Данный оксид металла входит в состав минерала корунд который часто содержит примеси

Обновлено: 07.01.2025

— минерал, окись алюминия (А1203). Примеси др. элементов в кристаллах корунда ничтожны, но обусловливают окраску. Обычно цвет синевато- или желтовато-серый. Примесь Сг дает красную, Fe2 + — коричневую, Ti — синюю, Fe2+ и Fe3+ — черную окраски. Наиболее чистые прозрачные драгоценные разности корунда — красный рубин и синий сапфир. Руды корунда обычно содержат примеси др. минералов и при большом их количестве называются наждаками. В природе корунд встречается лишь в виде а-А1203 — тригональной формы, кристаллизующейся в основном в остропирамидальных и боченковидных кристаллах при 500—1500°. При 1500—1800° искусственно получаются гексагональный Р-А1203 и кубический у-А1203. Корунд химически стоек, нерастворим в к-тах и медленно растворяется в буре или фосфорной соли, образуя светлое стекло. Тв. корунда по Моосу 9 (2-й по твердости, после алмаза, минерал); рубин и сапфир несколько тверже обычного корунда. Спайность у корунда отсутствует и при сколе он дает раковистый излом. Уд. в. К. колеблется от 3,82 до 4,28 (в среднем 4,02). Сопротивление чистого корунда сжатию при всестороннем давлении керосина 2500 кг/см2 составляет 7200 кг!см2. Сжимаемость при 30° и давлении 107 бар Avj^ =3,36. Коэфф. упругости корунда 5,2 Х107. Механич. прочность чистого К. при 600— 1000° неск. возрастает. Главную роль в использовании К. в качестве абразивного материала играет абразивная способность, к-рая у корунда почти в 5 раз выше, чем у кварца, но более чем в 7 раз ниже, чем у алмаза. Темп-pa плавления чистого корунда . 2040°, природного корунда (в зависимости от примесей) 1750—2050°. Теплоемкость (дж!г) в зависимости от темп-ры: 0,069 (—200°); 0,72 (0°); -1,00 (200°); 1,10 (400°); 1,19 (800°); 1,26 (1200°). По др. данным, уд. теплоемкость при комнатной темп-ре 0,1981. Теплосодержание К. (кал) в зависимости от темп-ры: 297,89 (1100°); 330,42 (1200°); 395,99 (1400°). К. используется гл. обр. в качестве абразивного материала и в меньшей мере как сырье для получения высокоглиноземистых искусств, абразивов и огнеупоров. После помола и классификации до определенной зернистости корунда применяется: 1) непосредственно в виде порошка, 2) в составе абразивных суспензий и паст, 3) в шлифовальных шкурках, 4) в абразивных изделиях на керамич. или органич. (преимущественно бакелитовой) связке. Отечеств, абразивная пром-сть выпускает в основном тонкие корундовые порошки (микропорошки) с размером основной фракции 7—30 мк. Корунд в значит, мере вытеснен искусств, абразивными материалами, но он обеспечивает наибольшую эффективность при полировке стекла, особенно оптич. линз, а также металлич. изделий, в особенности шарикоподшипников. В виде суспензий корунд применяют при обработке облицовочного камня и изготовлении микроскопич. препаратов горных пород и руд (шлифов, аншлифов), а также в процессах тонкой доводки точных металлич. деталей и инструментов. В СССР электрокорунд, а также синтетический рубин получают из технич. глинозема.

2) Сапфир — синего цвета; однако, этим именем называют бл. Корунд и иной окраски. Форма кристаллов такая же, как и у рубина, или же как на фиг.

Чистый корунд бесцветен, и геммологи называют такую природную разновидность «белым сапфиром». … Все формы корунда обладают высокой твердостью, что в сочетании с великолепным цветом привело.

Он известен еще и как драгоценный камень: сапфир (голубой корунд) и рубин (красный корунд). В качестве «алмазного шпата» его используют для шлифования.

Таким образом получают монокристаллы корунда очень сложного сечения, например в виде пустотелой прямоугольной трубки с шестью круглыми отверстиями.

Виолан (см. диопсид) Виолст (см. корунд) Вогесит (см. пироп) Водяной камень (см. гиалит)

Корунд изготовляют искусственным способом из глины. Твердость корунда одинакова с алмазом. Его применяют для изготовления точильных кругов и оселков.

Первый синтез этого минерала с помощью плавления в пламени приписывается ученику Вернейля Л. Пари. Изучая влияние различных добавок на цвет корунда.

Наиболее распространенные - фракционированный кварц, корунд и металл. Помимо наполнителя в состав упрочняющих смесей входит портландцемент, водоудерживающие, пластифицирующие и другие.

Корунд

Корунд это минерал, кристаллический α- оксид алюминия (Al2O3). Название древнее, происходит от древнеиндийского каурунтака. Устаревшие син.: гармофан, наждак, шпат алмазный, смиргель.

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.

