刚玉  --- Al2O3 简介 刚玉是一种由氧化铝（Al2O3）的结晶形成的宝石。掺有金属铬的刚玉颜色鲜红，一般称之为红宝石；而蓝色或没有色的刚玉，普遍都会被归入蓝宝石的类别。 刚玉Al2O3的同质异像主要有三种变体，分别为α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3、，根据X衍射分析确还有η-Al2O3(等轴晶系)、ρ-Al2O3(晶系不确定)、χ-Al2O3(六方晶系)、κ-Al2O3(六方晶系)、δ-Al2O3(四方晶系)、θ-Al2O3(单斜晶系)。 刚玉颜色多种，有无色、白、金黄(色素离子Ni、Cr)、黄(色素离子Ni)、红(色素离子Cr)、蓝(色素离子Ti、Fe)、绿(色素离子Co、Ni、V)、紫(Ti、Fe、Cr)、棕、黑(色素离子Fe、Fe)、白炽灯下蓝紫、日光灯下红紫效应(色素离子V)。 刚玉在摩氏硬度表中位列第9级。比重为4.00，有六角柱体的晶格结构。因着刚玉的硬度，和相对比钻石更低廉的价钱，它成为了砂纸及研磨工具的好材料。 刚玉有玻璃光泽，硬度9。比重3.95-4.10。在高温富铝贫硅C的条件下形成，主要与岩浆作用、接触变质及区域变质作用有关。 刚玉是铝矾土为主要的组成原材料经矿业炉炼出的人造材料，可做磨料和耐火材料。纯度较高的为白色叫白刚玉，含有少量杂质的为棕色叫棕刚玉。 成因： 有的形成于地幔的高温度高压力条件，随岩浆喷出地表。例如泰国、澳大利亚、中国、美国等国家。 有的形成于接触变质作用：如缅甸、克什米尔、中国安徽等地。 世界上的红蓝宝石大多数来源于砂矿。是由各种原生红宝石、蓝宝石经风化作用富集而成，分布广，易开采、分选。 物理化学特征： 化学分子式是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。 颜色 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一样的颜色。 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 1．762-1.770（+0.009，-0.005）。 双折率 0.008-0.010 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黄色蓝宝石可具杏黄色或橙黄色荧光。 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3.99-4.00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℃-2030℃。 鉴赏 出产国： 中国 红宝石：发现于云南、安徽、青海、重庆石笋山等地。其中云南红宝石稍好。 蓝宝石：发现于海南蓬莱镇、山东潍坊地区、青海西部、江苏六合等地。山东蓝宝石以粒度大、晶体完整而著称。最大达155克拉，但颜色过深、透明度较低。与蓝宝石相比，黄色蓝宝石大多透明度较好。 缅甸 缅甸红宝石具有鲜艳的玫瑰红色-红色。其颜色的最高品级称为鸽血红，即红色纯正，且饱和度很高。日光下显荧光效应，其各个刻面均呈鲜红色，熠熠生辉。 常含丰富的细小金红石针雾，形成星光。颜色分布不均匀。高质量的缅甸蓝宝石有很纯正的蓝色（带紫的内反射色），当然也有浅蓝- 深蓝的品种。 红宝石以缅甸产量最佳。上佳10克拉以上红宝石，缅甸一年只产几颗;几十克拉乃至上百克拉的红宝石巨粒，几十年甚至上百年才出1~2颗。优质大粒蓝宝石价值仅次于同质红宝石、祖母绿和钻石。