Mineralen

Corundum



Korund is van oudsher gebruikt als schuurmiddel, maar het is het meest bekend als het mineraal van robijn en saffier.


corundum: Twee korundkristalsegmenten uit India met de hexagonale kristalvorm van het mineraal en de basale scheiding. Deze exemplaren zijn rood van kleur en kunnen "robijn korund" worden genoemd.

Wat is Corundum?

Korund is een rotsvormend mineraal dat wordt gevonden in stollingsgesteenten, metamorfe en sedimentaire rotsen. Het is een aluminiumoxide met een chemische samenstelling van Al2O3 en een zeshoekige kristalstructuur.

Het mineraal staat bekend om zijn extreme hardheid en om het feit dat het soms wordt gevonden als mooie transparante kristallen in veel verschillende kleuren. De extreme hardheid maakt korund een uitstekend schuurmiddel, en wanneer die hardheid wordt gevonden in prachtige kristallen, heb je het perfecte materiaal voor het snijden van edelstenen.

Natuurlijk en synthetisch korund worden gebruikt in een breed scala van industriële toepassingen vanwege hun taaiheid, hardheid en chemische stabiliteit. Ze worden gebruikt om industriële lagers, krasbestendige ramen voor elektronische instrumenten, wafels voor printplaten en vele andere producten te maken.

Korundkristallen: Foto's van drie korundkristallen. Links is een gemeenschappelijk korund uit Transvaal, Zuid-Afrika, dat ongeveer 6 centimeter hoog is. In het midden bevindt zich een robijnrode korund van gem-kwaliteit uit Karnataka, India, die ongeveer 1,6 centimeter hoog is. Aan de rechterkant is een blauw saffierkorund uit Sri Lanka dat ongeveer twee centimeter hoog is. Alle drie exemplaren en foto's van Arkenstone / www.iRocks.com.

Beroemd gemaakt door robijnen en saffieren

De meeste mensen zijn bekend met korund; heel weinig mensen kennen het echter door de minerale naam - in plaats daarvan kennen ze het door de namen "robijn" en "saffier". Een exemplaar van edelsteenkwaliteit van korund met een dieprode kleur staat bekend als een 'robijn'. Een korund van edelsteenkwaliteit met een blauwe kleur wordt een "saffier" genoemd. Kleurloos korund staat bekend als "witte saffier". Korund van elke andere kleur staat bekend als "fancy saffier."

Korundscheiding: Zeshoekige kristalsegmenten van korund die gescheiden zijn door scheiding. Deze exemplaren zijn ongeveer een centimeter breed. USGS-foto door Andrew Silver.

Korundgneis met saffier: Een exemplaar van korundgneis uit Gallatin Valley, Montana. Dit exemplaar is ongeveer twaalf centimeter breed en heeft een rond blauw saffierglas aan de linkerkant.

Eigenschappen van Corundum

Korund is een uitzonderlijk hard en taai materiaal. Het is het derde moeilijkste mineraal, na diamant en moissanite. Het dient als het indexmineraal voor een hardheid van negen op de Mohs-hardheidsschaal.

De hardheid, het hoge soortelijk gewicht, de zeshoekige kristallen en de scheiding zijn zeer goede diagnostische eigenschappen om te gebruiken bij de identificatie. Een samenvatting van de fysische eigenschappen van korund wordt gegeven in de onderstaande tabel.

Fysische eigenschappen van korund

Chemische classificatieoxyde
KleurMeestal grijs tot bruin. Kleurloos wanneer puur, maar sporenhoeveelheden van verschillende metalen produceren bijna elke kleur. Chroom produceert rood (robijn) en combinaties van ijzer en titanium produceren blauw (saffier).
streepKleurloos (harder dan de streepplaat)
GlansAdamantine tot glasachtig
diaphaneityTransparant tot doorschijnend
DecolleteGeen. Korund vertoont scheidingen loodrecht op de c-as.
Mohs-hardheid9
Soortelijk gewicht3.9 tot 4.1 (zeer hoog voor een niet-metalen mineraal)
Diagnostische eigenschappenHardheid, hoog soortelijk gewicht, zeshoekige kristallen soms taps toelopend naar een piramide, afscheid, glans, conchoidale fractuur
Chemische samenstellingal2O3
Crystal-systeemzeshoekig
ToepassingenHistorisch gebruikt als schuurmiddel. Specimens met aangename kleuren hebben een lange geschiedenis van edelsteengebruik.