Химический состав

Аl - 53,2 %. Отмечаются незначительные примеси Cr, Fe, Mn, Ti. Кристаллические разности связанные с корундом исключительно чисты по составу. Ничтожные примеси Сr обусловливают красную, Fe3+ - коричневую (в смеси с Мn) и розовую, Тi4+ - синюю, смесь Fe2+ и Fe3+ - чёрную окраску.

Кристаллическая структура

Кристаллическая структура Al2O3 изображается в виде групп Al2O3 по углам двух ромбоэдров, слагающих элементарную ячейку. Несмотря на кажущуюся сложность, структура образованная корундами, 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. Характерна мнимая, похожая на спайность, горизонтальная отдельность по пинакоиду и косая - по основному ромбоэдру, обусловленная полисинтетическим двойникованием.

Дихроичен. Иногда наблюдается иризация на сколах.
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.

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.
Падпараджа - оранжево-розовая ювелирная разновидность.

В Средневековье самые лучшие драгоценные камни попадали в Европу с Востока, и поэтому, чтобы отличить их от сходных с ними по окраске европейских камней, к более твердым разновидностям добавляли приставку "восточный". Так, название "восточный топаз" использовалось для обозначения желтой, "восточный хризолит" - желтовато-зеленой, "восточный изумруд" - зеленой, "восточный аквамарин" - голубовато-зеленой, "восточный аметист", - фиолетовой и "восточный гиацинт" - корундами розовой разновидностей. В настоящее время такие термины не имеют смысла и вводят в заблуждение, и в дальнейшем их не следует применять.

Обыкновенно, корунд — непрозрачный, крупно- или мелкозернистый, сероватого цвета. Иногда в крупных непрозрачных кристаллах. Чистый корунд бесцветен. Чудные цвета, характерные корундом, составляющие славу этого минерала, обязаны своим происхождением мельчайшим следам других минералов. Давно предполагалось, что хром является причиной окраски рубина, и это подтвердилось опытах по синтезу этого драгоценного камня, проводившихся "с применением окиси хрома в качестве окрашивающего агента.

Следует, однако, отметить, что в искусственных камнях содержание окиси хрома значительно больше, чем в природных. Разнообразие окраски последних можно объяснить присутствием в корунде незначительных количеств других окрашивающих агентов, особенно окиси железа. Одним из наиболее высоко ценимых оттенков красного цвета является так называемая "голубиная кровь" - красный цвет со слегка лиловатым оттенком.

Глубина окраски красных камней сильно варьирует. Светло-красные разновидности называются розовыми сапфирами, но между ними и рубинами наблюдается постепенный неощутимый переход, и нельзя резко разграничивать эти разновидности. То, что синий цвет сапфира обусловлен присутствием в нем титана, установлено при синтезе сапфиров с применением этого элемента в качестве окрашивающего материала. Окись хрома изоморфна с глиноземом, и поэтому можно ожидать, что хром гармонично входит в кристаллическую структуру глинозема, но ионы хрома превышают по размерам ионы алюминия, которые он замещает, и поэтому они деформируют кристаллическую структуру, сдвигая поглощенный свет в красную область спектра. Трехвалентный титан также может замещать алюминий.

Ранее полагали, что титан присутствует в форме TiFeO3 (ильменита), но спектр поглощения синтетического синего корунда не указывает даже на следы железа. Обычная желтая окраска связана с присутствием окиси железа. Часто встречаются и многоцветные камни: синие и красные зоны иногда чередуются и вызывают явную лиловую или фиолетовую окраску. В некоторых камнях могут присутствовать желтые и синие участки. Совершенно бесцветные камни в природе почти не встречаются. Спрос на такие образцы у ювелиров невелик, потому что они не дают отблеска и поэтому мало интересны в ограненном виде.

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, эклогитов, гранатовых амфиболитов, гранулитов. Также образуется при контактово-метаморфических изменениях осадочных пород, богатых глинозёмом - наждак. Основную массу драгоценных разновидностей находят в россыпях, где они хорошо сохраняется благодаря высокой твердости и химической инертности.

Не может сосуществовать вмете с кварцем, так как минералы реагируют с образованием одного из полиморфов силиката алюминия (кианит, андалузит, силлиманит).

Месторождения

Занскар (шт. Каш-мир), Индия; близ Балангоды, Ракваны и Ратнапуры — Шри-Ланка; Адамов Мост — цепь скал, балок и песчаных отмелей между Индией и о. Шри-Ланка; Амбуситра, о.Мадагаскар; мраморы Могок, Бирма; Тайланд; о. Наксос, Греция; Банкрофт, Крейгмонт, Ренфру (шт. Онтарио) — Канада; Норвегия; Кортланд (шт. Нью- йорк), США. В России: Сигангойское (Красноярский край), Ильменские горы и Вишнёвые горы (Челябинская обл., Урал), массив Рай-Из, Приполярный Урал, "Косой Брод", Средний Урал, Хит-Остров в Северной Карелии.

