Корунд

Корунд — минерал, кристаллический α-оксид алюминия (Al₂O₃)(кристаллический глинозем). Название древнеиндийского происхождения (вероятно, от санскритского “каурунтака” или тамильского “курундам” – так именовали этот минерал в Индии и на Цейлоне; возможно, от санскритского “курувинда” – рубин). Камень корунд хорошо известен минерологам, химикам, машиностроителям, электронщикам – словом, всем, кроме ювелиров. А все потому, что корунд – камень, свойства которого к ювелирному делу отношения по большей части не имеют.

Смотрите так же:

Корунд – цена и лечебные, магические свойства

Физические свойства и структура алмаза

СТРУКТУРА

Кристаллизуется в тригональной сингонии, дитригонально-скаленоэдрический вид симметрии. Для Al₂O₃ известны следующие полиморфные модификации: 1) α-Al₂O₃ (корунд) – тригональная, наиболее устойчивая в природных условиях; образуется в широком температурном интервале (500-1500°С); 2) β-Al₂O₃ гексагональная, устойчивая при очень высоких температурах; превращение α-Al₂O₃ в β-Al₂O₃ происходит при температурах 1500-1800°С; эта модификация образуется при очень медленном охлаждении расплава Al₂O₃; 3) γ-Al₂O₃ – кубическая, с кристаллической структурой типа шпинели (так же как и в случае маггемита); получается искусственно при прокаливании гидрата окиси алюминия (бёмита) до температур ниже 950°С; при более высоких температурах неустойчива – переходит в α-Al₂O₃.

Кристаллическая структура Al₂O₃ изображается в виде групп Al₂O₃ по углам двух ромбоэдров, слагающих элементарную ячейку. Несмотря на кажущуюся сложность, структура корунда имеет довольно простую структурную схему. Ионы кислорода находятся в плотнейшей гексагональной упаковке и располагаются слоями перпендикулярно тройной оси, наложенными один на другой. Катионы А1 располагаются между двумя такими слоями в виде гексагональной сетки, заполняя две трети октаэдрических пустот (т. е. пустот между шестью анионами кислорода, три из которых принадлежат одному, а три других, повернутых относительно первых на 180°, – другому слою ионов кислорода). При этом группы каждых трех ионов кислорода образуют общую грань для двух смежных октаэдров в соседних слоях. Характерно, что катионные слои наложены друг на друга таким образом, что в каждой вертикальной колонке из октаэдров, так же как и в слое, чередуются два заселённых с одним незаселённым, причём пары заселённых октаэдров по вертикали образуют винтовые тройные оси.

СВОЙСТВА

Спайность мнимая, кажущаяся, из-за сильно выраженной отдельности, обусловленной полисинтетическим двойникованием. Твёрдость по Моосу 9. Плотность 3,9 — 4 г/см³. Удельная теплота плавления 109,2 кДж/моль
Температура плавления — 2050 °C. Цвет широко варьирует от бесцветного и серого до различных оттенков красного, синего или фиолетового. Дихроичен. Иногда наблюдается иризация на сколах по спайности.

Блеск сильный металлический, до матового. В некоторых случаях, благодаря закономерно расположенным включениям тончайших рутиловых иголочек, ориентированных по его главным кристаллографическим направлениям, наблюдается эффект астеризма. В этих случаях говорят о «звёздчатых» корундах (рубинах, сапфирах). Химически стоек, нерастворим в кислотах.

МОРФОЛОГИЯ

Встречается в виде бочонкообразных, дипирамидальных и таблитчатых кристаллов псевдогексагонального облика, отдельно вкрапленных зёрен и зернистых агрегатов. Грани призм, дипирамид и пинакоида часто покрыты грубой косой штриховкой. Обычно наблюдаются довольно хорошо образованные бочонковидные, столбчатые, пирамидальные и пластинчатые кристаллы, достигающие иногда больших размеров (до дециметра в поперечнике). Наиболее часто встречаются грани гексагональной призмы {1120}, гексагоналыых дипирамид {2241}, {2243}, ромбоэдра (1011} и пинакоыда {0001}. Часто грани призм и дипирамид, а также грани пинакоида бывают покрыты косой штриховкой, а в других случаях наблюдается штриховка в горизонтальном направлении вследствие двойникования по пинакоиду.