Montana alluviale saffieren: Een beetje kleine alluviale saffieren gevonden in Montana. Deze blauwe stenen zijn onbehandeld en meten een diameter van ongeveer vier tot vijf millimeter.

Geologisch voorkomen van Corundum

Korund wordt gevonden als een primair mineraal in stollingsgesteenten zoals syeniet, nefeliensyeniet en pegmatiet. Enkele van 's werelds belangrijkste robijn- en saffierafzettingen zijn te vinden op plaatsen waar de edelstenen zijn verweerd door basaltstromen en zijn nu te vinden in de neerwaartse bodems en sedimenten.

Korund wordt ook gevonden in metamorfe gesteenten op locaties waar aluminiumhoudende leisteen of bauxieten zijn blootgesteld aan contactmetamorfisme. Schist, gneis en marmer geproduceerd door regionaal metamorfisme zal soms korund bevatten. Sommige van de saffieren en robijnen van de hoogste kwaliteit, kleur en helderheid worden gevormd in marmer langs de randen van magma-lichamen onder de grond.

Corundum's taaiheid, hoge hardheid en chemische weerstand zorgen ervoor dat het in sedimenten kan blijven bestaan ​​lang nadat andere mineralen zijn vernietigd. Dit is de reden waarom het vaak geconcentreerd wordt aangetroffen in alluviale afzettingen.

Deze afzettingen zijn de belangrijkste bron van robijnen en saffieren in verschillende delen van de wereld. Traditionele bronnen van alluviale robijnen en saffieren omvatten Birma, Cambodja, Sri Lanka, India, Afghanistan, Montana en andere gebieden. In de afgelopen decennia zijn verschillende delen van Afrika, waaronder Madagaskar, Kenia, Tanzania, Nigeria en Malawi, belangrijke producenten van robijn en saffier geworden.

Emery wielen: Een advertentie met amaril- en korundwielen, gepubliceerd in 1895 door The Springfield Manufacturing Company uit Bridgeport, Connecticut. Dit was in een tijd waarin echte amaril en korund werden gebruikt om de wielen te maken.

Hardheid en gebruik als schuurmiddel

De extreme hardheid van korund maakt het vooral nuttig als schuurmiddel. Verpletterd korund wordt verwerkt om onzuiverheden te verwijderen en vervolgens gescreend om korrels en poeders van uniforme grootte te produceren. Deze worden gebruikt voor slijpmiddelen, polijstmiddelen, schuurpapier, slijpschijven en andere snijtoepassingen.

Sommige problemen met het gebruik van natuurlijk korund als schuurmiddel zijn dat de afzettingen meestal klein zijn, een onregelmatige vorm hebben en het korund van variabele kwaliteit is. Het zijn geen betrouwbare bronnen van materiaal van constante kwaliteit die nodig zijn om een ​​productieproces uit te voeren. Synthetisch korund, geproduceerd met gecalcineerd bauxiet, is een betrouwbaardere bron geworden met meer consistente eigenschappen. Het heeft natuurlijk korund vervangen in de meeste vervaardigde producten.

Aluminiumoxide schuurpapier wordt gemaakt door deeltjes met een korrelgrootte van synthetisch korund (aluminiumoxide) op een vel papier aan te brengen. Het is een schuurpapier dat veel wordt gebruikt voor houtbewerking en andere productiewerkzaamheden. Foto

Emery Rock: Een exemplaar van amarilgesteente dat rijk is aan korund en spinel uit Peekskill, New York. Dit exemplaar is ongeveer zes inch (vijftien centimeter) breed. Emery is vaak verpletterd, verwerkt en gescreend voor gebruik als industrieel schuurmiddel.

Emery nagelvijlen: "Emery boards" zijn een manicure- en nagelverzorgingsproduct dat wordt gemaakt door schuurpapier op een dun stuk karton te lijmen. Ze kregen hun naam in de jaren 1800 toen verpletterde amaril werd gebruikt als het schuurmiddel. De amarilborden van vandaag zijn niet gemaakt met amaril. In plaats daarvan hebben veel van hen een ruwe kant van synthetisch korund (aluminiumoxide) en een fijne kant van granaatschuurmiddel. Foto

Emery

Smaragdsteen is een korrelige metamorfe of stollingsgesteente die rijk is aan korund. Het is een mengsel van oxidemineralen, meestal korund, magnetiet, spinel en / of hematiet. Het is de meest voorkomende vorm van natuurlijk korund dat is gebruikt om schuurmiddelen te produceren.