Применение

Зернистые массы корунда (наждак) применяются как абразивный материал. Из-за высокой температуры плавления используется как огнеупорный материал. Прозрачные разновидности корунда (сапфир, рубин) являются драгоценными камнями и широко используются в ювелирном деле.

Крупные хорошо образованные кристаллы добываются как коллекционные экспонаты. Высококачественные корунды применяют при изготовлении точных механизмов, лазеров и других оптических устройств.

Свойства Минерала

Посмотреть минерал Корунд в магазинах минералов

Фото Минерала

Статьи по теме

Корунд, занимающий по твердости второе место и уступающий в этом отношении лишь алмазу, широко известен

Занимающий по твердости второе место

Минералы и горные породы / Описание минерала Корунд

Корунд, занимающий по твердости второе место и уступающий в этом отношении лишь алмазу, широко известен под названиями "сапфир" и "рубин" и удерживает ведущее положение среди цветных драгоценных камней. Яркий блеск рубина и восхитительная окраска сапфира непревзойденны, и замечательно, что один и тот же минерал славится столь различными, но одинаково великолепными цветами. Однако этим не исчерпывается его разнообразие. Существуют очаровательные желтые камни, обладающие наибольшей твердостью, блестящие, почти бесцветные камни, которые, правда, уступают алмазу по игре, и, кроме того, камни, обладающие другой, менее привлекательной окраской - лиловой, желтоватой, голубоватой и зеленой. Однородность окраски - обычное требование, предъявляемое к корунду. Так, при внимательном рассмотрении оказывается, что лиловые камни состоят из чередующихся синих и красных слоев; обычны пятнистые желто-синие камни. Благодаря особенностям кристаллической структуры некоторые камни, будучи ограненными в виде кабошона, дают яркую светлую шестиконечную звезду.

Сапфир и рубин вместе с алмазом, жемчугом и изумрудом занимают ведущее положение в мире драгоценностей. Это весьма распространенные камни, особенно в кольцах. Они сравнительно редко имеют большие размеры и поэтому, а также из-за высокой стоимости редко применяются при изготовлении крупных ювелирных изделий. Как уже было отмечено выше, этот минерал известен в минералогии как корунд, причем его синяя разновидность называется сапфиром, а красная - рубином. В сфере торговли, однако, термин "корунд" применяется для обозначения непрозрачных камней, которые измельчаются в порошок и используются как абразив; такой "корунд" является относительно чистым материалом, чем отличается от "наждака", который также представляет собой измельченный корунд, но в смеси с магнетитом и другими тяжелыми минералами, имеющими более низкую твердость.

"Падпарад-шах", "падпарадша" или другие искаженные формы сингалезского слова padmaragaya (цвет лотоса) введены для обозначения розово-красного с желтоватым оттенком драгоценного материала с Цейлона, но обычно они используются для обозначения синтетического материала с подобной окраской. Такой вычурный термин едва ли нужен, и можно надеяться, что он выйдет из употребления.

В Средневековье самые лучшие драгоценные камни попадали в Европу с Востока, и поэтому, чтобы отличить их от сходных с ними по окраске европейских камней, к более твердым разновидностям добавляли приставку "восточный". Так, название "восточный топаз" использовалось для обозначения желтой, "восточный хризолит" - желтовато-зеленой, "восточный изумруд" - зеленой, "восточный аквамарин" - голубовато-зеленой, "восточный аметист", - фиолетовой и "восточный гиацинт" - розовой разновидностей корунда. В настоящее время такие термины не имеют смысла и вводят в заблуждение, и в дальнейшем их не следует применять.

Звездчатые камни, или астерии,- это синие (звездчатый сапфир) или красные (звездчатый рубин) корунды, ограненные в виде кабошона и обнаруживающие при соответствующем освещении шестилучевую звезду. Объяснение этого явления приводится ниже.

Слово "корунд" (по-французски corindon) происходит от древнего индусского слова korund, значение которого неизвестно; это слово стали применять для обозначения камня, который впервые попал в Европу из Индии.

