氧化鋁有很多化身,不少朋友聽(tīng)到“氧化鋁”、“剛玉”、“紅寶石”和“藍(lán)寶石”等名詞時(shí),無(wú)法辨識(shí)這幾者的區(qū)別,常常會(huì)覺(jué)得摸不著頭腦。這樣的情況當(dāng)然也跟目前多品種氧化鋁沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)。為了區(qū)分它們,筆者將為大家整合一些資料以幫助大家辨識(shí)這幾個(gè)名詞。
1、氧化鋁
氧化鋁,俗稱(chēng)礬土,密度3.9-4.0g/cm3,熔點(diǎn)2050℃、沸點(diǎn)2980℃,不溶于水,氧化鋁主要有α型和γ型兩種變體,工業(yè)上可從鋁土礦中提取。在Al2O3這些變體中,只有α-Al2O3是穩(wěn)定的,其它晶型都是不穩(wěn)定的,隨著溫度的升高,這些過(guò)渡晶型最終將轉(zhuǎn)變?yōu)橛?/span>α-Al2O3。
在α-氧化鋁的晶格中,氧離子為六方緊密堆積,Al3+對(duì)稱(chēng)地分布在氧離子圍成的八面配體中心,晶格能很大,故熔點(diǎn)、沸點(diǎn)很高。α-氧化鋁不溶于水和酸,工業(yè)上也稱(chēng)為鋁氧,是制備金屬鋁的基本原料。除此之外還可用于制備各種耐火材料,研磨材料,制備集成電路的版基,此外高純的α-氧化鋁還是生產(chǎn)人造剛玉、人造紅寶石和藍(lán)寶石的原料。
γ-型氧化鋁是氫氧化鋁在500-600℃的溫度條件下脫水制得,工業(yè)上也叫活性氧化鋁。其結(jié)構(gòu)中氧離子近似為立方面心緊密堆積,Al3+不規(guī)則地分布在由氧離子圍成的八面體和四面體空隙之中。工業(yè)上可用做催化劑、催化劑載體、吸附劑、干燥劑等,對(duì)這個(gè)樣品感興趣的可以瀏覽“活性氧化鋁的制備與應(yīng)用”這個(gè)帖子。
簡(jiǎn)而言之:氧化鋁可認(rèn)為是由Al2O3組成的物質(zhì)(含有一定的雜質(zhì),通常不是純凈的),這類(lèi)物質(zhì)有不同晶型結(jié)構(gòu),不同產(chǎn)品純度的,不同形態(tài)的,代表著不用的產(chǎn)品,應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。
高鋁球-主要成分是氧化鋁
2、剛玉與人造剛玉
天然存在的α型氧化鋁晶體叫做剛玉,常因含有不同的雜質(zhì)而呈現(xiàn)不同的顏色。剛玉一般呈帶藍(lán)或帶黃的灰色,有玻璃或金剛光澤,密度在3.9-4.1g/cm3,硬度8.8,僅次于金剛石和碳化硅,能耐高溫。
天然帶黃剛玉
自然界存在的天然剛玉主要有以下三種:a優(yōu)質(zhì)剛玉俗稱(chēng)寶石:藍(lán)寶石含鈦、紅寶石含鉻等;b普通剛玉:呈黑色或棕紅色;c金剛砂:可分為綠寶石金剛砂和褐鐵礦金剛砂,它是一種集合晶體,硬度較低。在上述三種天然剛玉中,第一種主要用于首飾,而后二種可以作為磨料,用來(lái)制造砂輪、油石、砂紙、砂布或微粉、研磨膏等。
由于天然剛玉產(chǎn)量供不應(yīng)求,因此工業(yè)上用的剛玉多為人造剛玉替代天然剛玉產(chǎn)品。
工業(yè)氧化鋁是松散的結(jié)晶粉末,呈多孔疏松結(jié)構(gòu),不利于Al2O3晶體彼此接觸,因而不利于燒結(jié)。通常要經(jīng)過(guò)煅燒或電熔再結(jié)晶,使γ-Al2O3變成α-Al2O3(剛玉),使其燒結(jié)及致密化。按生產(chǎn)方法將剛玉分為輕燒(1350~1550℃)剛玉(亦稱(chēng)輕燒α-Al2O3)、燒結(jié)(1750~1950℃)剛玉、電熔剛玉。
人造剛玉—白剛玉砂
簡(jiǎn)而言之:習(xí)慣上將α-晶型的氧化鋁稱(chēng)為剛玉。不管是天然剛玉還是人造剛玉剛玉的它主要組成物質(zhì)都是氧化鋁,其主晶相均為α-氧化鋁。
3、寶石級(jí)剛玉與人造紅寶石、藍(lán)寶石
混有少量不同氧化物雜質(zhì)的優(yōu)質(zhì)剛玉就是大名鼎鼎的紅寶石和藍(lán)寶石,是制作名貴首飾的材料,其微粒可制精密儀表和手表的軸承。
藍(lán)寶石
目前合成紅藍(lán)寶石有焰熔法(火熔法),助熔劑法,水熱法等。其中水熱法技術(shù)條件高而苛刻,難度較大,但
目前合成紅藍(lán)寶石有焰熔法(火熔法),助熔劑法,水熱法等。其中水熱法技術(shù)條件高而苛刻,難度較大,但生長(zhǎng)的寶石晶體與天然寶石晶體最相像,最能以假亂真,真假難分,用這個(gè)方法生長(zhǎng)的寶石晶體有祖母綠、水晶、紅寶石等。
人造紅、藍(lán)寶石不僅在外觀上,而且在理化、光學(xué)性質(zhì)上也和天然品完全一致,但價(jià)格僅為天然品的1/3到1/20,只有在顯微鏡下才能發(fā)現(xiàn)人造寶石中微小的空氣泡呈圓形,天然品中空氣泡為扁形這一細(xì)微的差別。
簡(jiǎn)而言之:氧化鋁、剛玉、紅寶石和藍(lán)寶石雖然名稱(chēng)各異,其形態(tài)、硬度、性質(zhì)、用途也不相同,但是它們的主要化學(xué)化學(xué)皆是氧化鋁。剛玉的主要晶型為α型氧化鋁。剛玉是多晶α-氧化鋁材料,優(yōu)質(zhì)剛玉(寶石級(jí)剛玉)是一種氧化鋁的單晶產(chǎn)品。
限于筆者認(rèn)識(shí)所限,文章闡述表達(dá)不當(dāng)之處,還請(qǐng)業(yè)內(nèi)專(zhuān)家不吝指教,謝謝。
粉體圈 作者:小白
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