是在高溫(wen)(wen)下的(de)(de)(de)空氣里都(dou)較(jiao)為穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)。
剛(gang)(gang)玉(yu)(yu)正交偏光(guang)間干涉(she)色類(lei)似石(shi)英的(de)干涉(she)色,但(dan)(dan)(dan)由于(yu)硬度大(da)(da)(da),其厚度常(chang)較同一(yi)(yi)(yi)薄片(pian)其他礦物(wu)的(de)厚度略大(da)(da)(da)一(yi)(yi)(yi)些,故(gu)干涉(she)色常(chang)不止(zhi)于(yu)一(yi)(yi)(yi)級(ji)白色,有時(shi)可(ke)達二(er)級(ji)。柱(zhu)狀切(qie)面具平行消光(guang)和負延(yan)長(chang)符(fu)號(hao)。但(dan)(dan)(dan)必(bi)須注意,對(dui)于(yu)板(ban)狀習(xi)性(xing)的(de)剛(gang)(gang)玉(yu)(yu),當薄片(pian)垂(chui)直板(ban)面切(qie)制(zhi)時(shi),這種切(qie)面的(de)延(yan)長(chang)符(fu)號(hao)剛(gang)(gang)好(hao)相(xiang)反,而是(shi)延(yan)長(chang)方向與慢光(guang)平行。往往能見到平行{1011}的(de)聚片(pian)雙晶。一(yi)(yi)(yi)軸(zhou)晶負光(guang)性(xing),但(dan)(dan)(dan)有時(shi)表現(xian)為二(er)軸(zhou)晶,光(guang)軸(zhou)角一(yi)(yi)(yi)般不大(da)(da)(da)(最(zui)大(da)(da)(da)值可(ke)達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,且反應受(shou)溫(wen)度(du)的影響,以60%氫(qing)氧化(hua)鈉(na)溶(rong)液、反應時間為(wei)6小時為(wei)例,當(dang)溫(wen)度(du)升高從180℃升高至200℃,剛玉溶(rong)解速率增(zeng)(zeng)(zeng)加12.5%,而隨著(zhu)反應溫(wen)度(du)從200℃增(zeng)(zeng)(zeng)加到220℃,溶(rong)解速率增(zeng)(zeng)(zeng)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。