По химическому составу корунд представляет собой глинозем - окись алюминия Al₂O₃. Кроме того, он обычно содержит небольшую примесь трехвалентного железа, хрома и других металлов. Чистый корунд бесцветен. Чудные цвета, составляющие славу этого минерала, обязаны своим происхождением мельчайшим следам других минералов. Давно предполагалось, что хром является причиной окраски рубина, и это подтвердилось опытах по синтезу этого драгоценного камня, проводившихся "с применением окиси хрома в качестве окрашивающего агента. Следует, однако, отметить, что в искусственных камнях содержание окиси хрома значительно больше, чем в природных. Разнообразие окраски последних можно объяснить присутствием незначительных количеств других окрашивающих агентов, особенно окиси железа. Одним из наиболее высоко ценимых оттенков красного цвета является так называемая "голубиная кровь" - красный цвет со слегка лиловатым оттенком. Глубина окраски красных камней сильно варьирует. Светло-красные камни называются розовыми сапфирами, но между ними и рубинами наблюдается постепенный неощутимый переход, и нельзя резко разграничивать эти разновидности. То, что синий цвет сапфира обусловлен присутствием в нем титана, установлено при синтезе сапфиров с применением этого элемента в качестве окрашивающего материала. Окись хрома изоморфна с глиноземом, и поэтому можно ожидать, что хром гармонично входит в кристаллическую структуру глинозема, но ионы хрома превышают по размерам ионы алюминия, которые он замещает, и поэтому они деформируют кристаллическую структуру, сдвигая поглощенный свет в красную область спектра. Трехвалентный титан также может замещать алюминий. Ранее полагали, что титан присутствует в форме TiFeO3 (ильменита), но спектр поглощения синтетического синего корунда не указывает даже на следы железа. Обычная желтая окраска корунда связана с присутствием окиси железа. Часто встречаются и многоцветные камни: синие и красные зоны иногда чередуются и вызывают явную лиловую или фиолетовую окраску. В некоторых камнях могут присутствовать желтые и синие участки. Совершенно бесцветные камни в природе почти не встречаются. Спрос на них у ювелиров невелик, потому что они не дают отблеска и поэтому мало интересны в ограненном виде.

Нагревание обычно приводит к осветлению корунда. Бледно-фиолетовые и желтые камни в этом случае утрачивают окраску, а густо-фиолетовые камни приобретают очаровательный розовый цвет. В то же время облучение делает окраску более глубокой и окрашиваться могут даже бесцветные камни. На основании этого можно прийти к выводу, что, как и в оконном стекле, в бесцветных камнях присутствуют два или более окрашивающих агента и их неодинаковая реакция на облучение обусловливает появление окраски.

Блеск корунда стеклянный. Наилучшие камни - совершенно чистые и прозрачные, но часто кристаллы корунда содержат коллоидные и другие включения.

Плотность корунда также весьма постоянна, колеблясь от 3,94 до 4,10 в соответствии с содержанием и природой присутствующих примесей. В драгоценных разновидностях пределы колебания плотности несколько меньше; среднее значение равно 4,00, а отклонения от него составляют 0,01. Поэтому сапфир и рубин наряду с гранатом альмандином и цирконом являются наиболее плотными из драгоценных камней.

Из всех драгоценных камней корунд уступает в твердости лишь алмазу; в шкале твердости Мооса он стоит под номером 9.

Помимо украшений, драгоценный корунд из-за высокой твердости находит применение в качестве подшипников для движущихся частей в часах и других высокоточных приборах; правда, в этой области синтетический корунд вытеснил натуральные камни - не столько из-за его меньшей стоимости, сколько из-за того, что ориентировку кристалла, которая является важным фактором, легче установить в случае бульки. Непрозрачный корунд и его загрязненные разности, известные как наждак, обычно применяются для точки и полировки более мягких камней, изделий из стали и других металлов. Тусклый, почти непрозрачный корунд из Индии, будучи измельченным для получения шлифовального материала, известен под названием "алмазный шпат".

Примечательно, что, несмотря на успешный синтез рубина, сапфира и других разновидностей корунда, такие материалы едва ли обладают какой-либо коммерческой ценностью. Естественные камни, напротив, стоят дорого. Крупные рубины, встречающиеся сравнительно редко, являются одними из самых дорогих драгоценных камней. С другой стороны, крупные сапфиры встречаются чаще, и этот факт отражается в значительно более низком верхнем пределе стоимости карата. Желтые и другие разновидности корунда пользуются небольшим спросом, и цены на них соответственно низкие.

Кроме исторических сапфиров и рубинов, следует упомянуть о трех других образцах из коллекции Британского музея. Первый из них - прекрасная сапфирная роза из коллекции сэра Ганса Слоуна, имеющая восьмиугольные очертания, диаметр 19 мм и вес 31,5 карата. Вместе с золотыми инкрустациями, рубинами и изумрудами она украшала кварцевую пуговицу. Второй образец - искусно вырезанная фигурка Будды, укрепленная на золотой булавке, и третий - крупный, хотя и обломанный, кристалл бирманского рубина размером 12 см в поперечнике и весом 690 г. Прекрасный ограненный камень весом около 102 каратов, имеющий бриллиантовую огранку выше пояска и ступенчатую огранку низа, как говорят, принадлежал прежде герцогу Девонширскому. К старым русским регалиям относится великолепный сапфир - прекрасный овальный камень васильково синего цвета, диаметром от 3,9 до 3,4 см, высотой 2,2 см и весом 250 каратов. Красный камень величиной с голубиное яйцо, который король Швеции Густав Адольф подарил императрице Екатерине II в 1777 г. во время своего визита в Санкт-Петербург и который, как сообщалось, является рубином, оказался розовым турмалином посредственного качества весом 250 каратов. Эти камни в настоящее время находятся в Алмазном фонде в Москве.