Het gebruik van amaril als schuurmiddel is de afgelopen decennia aanzienlijk afgenomen. Het is bijna volledig vervangen door gefabriceerde schuurmiddelen zoals siliciumcarbide. Siliciumcarbide heeft een Mohs-hardheid van 9 tot 9,5. Het is goedkoop en presteert meestal beter dan natuurlijke schuurmiddelen gemaakt van korund of amaril.

Korund als robijn, saffier en mooie saffier: Korund van gemkwaliteit is een zeer gewaardeerd en waardevol materiaal. Wanneer het helderrood van kleur is, wordt het "robijn" genoemd. Als het blauw is, wordt het "saffier" genoemd. Wanneer het kleurloos is, wordt het een "witte saffier" genoemd. Korund van gem-kwaliteit van een andere kleur wordt "fancy saffier" genoemd. In het verleden werd het meeste edelsteenkorund geproduceerd in Azië en Australië. In de jaren negentig werden veel ontdekkingen van edelsteenkorund gedaan in Afrika. Alle stenen op deze foto zijn gedolven in Afrika. Bijna alle edelstenen worden behandeld door verhitting of een ander proces om hun kleur te verbeteren.

De beste manier om over mineralen te leren, is om te studeren met een verzameling kleine exemplaren die u kunt hanteren, onderzoeken en observeren. Goedkope minerale collecties zijn beschikbaar in de Geology.com Store.

Gebruik als edelsteen

In de markt voor edelstenen en sieraden gaat bijna alle aandacht naar een kleine groep edelstenen die bekend staan ​​als "de grote vier": diamant, robijn, saffier en smaragd. Twee hiervan, robijn en saffier, zijn gem korundums.

Deze meest populaire edelstenen zijn zeer gewild en worden al duizenden jaren in vele delen van de wereld gedolven. Tegenwoordig zijn elk jaar miljoenen robijnen en saffieren nodig om aan de eisen van de sieradenmarkt te voldoen - van goedkope commerciële stenen die worden verkocht in winkelcentra en warenhuizen tot spectaculaire exemplaren die worden gebruikt in designer- en aangepaste sieraden. De vraag naar aantrekkelijke stenen overtreft de mogelijkheden van mijnen om te leveren. Als gevolg hiervan zijn de prijzen voor aantrekkelijke natuurstenen gestegen naar een hoog niveau.

Wanneer een consument een "robijnrode ring" of een "saffierhanger" wil, zijn ze over het algemeen niet geïnteresseerd in het vervangen van een rode spinel, blauwe ioliet of een andere aantrekkelijke edelsteen met dezelfde kleur. Ze willen 'robijn' of ze willen 'saffier'. Juweliers in de detailhandel, met name die die stukken en sets verkopen voor minder dan $ 500, presenteren in hun vitrines in toenemende mate synthetische of "lab-made" edelstenen naast de natuurstenen.

De synthetische materialen hebben dezelfde aluminiumoxidesamenstelling en kristalstructuur als natuurlijke robijnen en saffieren. Hun kleur wordt ook geproduceerd door dezelfde sporenelementen (chroom voor robijn en ijzer met titanium voor saffier).

Ze hebben dezelfde optische uitstraling en meestal een betere fysieke uitstraling dan natuurstenen van vergelijkbare grootte voor dezelfde prijs. Als gevolg hiervan kopen veel consumenten nu graag synthetische stenen omdat ze een aantrekkelijker product ontvangen tegen een prijs die ze zich kunnen veroorloven. Op de lange termijn zullen synthetische edelstenen waarschijnlijk natuurstenen van de markt blijven verdringen, vooral in de lagere en middenklasse, waar consumenten zich zeer bewust zijn van de prijs.

Er is niets mis met het verkopen of kopen van sieraden die synthetische edelstenen bevatten, zolang aan twee voorwaarden is voldaan: 1) de verkoper moet het feit onthullen dat de edelstenen producten van de mens zijn in plaats van producten van de natuur; en, 2) de koper begrijpt duidelijk dat de edelstenen synthetisch zijn en gemaakt door mensen in plaats van producten van de natuur.

Corundum horloge lagers: Corundum (robijn) lagers in een antiek zakhorloge met een "juweel" beweging. In de vroege jaren 1900 werd synthetisch korund gebruikt als juweellagers in horloges.

Corundum lagers: Een tekening van juweellagers en een sluitsteen (rood) met een draaiwiel in een mechanisch horloge gesmeerd door olie (geel). Afbeelding van het publieke domein door Chris Burks Chetvorno.