优质刚玉晶体粒径大于5mm，重量0.3~0.6克拉即可达宝石级。重量超过2克拉，可视为珍品。著名的缅甸“鸽血红宝石”，最大者为55克拉。 泰国 泰国红宝石含Fe高，颜色较深，透明度较低，多呈暗红色-棕红色。日光下不具荧光效应，只是在光线直射的刻面较鲜艳，其他刻面则发黑。颜色比较均匀。缺失金红石状包裹体，所以没星光红宝石品种。 泰国蓝宝石颜色较深、透明度较低，浅蓝色的内反射色，常发育完好的六边形色带（同澳大利亚、中国一样），但尖竹纹地区的红宝石、蓝宝石质量较佳。 斯里兰卡 斯里兰卡红宝石以透明度高、颜色柔和而闻名于世。而且颗粒较大，其颜色多彩多姿，几乎包括从浅红-大红各种过渡色。另外其色带发育，金红石针细、长而 且分布均匀。斯里兰卡蓝宝石同红宝石一样，具备极高的透明度，其颜色也很丰富，除蓝色外，还有黄色，绿色等多种颜色，具翠蓝色内反射色。 柬埔寨拜林 数年来拜林蓝宝石在国际上十分走俏，为一种明亮、纯正的蓝色。 澳大利亚 可有多种颜色，主要是透明度较低的深蓝色、黑蓝色，颜色不均匀，六边形色带发育，其颜色深于泰国蓝宝石。 红宝石 红宝石ruby一词源于拉丁语，意思是红色。 ①传说戴红宝石的人会健康长寿、聪明智慧、爱情美满，而且，左手戴上红宝石戒指或者左侧戴一枚红宝石胸饰，就会有一种逢凶化吉、变敌为友的魔力。 ② 昔日缅甸武士自愿在身上割一小口，将一粒红宝石嵌入，认为这样就可达到刀枪不入的目的。 ③流行于13世纪的红宝石药剂极为昂贵，主要是用红宝石治疗胆汁过多和肠胃胀气，今天看来令人难以置信。 蓝宝石 蓝宝石(Sapphire)一词来自拉丁语，意思是对土星的珍爱。 ①据说它能保护国王和君主免受伤害和妒忌，是最适用于做教士环冠的宝石。基督教徒常常把基督教的十诫刻在蓝宝石上，作为镇教之宝。 ②波斯人认为，大地是由一个巨大的蓝宝石来支撑的，是蓝宝石的反光将天穹映成为蔚蓝色的。 ③ 据传说蓝宝石可以除去眼中污物和异物，1391年伦敦圣保罗大教堂收到的礼物中有一颗蓝宝石，捐赠人要求把这颗蓝宝石陈列在StoErkinwald 神殿上，用来治疗眼疾，并且公布治疗效果。 合成 焰熔法 助溶剂法 水热法 焰熔法 1．原始晶形： 天然品具有桶状、柱状、板状晶形，晶面横纹发育，垂直于C轴的裂理发育，因此断口处呈阶梯状，部分样品具坚硬的熔融壳。而焰熔法合成品的原始晶形为梨形：有时为冒充天然品人为进行破碎、滚圆，但其无裂理，因此也无阶梯状断口，而是贝壳状断口。 2．颜色： 早期焰熔法合成品的颜色过于纯正，过于艳丽，给人以不真实的感觉。但随着生产的基本工艺的一直在改进，这种感觉只能作为一种警示，而不是鉴别依据。 3．多色性： 天然品的台面取向一般是垂直C轴的，用二色镜从台面观察时，无法看到二色性或二色性不明显。而焰熔法合成品的梨晶由于应力作用，常常沿C轴方向裂开，为了充分的利用原材料，其台面取向是平行于C轴的，从台面观察可看到明显的二色性。所以，当二色性观察出现异常时，应引起警觉。 4．发光性： 天然蓝宝石在紫外光下常表现为惰性，而焰熔法合成蓝宝石的发光性较活跃：无色品种在短波紫外光下可有淡蓝色荧光；绿色品种在长波紫外光下可有橙色荧光；蓝色品种在短波紫外光下可有淡蓝- 白色或淡绿色荧光。 5．吸收光谱： 天然蓝宝石中的蓝色、绿色、黄色品种的可见光光谱中可全部或部分显示三条铁的吸收线nm最强，而焰熔法合成蓝 宝石则可能缺失这些吸收线或吸收线．生长纹： 天然红宝石、蓝宝石中常发育围绕C轴的平直生长条带，不同方向的生长带 以一定的角度有规律的相交分布。