Коллекция в "Jardin des Plantes" в Париже содержит два чудных необработанных сапфира: один из них, имеющий коричневатый оттенок и известный под названием "Росполи", совершенно не содержит изъянов и весит 135 каратов, а другой достигает 5 см в длину и 3,8 см в толщину.

Прекрасные образцы содержатся в коллекции Дж. П. Моргана в Американском музее естественной истории в Нью-Йорке. Среди них могут быть упомянуты крупный сапфир весом 163 карата и желтый камень весом около 100 каратов; оба камня найдены па Цейлоне. В этой же коллекции хранятся фиолетовый камень весом около 34 каратов из Таиланда, золотисто-желтый камень весом 75,4 карата и три великолепных звездчатых камня - крупнейшие из известных. Это "Эдит Хэггин де-Лонг" - звездчатый рубин из Бирмы длиной 3,8 см и 2,5 см в поперечнике, весом 100 каратов; "Звезда Индии" - звездчатый сапфир с Цейлона весом 563 карата; "Полуночная звезда" - звездчатый сапфир с Цейлона глубокого лилового цвета весом 116 каратов.

Как и следует ожидать, кристаллы непрозрачного или лишь частично просвечивающего корунда значительно крупнее, чем драгоценные кристаллы. Крупная шестигранная призма высотой 25 см и толщиной 18 см, весом 15 кг, найденная в Северной Каролине, экспонируется на выставке минералов Британского музея естественной истории. В музее Геологической службы в Претории имеется еще более крупный пирамидальный кристалл шириной 68 см и весом 152 кг, найденный в северном Трансваале.

В природе корунд встречается как составная часть различных изверженных пород, в виде жил и обособлений, а также как продукт контактово-метаморфических процессов. Наиболее красивые драгоценные камни находят в виде кристаллов в кристаллических известняках или в виде галек в аллювиальных отложениях, сформировавшихся за счет разрушения таких пород.

Синтез сапфира и рубина и методы, позволяющие отличить такие материалы в ограненном виде от естественных камней, рассмотрены в предыдущей главе. Рубин можно спутать со шпипелью или гранатом-альмандипом. Оба последних минерала не обладают двупреломлением, так что дихроизм рубина позволяет легко отличить его. Корунд хорошо определяется по показателю преломления, высокой плотности и характерным ярким линиям в спектре поглощения. Сапфир легко отличить от других синих камней по его дихроизму, а также по другим диагностическим признакам, таким же, как и у рубина. Камни другой окраски следует определять по показателям преломления и плотности. Пасты, имитирующие драгоценный корунд, выявляются по их мягкости, отсутствию двупреломления, величине показателя преломления и большей дисперсии.

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.

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 , гексагоналыых дипирамид , , ромбоэдра (1011> и пинакоыда . 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).

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.

Название предположительно происходит от индийского названия минерала Kauruntaka, введено в минералогию Гревиллем (1798).

Синонимы: Адамас — adanias (Плиний; под названием адамас в древности упоминался и алмаз), демантшпат — Demantspat (Клапрот, 1786), соймонит — soimonite (Фукс, 1823), гармофан — harmophane (по Честеру, 1896), корундувит — korunduvite (Асцензо, 1945).

Английское название минерала Корунд - Corundum

Корунд

Формула корунда

Химический состав

Теоретический состав: Аl₂O₃ — 100 (Аl — 52,91). Обычно содержит примеси: Cr, Fe, также Ti, Mn, Ni, V и др. Содержание Fe в корундах обычно незначительное (до 2% Fe₂O₃ в ильменском); при высоких температурах Fe₂O₃ содержится в Аl₂O₃ в виде твердого раствора. В наждаках наличие Fe обычно обусловлено присутствием механических примесей. Со-держание Cr₂O₃ обычно не превышает 1 %, но в корунде с р. Чайныт (Якутия) установлено 1,96% Cr₂O₃.

Кристалл. малиновый цвет

Наждак - сплошная зернистая корундовая порода серовато-черного цвета, содержащая тонкую примесь гематита, магнетита и других минералов.

Рубин — ruby и сапфир — sapphire — прозрачные: рубин — красный, сапфир — синий разных оттенков.
Название рубин от латинского ruber — красный (Валериус, 1747), происхождение названия сапфира твердо не установлено, возможно, оно заимствовано из персидского или древнееврейского языка; в древности сапфиром обозначался лазурит, для прозрачного синего корунда название введено Валериусом (1747). Якут, яхонт, богус — старые обозначения рубина, сапфира и других драгоценных камней, телези telesie (Аюи, 1801) от греческого "телеиос" — совершенный — драгоценный корунд (рубин и сапфир). Смирне — smiris (Боэтиус де Бодт, 1609), заламштейн — Salamstein (Вернер—Хофман, 1811) и саппарит — sapparite — синонимы сапфира.