"Jewels" en "Crystals" in horloges

Halverwege de 19e eeuw hadden horlogemakers in Zwitserland kleine lagers nodig die zeer slijtvast waren. Ze ontdekten dat ze een gat in een klein stukje korund konden boren en het konden gebruiken voor een lichtlopende, duurzame levensduur. Het korund was veel harder dan de metalen die werden gebruikt om de bewegende delen van een horloge te maken, en het was bestand tegen de voortdurende slijtage zonder te falen. De korundlagers werden "juweellagers" genoemd naar hun tegenhangers in edelstenen.

Zwitserse horloges en hun "juweelbewegingen" werden beroemd over de hele wereld vanwege hun lange levensduur en betrouwbaarheid. In de vroege jaren 1900 vervingen synthetische korundlagers de natuurlijke korundlagers in de meeste Zwitserse horloges. Synthetisch korund was uniformer dan natuurlijk korund en bovendien goedkoper en gemakkelijker te verkrijgen. Dit gebruik van juweellagers creëerde een positieve reputatie voor Zwitserse horloges die tot op de dag van vandaag voortduurt - zelfs terwijl mechanische horloges worden vervangen door digitale horloges.

Kleurloze synthetische saffier wordt ook gebruikt in horloges. Zijn duurzaamheid, glasachtige glans en weerstand tegen krassen maakt het een perfecte transparante bedekking voor het gezicht van een mechanisch of digitaal. Deze doorzichtige covers, bekend als "kristallen", beschermen het gezicht van het horloge tegen schokken, stof, vocht en slijtage. Synthetische saffier wordt al bijna 100 jaar voor dit doel gebruikt.

Synthetisch korund: Een boule van synthetisch korund. Vanwege zijn rode kleur kan het "synthetische robijn" worden genoemd. Materiaal zoals dit wordt gebruikt voor lagers van horloges, edelstenen, laserversterkers en vele andere doeleinden.

Ruby laser: Diagram van de eerste werkende laser. Het gebruikte een dun robijnkleurig kristal als versterkingsmedium. Afbeelding van het publieke domein door Lawrence Livermore National Laboratory.

Ruby Lasers

Synthetisch korund is een essentieel onderdeel van veel lasers. In feite was de eerste werkende laser een 'robijnrode laser', gemaakt door Theodore Maiman van Hughes Research Labs in 1960. Hij gebruikte een synthetisch robijn kristal als het 'versterkingsmedium'. Het versterkingsmedium is een materiaal in de laser dat het doelwit is van een intense uitbarsting van licht.

Dat licht zorgt ervoor dat elektronen in het versterkingsmedium naar een hoger energieniveau springen waardoor fotonen worden uitgezonden, die andere atomen in het versterkingsmedium raken, waardoor ze worden geëxciteerd en meer fotonen uitzenden. Deze korte kettingreactie produceert het zeer intense licht van een laserstraal. Lasers zijn vernoemd naar het materiaal dat wordt gebruikt als versterkingsmedium, zoals "ruby laser" of "titanium sapphire laser" of "YAG laser" (yttrium aluminium granaat).

In slechts enkele decennia zijn lasers gemeenschappelijke items van onze samenleving geworden. Kleine lasers worden gebruikt in cd- en dvd-spelers. Lasers worden gebruikt om metaal, steen en andere taaie materialen te snijden. Lasers worden gebruikt om tatoeages te verwijderen, cosmetische chirurgie, cataractchirurgie en LASIK-chirurgie uit te voeren voor zichtcorrectie.

Vensters van synthetische korundscanners: Een zelf-uitcheckmachine met een streepjescodescanner in een winkel in Houston, Texas. Het venster van de scanner is waarschijnlijk gemaakt van synthetisch korund. Afbeelding van het publieke domein door WhisperToMe.

Ander gebruik van korund

Corundum heeft vele andere toepassingen. Het is chemisch inert en bestand tegen hitte. Deze eigenschappen maken het een perfect materiaal voor het maken van vuurvaste producten zoals vuursteen, ovenbekledingen en ovenmeubels. Tegenwoordig worden deze producten meestal gemaakt met synthetisch korund.

Zuiver korund is kleurloos, transparant, duurzaam en krasbestendig. Grote kristallen van helder synthetisch korund worden gekweekt, in dunne vellen gezaagd en vervolgens gebruikt als de ramen van scanners voor supermarkten, kijkkristallen, vliegtuigramen en beschermhoezen voor elektronische apparaten.

Bekijk de video: Mineral Spotlight - Corundum Ruby (Oktober 2020).