Mineralien

Korund



Korund wurde in der Vergangenheit als Schleifmittel verwendet, am bekanntesten ist er jedoch als Mineral aus Rubin und Saphir.


Korund: Zwei Korundkristallsegmente aus Indien, die die hexagonale Kristallform und die Grundtrennung des Minerals zeigen. Diese Exemplare haben eine rote Farbe und können als "Rubinkorund" bezeichnet werden.

Was ist Korund?

Korund ist ein gesteinsbildendes Mineral, das in magmatischen, metamorphen und sedimentären Gesteinen vorkommt. Es ist ein Aluminiumoxid mit einer chemischen Zusammensetzung von Al2O3 und eine hexagonale Kristallstruktur.

Das Mineral ist weithin bekannt für seine extreme Härte und für die Tatsache, dass es manchmal als schöne transparente Kristalle in vielen verschiedenen Farben vorkommt. Die extreme Härte macht Korund zu einem hervorragenden Schleifmittel, und wenn diese Härte in schönen Kristallen gefunden wird, haben Sie das perfekte Material zum Schneiden von Edelsteinen.

Natürlicher und synthetischer Korund wird aufgrund seiner Zähigkeit, Härte und chemischen Stabilität in einer Vielzahl industrieller Anwendungen eingesetzt. Sie werden zur Herstellung von Industrielagern, kratzfesten Fenstern für elektronische Instrumente, Wafern für Leiterplatten und vielen anderen Produkten verwendet.

Korundkristalle: Fotos von drei Korundkristallen. Links ist ein gewöhnlicher Korund aus Transvaal in Südafrika zu sehen, der etwa 6 Zentimeter hoch ist. In der Mitte befindet sich ein etwa 1,6 Zentimeter hoher Rubinkorund von Edelsteinqualität aus Karnataka, Indien. Auf der rechten Seite ist ein blauer Saphirkorund aus Sri Lanka zu sehen, der ungefähr zwei Zentimeter hoch ist. Alle drei Exemplare und Fotos von Arkenstone / www.iRocks.com.

Bekannt geworden durch Rubine und Saphire

Die meisten Menschen kennen sich mit Korund aus; Allerdings kennen ihn nur sehr wenige Menschen unter seinem mineralischen Namen - stattdessen kennen sie ihn unter den Namen "Rubin" und "Saphir". Ein Korund in Edelsteinqualität mit einer tiefroten Farbe wird als "Rubin" bezeichnet. Ein Korund von Edelsteinqualität mit blauer Farbe wird als "Saphir" bezeichnet. Farbloser Korund ist als "weißer Saphir" bekannt. Korund jeder anderen Farbe ist als "ausgefallener Saphir" bekannt.

Korund Abschied: Sechseckige Kristallsegmente aus Korund, die durch Trennen voneinander getrennt wurden. Diese Exemplare haben einen Durchmesser von etwa einem Zentimeter. USGS Foto von Andrew Silver.

Korundgneis mit Saphir: Ein Exemplar von Korundgneis aus dem Gallatin Valley, Montana. Dieses Exemplar hat einen Durchmesser von etwa zwölf Zentimetern und auf der linken Seite ein rundes blaues Saphirglas.

Eigenschaften von Korund

Korund ist ein außergewöhnlich hartes und zähes Material. Es ist nach Diamant und Moissanit das dritthärteste Mineral. Es dient als Indexmineral für eine Härte von neun auf der Mohsschen Härteskala.

Seine Härte, sein hohes spezifisches Gewicht, seine hexagonalen Kristalle und seine Trennung sind sehr gute diagnostische Eigenschaften für die Identifizierung. Eine Zusammenfassung der physikalischen Eigenschaften von Korund finden Sie in der folgenden Tabelle.

Physikalische Eigenschaften von Korund

Chemische EinstufungOxid
FarbeNormalerweise grau bis braun. In reinem Zustand farblos, aber Spuren verschiedener Metalle ergeben fast jede Farbe. Chrom produziert Rot (Rubin) und Kombinationen aus Eisen und Titan produzieren Blau (Saphir).
StreifenFarblos (härter als die Streifenplatte)
LüsterAdamantin bis glasig
DurchsichtigkeitTransparent bis durchscheinend
SpaltungKeiner. Korund zeigt eine Trennung senkrecht zur c-Achse.
Mohs-Härte9
Spezifisches Gewicht3,9 bis 4,1 (sehr hoch für ein nichtmetallisches Mineral)
DiagnoseeigenschaftenHärte, hohes spezifisches Gewicht, hexagonale Kristalle, die sich manchmal zu einer Pyramide verjüngen, Trennung, Glanz, Conchoidalbruch
Chemische ZusammensetzungAl2O3
KristallsystemSechseckig
VerwendetHistorisch als Schleifmittel verwendet. Proben mit angenehmen Farben haben eine lange Tradition in der Verwendung von Edelsteinen.

Montana alluviale Saphire: Ein paar kleine Schwemmsaphire, die in Montana gefunden wurden. Diese blauen Steine ​​sind unbehandelt und haben einen Durchmesser von vier bis fünf Millimetern.

Geologisches Vorkommen von Korund

Korund ist als primäres Mineral in magmatischen Gesteinen wie Syenit, Nephelinsyenit und Pegmatit enthalten. Einige der wichtigsten Rubin- und Saphirvorkommen der Welt befinden sich dort, wo die Edelsteine ​​von Basaltflüssen verwittert wurden und sich jetzt in den abschüssigen Böden und Sedimenten befinden.

Korund kommt auch in metamorphen Gesteinen an Stellen vor, an denen aluminiumhaltige Schiefer oder Bauxite Kontaktmetamorphosen ausgesetzt waren. Schiefer, Gneis und Marmor, die durch regionale Metamorphose hergestellt werden, enthalten manchmal Korund. Einige der Saphire und Rubine von höchster Qualität, Farbe und Klarheit sind in Marmor an den Rändern von Magmakörpern unter der Oberfläche geformt.

Die Zähigkeit, die hohe Härte und die chemische Beständigkeit des Korunds ermöglichen es ihm, in Sedimenten zu verbleiben, lange nachdem andere Mineralien zerstört wurden. Aus diesem Grund wird es häufig in alluvialen Ablagerungen konzentriert gefunden.

Diese Vorkommen sind in mehreren Teilen der Welt die wichtigste Quelle für Rubine und Saphire. Zu den traditionellen Quellen alluvialer Rubine und Saphire zählen Birma, Kambodscha, Sri Lanka, Indien, Afghanistan, Montana und andere Gebiete. In den letzten Jahrzehnten sind einige Teile Afrikas, darunter Madagaskar, Kenia, Tansania, Nigeria und Malawi, zu wichtigen Produzenten von Rubin und Saphir geworden.

Schmirgelräder: Eine Anzeige mit Schmirgel- und Korundrädern, die 1895 von der Springfield Manufacturing Company in Bridgeport, Connecticut, veröffentlicht wurde. Dies war zu einer Zeit, als aus echtem Schmirgel und Korund die Räder hergestellt wurden.

Härte und Verwendung als Schleifmittel

Die extreme Härte von Korund macht es besonders nützlich als Schleifmittel. Zerkleinerter Korund wird zur Entfernung von Verunreinigungen verarbeitet und dann gesiebt, um Granulate und Pulver mit einheitlicher Größe herzustellen. Diese werden für Schleifmittel, Poliermittel, Schleifpapier, Schleifscheiben und andere Schneidanwendungen verwendet.

Einige Probleme bei der Verwendung von natürlichem Korund als Schleifmittel bestehen darin, dass die Ablagerungen normalerweise klein und unregelmäßig sind und der Korund von unterschiedlicher Qualität ist. Sie sind keine verlässlichen Quellen für Material von gleichbleibender Qualität, das für einen Herstellungsprozess benötigt wird. Synthetischer Korund, der aus kalziniertem Bauxit hergestellt wird, ist zu einer zuverlässigeren Quelle mit beständigeren Eigenschaften geworden. Es hat den natürlichen Korund in den meisten hergestellten Produkten ersetzt.

Aluminiumoxid-Schleifpapier wird hergestellt, indem Partikel aus synthetischem Korund (Aluminiumoxid) mit Größenklassen auf ein Blatt Papier aufgebracht werden. Es ist ein Schleifpapier, das häufig für die Holzbearbeitung und andere Fertigungsarbeiten verwendet wird. Foto

Emery Rock: Ein Exemplar von Schmirgelgestein aus Peekskill, New York, das reich an Korund und Spinell ist. Dieses Exemplar hat einen Durchmesser von ungefähr fünfzehn Zentimetern. Emery wurde häufig für die Verwendung als industrielles Schleifmittel zerkleinert, verarbeitet und gesiebt.

Nagelfeilen: "Emery Boards" sind Maniküre- und Nagelpflegeprodukte, bei denen Schleifpapier auf ein dünnes Stück Pappe geklebt wird. Sie erhielten ihren Namen im 19. Jahrhundert, als zerkleinertes Schmirgel als Schleifmittel verwendet wurde. Heutige Schmirgelbretter werden nicht mit Schmirgel hergestellt. Stattdessen haben viele von ihnen eine grobe Seite aus synthetischem Korund (Aluminiumoxid) und eine feine Seite aus Granatschleifmittel. Foto

Schmirgel

Emery Stone ist ein körniges metamorphes oder magmatisches Gestein, das reich an Korund ist. Es ist eine Mischung aus Oxidmineralien, typischerweise Korund, Magnetit, Spinell und / oder Hämatit. Es ist die häufigste Form von natürlichem Korund, die zur Herstellung von Schleifmitteln verwendet wurde.

Die Verwendung von Schmirgel als Schleifmittel hat in den letzten Jahrzehnten erheblich abgenommen. Es wurde fast vollständig durch hergestellte Schleifmittel wie Siliziumkarbid ersetzt. Siliciumcarbid hat eine Mohs-Härte von 9 bis 9,5. Es ist kostengünstig und weist in der Regel eine bessere Leistung auf als natürliche Schleifmittel aus Korund oder Schmirgel.

Korund als Rubin, Saphir und schicker Saphir: Korund in Edelsteinqualität ist ein hoch geschätztes und wertvolles Material. Wenn es hellrot ist, nennt man es "Rubin". Wenn es blau ist, nennt man es "Saphir". Wenn es farblos ist, spricht man von einem "weißen Saphir". Edelsteinkorund jeder anderen Farbe wird als "schicker Saphir" bezeichnet. In der Vergangenheit wurde der meiste Edelsteinkorund in Asien und Australien hergestellt. In den 1990er Jahren wurden in Afrika viele Edelsteinkorundfunde gemacht. Alle Steine ​​auf diesem Foto wurden in Afrika abgebaut. Fast alle Edelsteinkorunde werden durch Erhitzen oder ein anderes Verfahren behandelt, um ihre Farbe zu verbessern.

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Verwenden Sie als Edelstein

Auf dem Edelstein- und Schmuckmarkt wird fast die gesamte Aufmerksamkeit auf eine kleine Gruppe von Edelsteinen gelenkt, die als "die großen Vier" bekannt sind: Diamant, Rubin, Saphir und Smaragd. Zwei davon, Rubin und Saphir, sind Edelsteinkorunde.

Diese beliebtesten Edelsteine ​​sind sehr begehrt und werden in vielen Teilen der Welt seit Tausenden von Jahren abgebaut. Heutzutage werden jedes Jahr Millionen von Rubinen und Saphiren benötigt, um die Anforderungen des Schmuckmarktes zu erfüllen - von billigen kommerziellen Steinen, die in Einkaufszentren und Kaufhäusern verkauft werden, bis hin zu spektakulären Exemplaren, die für Designer- und kundenspezifischen Schmuck verwendet werden. Die Nachfrage nach attraktiven Steinen übersteigt die Lieferfähigkeit von Minen. Infolgedessen sind die Preise für attraktive Natursteine ​​auf ein hohes Niveau gestiegen.

Wenn ein Verbraucher einen "Rubinring" oder einen "Saphiranhänger" wünscht, ist er im Allgemeinen nicht daran interessiert, einen roten Spinell, blauen Iolith oder einen anderen attraktiven Edelstein ähnlicher Farbe zu ersetzen. Sie wollen "Rubin" oder sie wollen "Saphir". Juweliere des Einzelhandels, insbesondere solche, die Schmuckstücke und Sets für unter 500 US-Dollar verkaufen, präsentieren neben den Natursteinen in ihren Vitrinen zunehmend synthetische oder im Labor hergestellte Edelsteine.

Die synthetischen Materialien haben die gleiche Aluminiumoxidzusammensetzung und Kristallstruktur wie natürliche Rubine und Saphire. Ihre Farbe wird auch von denselben Spurenelementen erzeugt (Chrom für Rubin und Eisen mit Titan für Saphir).

Sie haben die gleiche Optik und in der Regel ein besseres Aussehen als gleich große Natursteine ​​zum gleichen Preis. Infolgedessen kaufen viele Verbraucher gern synthetische Steine, weil sie ein attraktiveres Produkt zu einem Preis erhalten, den sie sich leisten können. Auf lange Sicht werden synthetische Edelsteine ​​wahrscheinlich weiterhin Natursteine ​​vom Markt verdrängen, insbesondere in den unteren und mittleren Preisklassen, in denen die Verbraucher sehr preisbewusst sind.

Es ist nichts Falsches daran, Schmuck zu verkaufen oder zu kaufen, der synthetische Edelsteine ​​enthält, solange zwei Bedingungen erfüllt sind: 1) Der Verkäufer muss offenlegen, dass die Edelsteine ​​eher Produkte des Menschen als Produkte der Natur sind. und 2) der Käufer versteht klar, dass die Edelsteine ​​synthetisch sind und von Menschen hergestellt werden, anstatt Produkte der Natur zu sein.

Korund-Uhrenlager: Korund (Rubin) Lager in einer antiken Taschenuhr mit einem "Juwel" Bewegung. In den frühen 1900er Jahren wurde synthetischer Korund als Juwelenlager in Uhren verwendet.

Korundlager: Eine Zeichnung von Juwelenlagern und einem Deckstein (rot), der ein Drehrad in einer mechanischen Uhr hält, die mit Öl geschmiert ist (gelb). Public Domain Bild von Chris Burks Chetvorno.

"Juwelen" und "Kristalle" in Uhren

Mitte des 19. Jahrhunderts benötigten die Uhrenhersteller in der Schweiz winzige Lager, die sehr abriebfest waren. Sie entdeckten, dass sie ein Loch in ein kleines Stück Korund bohren und es für ein leicht laufendes, langlebiges Lager verwenden konnten. Der Korund war viel härter als die Metalle, aus denen die beweglichen Teile einer Uhr hergestellt wurden, und er konnte dem ständigen Abrieb standhalten, ohne zu versagen. Die Korundlager wurden nach ihren Edelsteinkollegen "Juwelenlager" genannt.

Schweizer Uhren und ihre "Juwelenwerke" wurden auf der ganzen Welt für ihre lange Lebensdauer und Zuverlässigkeit berühmt. Anfang des 20. Jahrhunderts ersetzten synthetische Korundlager die natürlichen Korundlager in den meisten Schweizer Uhren. Synthetischer Korund war gleichmäßiger als natürlicher Korund sowie billiger und leichter zu beschaffen. Diese Verwendung von Juwelenlagern hat einen positiven Ruf für Schweizer Uhren geschaffen, der bis heute anhält - auch wenn mechanische Uhren durch Digitaluhren ersetzt werden.

Farbloser synthetischer Saphir wird auch in Uhren verwendet. Seine Haltbarkeit, sein glasartiger Glanz und seine Kratzfestigkeit machen es zu einer perfekten transparenten Abdeckung für das Gesicht eines mechanischen oder digitalen Geräts. Diese klaren Abdeckungen, die als "Kristalle" bezeichnet werden, schützen das Zifferblatt der Uhr vor Stößen, Staub, Feuchtigkeit und Abrieb. Synthetischer Saphir wird seit fast 100 Jahren für diesen Zweck verwendet.

Synthetischer Korund: Eine Kugel aus synthetischem Korund. Wegen seiner roten Farbe könnte es als "synthetischer Rubin" bezeichnet werden. Material wie dieses wird für Uhrenlager, Edelsteine, Laserverstärkungsmittel und viele andere Zwecke verwendet.

Rubinlaser: Diagramm des ersten Arbeitslasers. Es wurde ein dünner Rubinkristall als Verstärkungsmedium verwendet. Public Domain Bild von Lawrence Livermore National Laboratory.

Rubinlaser

Synthetischer Korund ist ein wesentlicher Bestandteil vieler Laser. Tatsächlich war der erste Arbeitslaser ein "Rubinlaser", der 1960 von Theodore Maiman an den Hughes Research Labs hergestellt wurde. Er verwendete einen synthetischen Rubinkristall als "Verstärkungsmedium". Das Verstärkungsmedium ist ein Material im Laser, das das Ziel eines intensiven Lichtblitzes ist.

Dieses Licht bewirkt, dass Elektronen im Verstärkungsmedium auf ein höheres Energieniveau springen, wodurch Photonen emittiert werden, die auf andere Atome im Verstärkungsmedium treffen, wodurch sie angeregt werden und mehr Photonen emittieren. Diese kurze Kettenreaktion erzeugt das sehr intensive Licht eines Laserstrahls. Laser werden nach dem als Verstärkungsmedium verwendeten Material benannt, wie beispielsweise "Rubinlaser" oder "Titansaphirlaser" oder "YAG-Laser" (Yttrium-Aluminium-Granat).

In nur wenigen Jahrzehnten sind Laser zu alltäglichen Dingen unserer Gesellschaft geworden. Winzige Laser werden in CD- und DVD-Playern eingesetzt. Laser werden zum Schneiden von Metall, Stein und anderen zähen Materialien verwendet. Laser werden verwendet, um Tätowierungen zu entfernen, Schönheitsoperationen, Kataraktoperationen und LASIK-Operationen zur Korrektur des Sehvermögens durchzuführen.

Synthetische Korund-Scannerfenster: Ein Self-Checkout-Automat mit Barcode-Scannerfenster in einem Einzelhandelsgeschäft in Houston, Texas. Das Fenster des Scanners besteht wahrscheinlich aus synthetischem Korund. Public Domain Bild von WhisperToMe.

Andere Verwendungen von Korund

Korund hat viele andere Verwendungen. Es ist chemisch inert und hitzebeständig. Diese Eigenschaften machen es zu einem perfekten Material für die Herstellung von feuerfesten Produkten wie Feuerziegeln, Ofenauskleidungen und Ofenmöbeln. Heutzutage werden diese Produkte normalerweise aus synthetischem Korund hergestellt.

Reiner Korund ist farblos, transparent, haltbar und kratzfest. Große Kristalle aus klarem synthetischem Korund werden gezüchtet, in dünne Blätter gesägt und dann als Fenster für Scanner in Supermärkten, Uhrkristalle, Flugzeugfenster und Schutzabdeckungen für elektronische Geräte verwendet.


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