В зависимости от окраски, прозрачности и строения выделены многочисленные разновидности рубина и особенно сапфира: карбункул (carbunculus), лихнис (lychnis, Плиний), восточный рубин (oriental ruby) — красивый красный (Валериус, 1747), восточный аквамарин (oriental aquamarine) — зеленовато-голубой, индигосапфир (in- digosapphire) — темно-синий, звездчатый сапфир (asteriated sapphire, Sternsapphir) и звездчатый рубин (asteriated ruby, Sternrubin), acтepит (asterite)—с лучистым строением, барклиит (barklyite, Милнер и Стефан, 1854) — красный малопрозрачный из шт. Виктория и Новый Южный Уэльс в Австралии, сапфир — кошачий глаз, кошачий сапфир или восточный или сапфировый джиразоль (Sapphirgirasol) — опалесцирующий сапфир, соответственно рубиновый кошачий глаз, рубиновый джиразоль — опалесцирующий рубин, пурпурный сапфир (Purpursapphir) — фиолетовый, восточный изумруд (oriental emerald) — зеленый, восточный хризолит (oriental chrysolite) — желто-зеленый, восточный топаз (oriental topaz) — желтый, королевский топаз — оранжевый, восточный гиацинт (oriental hyacinth) — желтоватый, восточный аметист (oriental amethyst) или аметист-сапфир — фиолетовый, белый сапфир (white sapphire), восточный алмаз и лейкосапфир (leucosapphire) — бесцветный, хлоросапфир (chlorosapphire, Полиг, 1888) — темно-зеленый, александрит -сапфир — алоксандритоподобный, изменяющий окраску в зависимости от источника света, балангус — древнее название бледно-красного рубина (Ферсман), тауеннный камень — древнерусское обозначение сапфира (также лабрадора) с отливом типа павлиньего пера (Ферсман). Падпарадшах (padparadschah) и падмарагайя (padmara- ,gaya) — торговые названия желто-розовых корундов ювелирного качества (по обзору Спенсера, Min. Mag., 1937, 24, No 158, 620).

Коренные месторождения рубина известны в Бирме и Воcточном Афганистане, где рубин встречается в кристаллических известняках; сопровождается шпинелью, флогопитом, доломитом, кальцитом. Основная масса рубина добывается из россыпей Бирмы (вес кристаллов достигает 700 г), Таиланда, Афганистана и Цейлона. В России в небольшом количестве встречался в россыпях в окрестностях дер. Косой Брод и Колташи (Свердловская обл.).
Коренные месторождения сапфира: Кашмир, Индия, где сапфир встречается в корундовых сиенитах и корундовых пегматитах; шт. Монтана, США — в андезитовых жилах; Анаки, Австралия — в базальтах. В основном добывается из россыпей, обычно вместе с рубином, в Таиланде, на Цейлоне, в Кашмире, в Монтане, в Анаки и др. В России встречался на Урале в россыпях в окрестностях дер. Колташи и Косого Брода. Рубин и сапфир ювелирного качества обнаружены в Танганьике.

Алмазный шпат (адамантин) — adamantine spar (Блэк, 1780), корунд с весьма хорошо выраженной отдельностью по базопинакоиду (делится на очень тонкие пластинки). Встречен в районе Кыштыма на Урале и в Китае.

Кристаллы корунда в кварц-слюдисто-полевошпатовой породе. Ямало-Ненецкий АО месторождений Рай-Из

Кристаллографическая характеристика

Сингония тригональная L₃3L₂3РС.

Кристаллическая структура

Атомы Аl располагаются в октаэдрических пустотах гексагональной плотнейшей упаковки атомов О по «корундовому» мотиву

атомы Al заполняют 2/3 октаэдрических пустот). Октаэдрические слои наложены один на другой таким образом, что в вытянутых вдоль оси с колонках из октаэдров.
чередуются два заполненных октаэдра с незаполненными.

Является единственной природной модификацией глинозема. По структуре отвечает искусственному α -Аl ₂ O ₃ . Среди искусственных соединений установлен ряд неустойчивых модификаций Аl ₂ O ₃ , получающихся в результате нагревания гиббсита, байерита и бёмита и представляющих промежуточные продукты при переходе тригидратов и бёмита в корунд (α -Аl ₂ O ₃ ).

Главные формы: с (0001), r(1011), n (2243), а (1120) (отвечают плоским граням F, по Хартману), также z (2241).

Форма нахождения в природе

Облик кристаллов. Кристаллы очень часты и типичны по облику дипирамидальные, часто боченко-образные, призматические, реже таблитчатые, иногда ромбоэдрического развития.

Двойники по (1011) обычно полисинтетические, проявляющиеся в виде штриховатости на базопинакоиде, реже — двойники срастания, редко наблюдаются двойники по (0001). Двойники по (1011) и по (0001) могут образоваться под действием давления.
Часто содержит включения рутила, гематита, ильменита, иногда граната, шпинели и др. Ильменит, имеющий структуру типа корунда и близкие параметры кристаллической решетки, обнаруживается в некоторых кристаллах корунда в отдельных участках в виде мельчайших вростков и придает им синюю окраску. Ориентированные микроскопические вростки рутила вызывают астеризм на плоскости базопинакоида в форме шестилучевой или двенадцатилучевой звезды (звездчатые сапфиры и звездчатые рубины). Астеризм может быть также вызван коллоидальным веществом в ориентированных капиллярах. Гематит в корунде наблюдается в виде зерен и иголочек, обычно ориентированных осью с параллельно оси с корунда. Отмечалось ориентированное нарастание диаспора на кристаллы корунда. Известны закономерные срастания корунда с гранатом. Также отмечены срастания корунда с силлиманитом, слюдой, полевым шпатом, шпинелью.

Агрегаты. Кристаллы различного облика, мелкозернистые агрегаты.

Фото крупного кристалла синего цвета

Физические свойства корунда

Оптические

Цвет разнообразный; наиболее обычен синевато- или желтовато-серый (для непрозрачных и полупрозрачных разностей); также белый до бесцветного, желтый, фиолетовый, красный, зеленый, индигово-синий, коричневый, черный. Иногда при дневном свете синий или зеленый становится красноватым, фиолетовым при искусственном освещении; в некоторых случаях синие корунды при искусственном освещении темнеют. Цвет — один из основных признаков, по которым выделяются разновидности корунда. Известны кристаллы с зональной окраской с чередующимися зонами красного, синего или другого цвета; отмечались зоны, параллельные призме, пирамиде. На основании изучения искусственных кристаллов установлено, что при отсутствии примесей корунд бесцветен. Примесь Cr придает корунду фиолетово-красную окраску, Ni — желтую, V — зеленовато-серую, Ti и Fe — фиолетово-синюю, V и Cr — фиолетово-розовую, сходную с цветом аметиста.

Черта. Цвет порошка белый.
Блеск алмазный до стеклянного, на (0001) иногда перламутровый.
Прозрачность Обычно просвечивает только в тонких осколках; драгоценные разновидности прозрачны.

Nm = 1,767 и Np = 1,759.

Механические

Твердость 9. Микротвердость 2108 кГ/мм 2 ; у булек искусственного корунда микротвердость наименьшая на базопинакоиде.
Хрупок, в тонкозернистых массах очень вязок.
Степень износа корунда (сапфира, рубина) различна на разных гранях и существенно зависит от направления.
Плотность. 3,95—4,4
Спайность отсутствует; отдельность по (0001) и по (1011) иногда хорошая, изредка — отдельность по призме.
Излом неровный до раковистого.
Довольно легко раскалывается по плоскостям отдельности.

Химические свойства

Нерастворим в кислотах; в растворимое состояние переводится сплавлением с бисульфатом калия. В алюминатных растворах растворяется (в %) при 105° — 0,56; при 190° — 78,7; при 230° — 79,0.

Корунд. Крупный кристалл в сланце

Прочие свойства

Прозрачные и полупрозрачные корунды люминесцируют красным цветом в ультрафиолетовых лучах. Искусственные корунды с примесью Cr и Mn люминесцируют ярко-красным цветом, с примесью Ti — розовым, V — желтым. Облучение рентгеновскими лучами вызывает изменение окраски природного корунда: бесцветные и голубовато-серые звездчатые сапфиры Цейлона становятся янтарными, синие — темно-зелеными; под влиянием солнечного света природная окраска корунда восстанавливается. Под действием лучей радия синий корунд желтеет.

Поведение при нагревании.

Температура плавления синтетического α-Аl₂O₃ - 2050° (по Винчелу), несколько варьирует в зависимости от чистоты материала; температура плавления природного корунда 2021° + 4°. Пластически деформируется около 900°. Рубин при нагревании изменяет окраску сначала на зеленую, затем обесцвечивается, при охлаждении цвет его восстанавливается. Сапфир при нагревании до 1300° становится бледно-желтым, при охлаждении — зеленовато-синим. Теплота образования (—) 399,4 ккал/моль. Удельная теплота образования в пределах 20—300° 0,2322 (Тронов и Швите). Теплоемкость в ккал/молъ-град: 16,92 при 0°; 22,47 при 100°; 26,60 при 300°; 29,97 при 800°; 31,54 при 1200° (Шомэт и Нэйлор; Ченцова). Удельное теплосодержание корунда в пределах от 1100 до 1400° изменяется от 297,89 до 395,99 кал/г (Родигина и Гомельский).

Искусственное получение минерала.

Выращивание кристаллов корунда может производиться по методу Вернейля. Как исходный продукт для получения корунда применяются аммонийные квасцы. При нагревании квасцов до 1000° получается химически чистая Аl ₂ O ₃ в виде пудры, к которой добавляются другие окислы для получения окраски. В результате обработки порошка пламенем гремучего газа при температуре выше 2000° Аl ₂ O ₃ расплавляется и в виде капель падает на дно печи, в которое вставлена тугоплавкая свечка с затравкой корунда. Постепенно вырастает монокристалл корунда в виде «бульки» (ее форма напоминает опрокинутую бутылку). Камни для часов получают из стержней корунда диаметром 2 —3 мм по методу, разработанному С. К. Поповым. Для получения красного корунда к окиси Аl ₂ O ₃ добавляют Cr₂O₃, добавка 1 % TiO₂ и 2% Fe₂O₃ дает синий, добавка окислов V и Со — зеленый, только V₂O₅ (0,1 %) александритоподобный, окислов Fe и Mg—оранжевый, Ni—желтый, V и Cr—сиреневый корунд. В виде таблитчатых кристаллов получается по методу Фреми и Фрейля при нагревании Аl ₂ O ₃ в расплаве фторида свинца; рост кристаллов имеет место в области температуры 1200—1300° и зависит от величины сосуда, объема смеси, скорости нагревания и охлаждения. Синтезируется корунд и гидротермальным путем.

При плавлении боксита в электрических печах получается электрокорунд или алунд, применяемый как абразивный и огнеупорный материал. Корунд получен также в виде пластинчатых кристаллов вместе со шпинелью из газовой фазы при 1200—1300° — на стенках тигля над прокаленной шихтой, состоящей из эквимолекулярных количеств Аl ₂ O ₃ , SiO₂, KF и MgF₂. Установлен в качестве новообразования в шамотных огнеупорах доменных печей. Является главной составной частью корундовой керамики. Встречается в шлаках, получаемых при алюмотермическом производстве специальных сплавов.

Диагностические признаки

От сходных минералов отличается высокой твердостью, формой кристаллов, штриховкой на гранях. От кианита отличается отсутствием спайности и твердостью; рубин — от красной шпинели по форме кристаллов или под микроскопом.

Сопутствующие минералы. Калиевый полевой шпат, кислые плагиоклазы, биотит, мусковит, гранат, андалузит, дюмортьерит, кварц, диаспор, гематит, рутил, шпинель, магнетит, ильменит, силлиманит, хлориты, кальцит, доломит, пирит.

Корунд. Кристаллы в сиените

Происхождение и нахождение

Иногда встречается в богатых глиноземом и бедных кремнеземом глубинных магматических породах — корундовых сиенитах и анортозитах в ассоциации с полевыми штатами, изредка в других породах (андезитах, базальтах и др.). Известны также корундсодержащие сиенитовые пегматиты, имеющие промышленное значение.

Контактово-метасоматические месторождения корунда образуются в превращенных в кальцифиры известняках по соседству с изверженны ми породами. Здесь он часто бывает представлен драгоценными разновидностями (рубином, сапфиром и др.). В ряде случаев (вторичные кварциты) месторождения его возникают в связи с резким воздействием кислых флюидов на глиноземистые осадочные и изверженные породы. Корунд в этих случаях ассоциирует с такими минералами, как андалузит, силлиманит, а также рутил, диаспор и др.

Корундовые породы могут образоваться также в результате регионального метаморфизма за счет богатых глиноземом осадков (бокситов), вне прямой связи с изверженными породами. Породы при этом превращаются обычно в кристаллические сланцы.

Являясь химически очень устойчивым минералом, он часто устанавливается в россыпях.

При гидротермальных процессах ранее образовавшийся корунд иногда подвергается гидратации, т. е. превращению в диаспор (НАlО₂). В поверхностных условиях это явление не наблюдается за редкими сомнительны ми исключениями.

Изменение минерала.

Под действием гидротермальных процессов корунд переходит в диаспор, цоизит, силлиманит, кианит, мусковит, гиббсит, андалузит, шпинель и др.

Кристаллы в кварце

Практическое применение

Обычные корунды и наждаки имеют широкое применение как абразивный и отчасти как огнеупорный материал. Прозрачные окрашенные разновидности применяются при изготовлении точных приборов (электросчетчики, электроизмерительные и аэронавигационные приборы, часовые камни и т. д.), а также в ювелирном деле.

Физические методы исследования

Старинные методы. Под паяльной трубкой не изменяется. Не сплавляется с содой, медленно сплавляется с бурой и с фосфорной солью, образуя светлое стекло.

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В шлифах в проходящем свете бесцветен или почти бесцветен (обыкновенный сероватый корунд), розовый, синий, зеленоватый. Интенсивно окрашенные кристаллы плеохроируют (особенно в утолщенных шлифах): в зависимости от окраски по No индигово-синий, синий, темно-пурпурный, по Ne — светло-синий, изумрудный, до желто-зеленого, светло-желтого; Одноосный (—), но часто аномально двуосный с 2Е = 10—12° (в одном случае 58°); аномальная двуосность проявляется во всем кристалле или в отдельных участках. Двупреломление рубинов возрастает с увеличением густоты окраски. У искусственного корунда с повышением примеси Cr ₂ O ₃ показатель преломления повышается. Спектр поглощения Аl ₂ O ₃ с примесью Cr ₂ O ₃

Читайте также: