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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 知無涯 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

剛玉(yu)是一種氧化(hua)物礦物,產于變質巖的(de)接觸面(硅卡巖等)麻(ma)粒巖和其沖積層,具(ju)(ju)有(you)硬(ying)度大(da)、熔點高(gao)、耐侵(qin)蝕等特(te)性,以復相材料的(de)形式(shi)廣泛應用于工業各個領域,也具(ju)(ju)有(you)一定的(de)觀賞價值。

剛(gang)(gang)玉(yu)這(zhe)一(yi)名稱源于印度,系礦(kuang)物(wu)學名稱,其(qi)硬(ying)度僅次于金剛(gang)(gang)石,主(zhu)要(yao)用于高級研磨(mo)材料(liao)(liao)(liao),手(shou)表和精密機械的軸承材料(liao)(liao)(liao),工業領域常用的剛(gang)(gang)玉(yu)一(yi)般(ban)是人造剛(gang)(gang)玉(yu),是鋁(lv)礬土為主(zhu)要(yao)原(yuan)料(liao)(liao)(liao)經礦(kuang)業爐煉出的人造材料(liao)(liao)(liao)。

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(cheng)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

剛玉(yu)呈(cheng)(cheng)(cheng)桶狀、柱狀、錐狀和板狀,質地堅(jian)硬,面(mian)上常有(you)斜條(tiao)紋(wen)。純凈(jing)的(de)剛玉(yu)是(shi)無色(se)(se)或(huo)(huo)灰(hui)色(se)(se)、黃灰(hui)色(se)(se),因含(han)有(you)不(bu)同(tong)的(de)微量元素(su)(su)而呈(cheng)(cheng)(cheng)現不(bu)同(tong)顏色(se)(se),如含(han)鐵元素(su)(su)者(zhe)呈(cheng)(cheng)(cheng)黑色(se)(se),含(han)鉻元素(su)(su)者(zhe)呈(cheng)(cheng)(cheng)紅(hong)色(se)(se),含(han)鈦元素(su)(su)呈(cheng)(cheng)(cheng)藍色(se)(se),含(han)釩元素(su)(su)和鉻元素(su)(su)者(zhe)呈(cheng)(cheng)(cheng)紫(zi)色(se)(se),含(han)鐵元素(su)(su)和鉻元素(su)(su)者(zhe)呈(cheng)(cheng)(cheng)綠色(se)(se)。玻(bo)璃(li)光澤。無解理;常因聚片雙晶或(huo)(huo)細微包體產(chan)生(sheng){0001}或(huo)(huo){1011}的(de)裂開。在(zai)長短波紫(zi)外線下發紅(hong)色(se)(se)熒(ying)光,含(han)Fe高(gao)者(zhe)熒(ying)光較弱。含(han)Cr呈(cheng)(cheng)(cheng)粉(fen)色(se)(se)熒(ying)光或(huo)(huo)橙黃色(se)(se)熒(ying)光。在(zai)室溫下還是(shi)在(zai)高(gao)溫下的(de)空氣(qi)里都較為(wei)穩定的(de)。

剛(gang)玉正交偏光(guang)(guang)間干(gan)涉(she)色(se)類似石英的干(gan)涉(she)色(se),但由于(yu)硬度(du)大,其(qi)厚(hou)度(du)常較同一薄片(pian)其(qi)他礦物的厚(hou)度(du)略大一些,故干(gan)涉(she)色(se)常不止于(yu)一級(ji)白色(se),有時(shi)可達二級(ji)。柱狀切(qie)面具(ju)平(ping)(ping)行(xing)消光(guang)(guang)和負(fu)延(yan)(yan)長(chang)符號(hao)。但必須注意,對于(yu)板狀習性的剛(gang)玉,當薄片(pian)垂直板面切(qie)制(zhi)時(shi),這種(zhong)切(qie)面的延(yan)(yan)長(chang)符號(hao)剛(gang)好相反,而(er)是(shi)延(yan)(yan)長(chang)方向與慢光(guang)(guang)平(ping)(ping)行(xing)。往往能(neng)見到平(ping)(ping)行(xing){1011}的聚片(pian)雙(shuang)晶。一軸晶負(fu)光(guang)(guang)性,但有時(shi)表現為(wei)二軸晶,光(guang)(guang)軸角一般不大(最大值可達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(ying)受(shou)溫(wen)(wen)度的影響,以60%氫氧化鈉溶(rong)液、反應(ying)時間為(wei)6小時為(wei)例,當溫(wen)(wen)度升高(gao)從180℃升高(gao)至200℃,剛玉溶(rong)解速率(lv)增加(jia)12.5%,而隨著反應(ying)溫(wen)(wen)度從200℃增加(jia)到220℃,溶(rong)解速率(lv)增加(jia)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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