而焰熔法合成品中仅能见到弯曲弧形生长纹，它是焰熔法合成品的重要鉴别依据。 7．气泡： 气泡是焰熔法合成品的另一个重要的鉴定依据。气泡虽然很小，但由于其折射率与红宝石、蓝宝石的折射率相差很大，所以有较明显的轮廓，易于观察。气泡一般为球状，既可零星分布，也可呈带状、云雾状弥漫于整个样品中。 助溶剂法 1．晶体形态： 助熔剂法合成红宝石的晶形主要呈板状、粒状，单晶中的底轴面及菱面体面十分发育，而缺失天然红宝石的六方柱面、六方锥面。 2．内部特征： 天然红宝石中固态包裹体品种繁多，如硬水铝石、磷灰石、金红石、金云母、锆石等，这些细小的晶体形态各异、组合不同构成了不同的产地特征。 而助熔剂法合成红宝石中最主要的固态包裹体则是“助熔剂残余”，它们在反射光下呈现浅黄色、橙红色，并具金属光泽，绝大多数是不透明的，其形态有树枝状、栅栏状、网状、扭曲的云状、熔滴状。 另外，在助熔剂法合成红宝石中有时可见到从铂坩埚上剥落的铂片，铂片呈三角形、六边形或不规则多边形状，它们均不透明，在反射光下有银白色的金属光泽，铂片的出现可作为合成红宝石的依据。 水热法 水热法合成技术是一种更接近天然宝石生长环境的新技术，因此，合成品与天然品极为相似，其鉴别依据主要是以下两个方面： 1．晶体特征： 水热法合成品多为板状晶体，与天然品有较大区别。 2．内部特征： a. 典型的内部特征是含有种晶片，种晶片与其两侧的红宝石有着明显的界限，种晶片的两侧可有一些发育不规则的晶芽和雾状包体。 b. 普遍有着非常明显的生长纹，生长纹往往深浅不一，形态呈锯齿状、波纹状。 c. 钉状包裹体：常含有一种特征的钉状流体包裹体。 d. 金属包裹体：可能含有合金包裹体，呈三角形、四边形等多边形的形状，不透明，反射光下具金属光泽。 应用 一般用途 1、由于有耐高温、耐腐蚀、高强度等性能，故用做浇钢滑动水口，冶炼稀贵金属、特种合金、高纯金属、玻璃拉丝、制作激光玻璃的坩埚及器皿；各种高温炉窑，如耐火材料、陶瓷、炼铁高炉的内衬（墙和管）；理化器皿、火花塞、耐热抗氧化涂层。SiO2小于0.5%的低硅烧结刚玉砖是炭黑、硼化工、化肥、合成氨反应炉和汽化炉的专用炉衬。 2、由于有硬度大、耐磨性好、强度高的特点，在化工系统中，用作各种反应器皿和管道，化工泵的部件；作机械零部件、各种模具，如拔丝模、挤铅笔芯模嘴等；作刀具、磨具磨料、防弹材料、人体关节、密封磨环等。 3、由于有高温绝缘性，故被用作热电偶的套丝管和保护管，原子反应堆中用得绝缘性依旧优良，加之损耗不大，介电常数也不大，在电子工业中被大范围的使用在固体集成电炉基板管座、外壳、瓷架、微薄窗口、导弹雷达天线属离子型晶体，结构很稳定。在高频、高压和较高的温度下使用，其绝缘性依旧优良，加之损耗不大，介电常数也不大，在电子工业中被大范围的使用在固体挤成电路基板管座、外壳、瓷架、微玻窗口、导弹雷达天线保护罩等。 特征用途 1.黑刚玉 属于棕刚玉的派生品种，外观呈黑色。硬度较低但韧性好。 多用于自由研磨，如制品电镀前的打磨或粗磨，也用于制作涂附磨具，树脂切割片，抛光块等。 2.烧结刚玉 用矾土或铝氧粉的细料烧结而成，特点是韧性好，可制作成各种特殊形状和尺寸的磨粒。 大多数都用在重负荷磨钢锭砂轮，适用于荒磨不锈钢钢锭等。 3.锆刚玉 其特点是硬度略低，但韧性值大，强度较高，通常晶体尺寸较细，耐磨性能好。 国外锆刚玉磨料大多数都用在重负荷磨削，适合于磨耐热合金钢，钛合金和奥氏体不锈钢等。 * * 刚玉 简介 鉴赏 合成 应用 *

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