Корунд как минеральный вид имеет следующие разновидности:

• Рубин, «красный яхонт» — красного цвета; – драгоценный камень первой категории, цена прозрачных хорошоокрашенных экземпляров бывает больше, чем у алмазов.
• Сапфир, «синий яхонт» — синего цвета разной интенсивности. При умеренно-интенсивной васильково-синей окраске – драгоценный камень первой категории, но ценится значительно ниже рубина. Слишком тёмные или слишком светлые сапфиры довольно дёшевы. Родственность сапфира и рубина была открыта в Европе только в 1800г.
• Звёздчатый рубин – экзотический драгоценный камень с эффектом астеризма, обрабатывается в виде кабошона, – на любителя.
• Звёздчатый сапфир – экзотический драгоценный камень с эффектом астеризма, обрабатывается в виде кабошона, – на любителя.
• Лейкосапфир или «Восточный алмаз» — бесцветный и совершенно прозрачный корунд; недорогой драгоценный камень.
• «Восточный изумруд» — зелёного цвета;
• «Восточный аметист» — фиолетового цвета;
• Обыкновенными корунд — непрозрачный, крупно- или мелкозернистый, сероватого цвета. Иногда в крупных непрозрачных кристаллах. Благодаря высокой твердости, используют как абразивный материал, из-за высокой температуры плавления используется как огнеупорный материал.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Типичный гипогенный минерал. Встречается в магматических породах, бедных кремнезёмом (типа сиенитов, нефелиновых сиенитов). Крупные кристаллы находятся в пегматитах, генетически связанных с указанными горными породами. Зерна и метакристаллы достигающие до 10 см. в диаметре, характерны для метаморфических пород глубокой стадии метаморфизма – гнейсов, гранатовых амфиболитов, гранулитов. Также образуется при контактово-метаморфических изменениях осадочных пород, богатых глинозёмом – наждак. Основную массу драгоценных разновидностей находят в россыпях.

Сопутствующие минералы
Полевые шпаты, андалузит, силлиманит, рутил, Кианит, гиббсит, бёмит, шпинель, серпентин, нефелин, хлориты, слюды, магнетит.
Не может сосуществовать вместе с кварцем, так как минералы реагируют с образованием одного из полиморфов силиката алюминия (кианит, андалузит, силлиманит).

ПРИМЕНЕНИЕ

Высокая твердость корунда определяет его практическое значение: порошок корунда применяется для шлифовки драгоценных камней, металлов, оптических стекол. Из сцементированных молотых корундовых пород изготавливают круги шлифовальных станков. Кроме того, в наклеенном на бумагу или полотно виде он дает наждачные шкурки. Рубин и сапфир – драгоценные камни. Рубины играют роль подшипников и опорных камней в часовых механизмах, обеспечивая высокую точность хода и продлевая их жизнь. Рубины и сапфиры используются в оптических квантовых генераторах (лазерах).

Сапфир не реагирует с любыми кислотами и щелочами. Он противостоит высоким давлениям и температурам, жесткому радиоактивному излучению. Его можно сварить со стеклом и припаивать к металлу (иллюминаторы, позволяющие следить за процессом, протекающим в приборах и аппаратах, где царят вакуум, высокие температуры и давления, батискаф и др.). для этого используется прозрачный, бесцветный, искусственный сапфир. Сапфир в качестве датчика перепада давления находит применение для обнаружения аварийных участков магистральных газопроводов.

Корунд (англ. Corundum) – Al₂O₃

КЛАССИФИКАЦИЯ

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА