المعادن

اكسيد الالمونيوم



تاريخياً ، تم استخدام الياقوت كمادة كاشطة ، ولكنه الأكثر شهرة كمعدن من الياقوت والياقوت.


الياقوت: شريحتان من الكريستال اكسيد الالمونيوم من الهند تُظهران الشكل البلوري السداسي المعدني والفراق القاعدي. هذه العينات حمراء اللون ويمكن أن تسمى "الياقوت الياقوت".

ما هو اكسيد الالمونيوم؟

يعد اكسيد الالمونيوم من الصخور المعدنية الموجودة في الصخور النارية والمتحولة والرسوبية. وهو أكسيد الألومنيوم مع التركيب الكيميائي لل2O3 وهيكل الكريستال سداسية.

يشتهر المعدن على نطاق واسع بصلابته البالغة وحقيقة أنه يوجد في بعض الأحيان بلورات شفافة جميلة بألوان مختلفة كثيرة. الصلابة الشديدة تجعل اكسيد الالمونيوم مادة كاشطة ممتازة ، وعندما يتم العثور على تلك الصلابة في البلورات الجميلة ، يكون لديك المادة المثالية لقطع الأحجار الكريمة.

يتم استخدام اكسيد الالمونيوم الطبيعي والاصطناعي في مجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية بسبب صلابته وصلابته وثباته الكيميائي. إنها تستخدم في صناعة المحامل الصناعية ، والنوافذ المقاومة للخدش للأجهزة الإلكترونية ، والرقائق للألواح الدائرية ، والعديد من المنتجات الأخرى.

بلورات اكسيد الالمونيوم: صور لثلاث بلورات اكسيد الالمونيوم. على اليسار يوجد اكسيد الالم شائع من ترانسفال ، جنوب أفريقيا ، ويبلغ ارتفاعه حوالي 6 سنتيمترات. يوجد في الوسط اكسيد الياقوت عالي الجودة من كارناتاكا ، الهند ، ويبلغ ارتفاعه حوالي 1.6 سم. على اليمين يوجد اكسيد الياقوت الأزرق من سري لانكا الذي يبلغ ارتفاعه حوالي سنتيمترين. جميع العينات والصور الثلاث من قبل Arkenstone / www.iRocks.com.

صنعت من قبل الياقوت والصفير

معظم الناس على دراية اكسيد الالمونيوم. ومع ذلك ، فإن قلة قليلة من الناس يعرفون ذلك باسمه المعدني - وبدلاً من ذلك يعرفونهم بأسماء "الياقوت" و "الياقوت". تُعرف عينة من الياقوت ذي اللون الأحمر الداكن بجودة الأحجار الكريمة باسم "الياقوت". ويطلق على اكسيد الالمونيوم بجودة الأحجار الكريمة بلون أزرق "الياقوت". وكما هو معروف الياقوت عديم اللون باسم "الياقوت الأبيض". وكما هو معروف اكسيد الالمونيوم من أي لون آخر باسم "الياقوت الهوى".

فراق اكسيد الالمونيوم: شرائح الكريستال سداسية من اكسيد الالمونيوم التي تم فصلها عن طريق فراق. هذه العينات هي حوالي سنتيمتر واحد عبر. صورة من هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية أندرو سيلفر.

الياقوت النيس مع الياقوت: عينة من اكسيد الالم النونيس من وادي غالاتين ، مونتانا. يبلغ طول هذه العينة حوالي اثني عشر سنتيمترا ، وتحتوي على كريستال سفير أزرق مستدير على الجانب الأيسر.

خصائص اكسيد الالمونيوم

اكسيد الالمونيوم هو مادة صلبة وصعبة للغاية. هذا هو ثالث أقسى المعادن ، بعد الماس و المويسانتي. وهو بمثابة مؤشر المعدنية لصلابة من تسعة على مقياس صلابة موس.

صلابته ، الثقل النوعي العالي ، البلورات السداسية والفراق هي خصائص تشخيصية جيدة جدا لاستخدامها في التعرف عليها. ويرد في الجدول أدناه ملخص للخصائص الفيزيائية للإكسيدان.

الخواص الفيزيائية للالكوروندوم

التصنيف الكيميائيأكسيد
اللونرمادي عادة إلى اللون البني. عديم اللون عندما يكون نقيًا ، ولكن كميات ضئيلة من المعادن المختلفة تنتج أي لون تقريبًا. ينتج الكروم الأحمر (روبي) وتوليفات من الحديد والتيتانيوم تنتج الأزرق (الياقوت).
خطعديم اللون (أصعب من لوحة الإنتصارات)
بريقآدمنتين إلى زجاجي
Diaphaneityشفاف إلى شفاف
انقساملا شيء. عرض اكسيد الالمونيوم فراق عمودي على المحور ج.
موس صلابة9
جاذبية معينة3.9 إلى 4.1 (مرتفع للغاية بالنسبة للمعادن اللافلزية)
خصائص التشخيصالصلابة ، الثقل النوعي العالي ، البلورات السداسية في بعض الأحيان تنخفض إلى هرم ، فراق ، بريق ، تكسير
التركيب الكيميائيشركة2O3
نظام الكريستالمسدس الشكل
الاستخداماتيستخدم تاريخيا كمادة كاشطة. العينات ذات الألوان المبهجة لها تاريخ طويل من استخدام الأحجار الكريمة.

مونتانا الياقوت الغريني: مجموعة من الياقوت الغريني الصغير الموجود في مونتانا. هذه الحجارة الزرقاء غير معالجة وتبلغ مساحتها حوالي أربعة إلى خمسة ملليمترات.

التواجد الجيولوجي للالكيروندوم

تم العثور على اكسيد الالمونيوم كمعدن أساسي في الصخور البركانية مثل السينييت ، السينييت الكلوي ، والبيغماتيت. تم العثور على بعض أهم رواسب الياقوت والياقوت في العالم ، حيث ارتدت الأحجار الكريمة من تدفقات البازلت وتوجد الآن في التربة السفلية والرواسب.

تم العثور على اكسيد الالمونيوم أيضًا في الصخور المتحولة في المواقع التي تتعرض فيها الصخور أو البوكسيتات الألومينية للتحول التلامسي. سيحتوي الشست والجنيس والرخام الناتج عن التحول الإقليمي أحيانًا على اكسيد الالم. تتشكل بعض الياقوت والياقوت من أعلى مستويات الجودة واللون والوضوح من الرخام على حواف أجسام الصهارة تحت السطحية.

إن متانة الأكسيد الالمونيوم ، وصلابته العالية ، ومقاومته الكيميائية تمكنه من الثبات في الرواسب بعد وقت طويل من تدمير المعادن الأخرى. هذا هو السبب في كثير من الأحيان وجدت تتركز في الرواسب الغرينية.

هذه الرواسب هي أهم مصدر للياقوت والصفير في العديد من أنحاء العالم. تشمل المصادر التقليدية للياقوت الغرياني والصفير بورما وكمبوديا وسريلانكا والهند وأفغانستان ومونتانا ومناطق أخرى. في العقود القليلة الماضية ، أصبحت أجزاء عديدة من إفريقيا ، بما في ذلك مدغشقر وكينيا وتنزانيا ونيجيريا وملاوي ، منتجين مهمين للياقوت والياقوت.

عجلات الصنفرة: إعلان يعرض عجلات صنفرة وأكسيد الألمونيوم ، نُشرت في عام 1895 من قبل شركة سبرينجفيلد للتصنيع في بريدجبورت ، كونيتيكت. كان هذا في وقت تم فيه استخدام صنفرة وأكسيد الألمونيوم الحقيقي في تصنيع العجلات.

صلابة واستخدام كشط

صلابة اكسيد الالمونيوم القصوى تجعلها مفيدة بشكل خاص ككاشطة. تتم معالجة اكسيد الالمونيوم المسحوق لإزالة الشوائب ثم يتم فحصه لإنتاج حبيبات ومساحيق متجانسة الحجم. هذه تستخدم في وسائط الطحن ، ومركبات التلميع ، وأوراق الرمال ، وعجلات الطحن ، وتطبيقات التقطيع الأخرى.

بعض مشاكل استخدام اكسيد الالمونيوم الطبيعي ككشط هي أن الرواسب عادة ما تكون صغيرة وغير منتظمة الشكل وأن اكسيد الالمونيوم ذو جودة متغيرة. فهي ليست مصادر موثوقة للمواد ذات الجودة الثابتة اللازمة لتشغيل عملية التصنيع. أصبح اكسيد الالمونيوم ، المنتج باستخدام البوكسيت المكلس ، مصدرا أكثر موثوقية مع خصائص أكثر اتساقا. وقد حل محل اكسيد الالمونيوم الطبيعي في معظم المنتجات المصنعة.

الصنفرة أكسيد الألومنيوم يتم ذلك عن طريق ربط جزيئات متدرجة الحجم من اكسيد الالمونيوم (أكسيد الألومنيوم) في ورقة. إنه ورق صنفرة يستخدم على نطاق واسع في أعمال النجارة وغيرها من أعمال التصنيع. صورة فوتوغرافية

صخرة الصنفرة: عينة من صخرة الصنفرة غنية بالأكسيد والأسبنيل من بيكسكيل ، نيويورك. هذه العينة حوالي ست بوصات (خمسة عشر سم) عبر. غالبًا ما تم سحق الصنفرة ومعالجتها وفحصها لاستخدامها كمادة كاشطة صناعية.

ملفات الأظافر الصنفرة: "ألواح الصنفرة" هي منتج للعناية بالأظافر والأظافر يتم تصنيعه عن طريق لصق الأوراق الكاشطة على قطعة رقيقة من الورق المقوى. لقد حصلوا على أسمائهم في عام 1800 عندما تم استخدام الصنفرة المسحوقة كمادة كاشطة. لوحات الصنفرة اليوم ليست مصنوعة من الصنفرة. بدلاً من ذلك ، لدى الكثير منهم جانب خشن من اكسيد الالمونيوم الصناعي (أكسيد الألومنيوم) وجانب ناعم من جلخ العقيق. صورة فوتوغرافية

صنفرة

حجر الصنفرة عبارة عن صخرة حبيبية متحولة أو صخرية غنية بالأكسيد الألمونيوم. إنه مزيج من معادن الأكسيد ، وعادة ما يكون اكسيد الالمونيوم ، المغنتيت ، الإسبنيل و / أو الهيماتيت. هذا هو الشكل الأكثر شيوعا من اكسيد الالمونيوم الطبيعي الذي تم استخدامه لتصنيع المواد الكاشطة.

انخفض استخدام الصنفرة كمادة كاشطة بشكل كبير في العقود القليلة الماضية. تم استبداله بالكامل تقريبًا بكشط مصنّع مثل كربيد السيليكون. كربيد السيليكون لديه صلابة موس من 9 إلى 9.5. أنها غير مكلفة وعادة ما يؤدي أفضل من المواد الكاشطة الطبيعية المصنوعة من اكسيد الالمونيوم أو الصنفرة.

الياقوت مثل الياقوت والياقوت والياقوت الهوى: جوهرة الجودة اكسيد الالمونيوم هو مادة ثمينة وقيمة للغاية. عندما يكون لونه أحمر ساطع يسمى "روبي". عندما يكون اللون الأزرق يطلق عليه "الياقوت". عندما عديم اللون يطلق عليه "الياقوت الأبيض". ويطلق على اكسيد الالمونيوم بجودة الاحجار الكريمة من أي لون آخر "الياقوت الهوى". في الماضي ، تم إنتاج معظم اكسيد الالمونيوم في آسيا وأستراليا. في التسعينيات ، تم اكتشاف العديد من اكتشافات الأحجار الكريمة في أفريقيا. تم استخراج كل الحجارة في هذه الصورة في إفريقيا. يتم التعامل مع كل اكسيد الالمونيوم تقريبا عن طريق التسخين أو عملية أخرى لتحسين لونها.

أفضل طريقة للتعرف على المعادن هي الدراسة مع مجموعة من العينات الصغيرة التي يمكنك التعامل معها وفحصها ومراقبتها. مجموعات المعادن غير مكلفة متوفرة في متجر Geology.com.

استخدام الأحجار الكريمة

في سوق الأحجار الكريمة والمجوهرات ، يتم توجيه كل الاهتمام تقريبًا إلى مجموعة صغيرة من الأحجار الكريمة المعروفة باسم "الأربعة الكبار": الماس والياقوت والياقوت والزمرد. اثنان من هذه ، الياقوت والياقوت ، هي اكسيد الالمونيوم.

هذه الأحجار الكريمة الأكثر شعبية مطلوبة للغاية وتم استخراجها في أجزاء كثيرة من العالم لآلاف السنين. اليوم ، هناك حاجة لملايين الياقوت والياقوت كل عام لتلبية متطلبات سوق المجوهرات - من الأحجار التجارية الرخيصة الثمن التي تباع في مراكز التسوق والمتاجر الكبرى إلى العينات المذهلة المستخدمة في المصمم والمجوهرات المخصصة. يتجاوز الطلب على الأحجار الجذابة قدرات الألغام على العرض. ونتيجة لذلك ، ارتفعت الأسعار المدفوعة مقابل الأحجار الطبيعية الجذابة إلى مستويات عالية.

عندما يريد المستهلك "خاتم الياقوت" أو "قلادة الياقوت" ، فإنهم لا يهتمون عمومًا باستبدال الإسبنيل الأحمر أو الإيوليت الأزرق أو الأحجار الكريمة الجذابة الأخرى ذات اللون المماثل. انهم يريدون "روبي" أو يريدون "الياقوت". يعرض تجار المجوهرات ، وخاصة أولئك الذين يبيعون القطع والمجموعات بأقل من 500 دولار ، بشكل متزايد الأحجار الكريمة الاصطناعية أو "التي تم إنشاؤها من قبل المختبر" إلى جانب الأحجار الطبيعية في علب العرض الخاصة بهم.

المواد الاصطناعية لها نفس تكوين أكسيد الألومنيوم وهيكل بلوري مثل الياقوت الطبيعي والصفير. يتم إنتاج لونها أيضًا بواسطة نفس العناصر النزرة (كروم للياقوت والحديد مع التيتانيوم للياقوت).

لديهم نفس النداء البصري وعادة ما يكون مظهرهم البدني أفضل من الأحجار الطبيعية المماثلة في نفس السعر. نتيجة لذلك ، يسعد العديد من المستهلكين الآن شراء الأحجار الاصطناعية بكل سرور لأنهم يتلقون منتجًا أكثر جاذبية بسعر يمكنهم تحمله. على المدى الطويل ، من المرجح أن تستمر الأحجار الكريمة الاصطناعية في إزاحة الأحجار الطبيعية من السوق ، خاصة في النطاقين الأدنى والأوسط حيث يدرك المستهلكون السعر.

لا حرج في بيع أو شراء المجوهرات التي تحتوي على الأحجار الكريمة الاصطناعية طالما تم استيفاء شرطين: 1) يجب على البائع أن يكشف حقيقة أن الأحجار الكريمة هي منتجات من صنع الإنسان وليست منتجات طبيعية ؛ و 2) يفهم المشتري بوضوح أن الأحجار الكريمة اصطناعية ويصنعها الناس بدلاً من كونها منتجات طبيعية.

محامل ساعة اكسيد الالمونيوم: الياقوت (روبي) محامل في ساعة الجيب العتيقة مع حركة "جوهرة". في أوائل عام 1900 ، كان يستخدم اكسيد الالمونيوم كمحامل الجوهرة في الساعات.

محامل اكسيد الالمونيوم: رسم من محامل الجوهرة وحجر التاج (أحمر) يحمل عجلة محورية في ساعة ميكانيكية مزيتة بالزيت (أصفر). صورة المجال العام من قبل كريس Burks Chetvorno.

"جواهر" و "بلورات" في الساعات

في منتصف القرن التاسع عشر ، احتاج صانعو الساعات في سويسرا إلى محامل صغيرة كانت شديدة المقاومة للتآكل. اكتشفوا أنهم يمكنهم حفر حفرة في قطعة صغيرة من اكسيد الالمونيوم واستخدامها لتحمل سلس وعمر طويل. كان اكسيد الالمونيوم أصعب بكثير من المعادن المستخدمة في صنع الأجزاء المتحركة من الساعة ، وكان قادرًا على الصمود في وجه التآكل المستمر دون الفشل. كانت تسمى محامل اكسيد الالمونيوم "محامل الجوهرة" بعد نظرائهم الأحجار الكريمة.

أصبحت الساعات السويسرية و "حركات الجواهر" مشهورة في جميع أنحاء العالم لحياتها الطويلة وموثوقيتها. في أوائل عام 1900 ، حلت محامل اكسيد الالمونيوم الاصطناعية محل محامل اكسيد الالمونيوم الطبيعية في معظم الساعات السويسرية. كان اكسيد الالمونيوم الاصطناعية أكثر اتساقا من اكسيد الالمونيوم الطبيعي وكذلك كان أرخص وأسهل في الحصول عليها. هذا الاستخدام لمحامل الجواهر خلق سمعة إيجابية للساعات السويسرية التي تستمر حتى يومنا هذا - حتى في الوقت الذي يتم فيه استبدال الساعات الميكانيكية بالساعات الرقمية.

كما يستخدم الياقوت الصناعي عديم اللون في الساعات. إن متانته وبريقه الزجاجي ومقاومته للخدش يجعله غطاء شفافًا مثاليًا للوجه الميكانيكية أو الرقمية. تحمي هذه الأغطية الواضحة ، والمعروفة باسم "البلورات" ، وجه الساعة من الصدمات والأتربة والرطوبة والتآكل. يستخدم الياقوت الصناعي لهذا الغرض منذ ما يقرب من 100 عام.

اكسيد الالمونيوم: بول من اكسيد الالمونيوم الاصطناعية. بسبب اللون الأحمر ، يمكن أن يطلق عليه "روبي الاصطناعية". يتم استخدام مواد مثل هذه لمحامل الساعات والأحجار الكريمة ووسائط كسب الليزر والعديد من الأغراض الأخرى.

ليزر روبي: رسم تخطيطي لأول ليزر يعمل. لقد استخدم بلورة روبي رقيقة كوسط مكسب لها. صورة المجال العام بواسطة مختبر لورنس ليفرمور الوطني.

الليزر روبي

الالوان اكسيد الالمونيوم هو جزء أساسي من العديد من الليزر. في الواقع ، كان أول ليزر يعمل "ليزر روبي" ، الذي صنعه ثيودور ميمان في مختبرات هيوز للأبحاث في عام 1960. وقد استخدم كريستال روبي صناعي كـ "وسيط الكسب". وسيط الكسب هو مادة في الليزر هدفًا لدفعة ضوئية مكثفة.

يؤدي هذا الضوء إلى قفز الإلكترونات في وسط الكسب إلى مستوى طاقة أعلى مما يؤدي إلى انبعاث الفوتونات ، التي تضرب ذرات أخرى في وسط الكسب ، مما يؤدي إلى تحمسها وإصدار المزيد من الفوتونات. ينتج عن تفاعل السلسلة القصير هذا الضوء الشديد لحزمة الليزر. تتم تسمية ليزر بعد المواد المستخدمة كوسيلة كسب ، مثل "ليزر روبي" أو "ليزر ياقوت التيتانيوم" أو "ليزر YAG" (العقيق الألومنيوم الإيتريوم).

خلال بضعة عقود فقط ، أصبحت الليزر عناصر شائعة في مجتمعنا. تستخدم أشعة الليزر الصغيرة في مشغلات أقراص CD و DVD. تستخدم الليزر لقطع المعدن والحجر والمواد الصلبة الأخرى. يتم استخدام الليزر لإزالة الوشم ، وإجراء جراحة تجميلية ، وجراحة الساد ، وجراحة الليزك لتصحيح الرؤية.

نوافذ الماسح الضوئي اكسيد الالمونيوم: آلة السحب الذاتي مع نافذة ماسح الباركود في متجر للبيع بالتجزئة في هيوستن ، تكساس. من المحتمل أن تكون نافذة الماسحة الضوئية مصنوعة من اكسيد الالمونيوم الصناعي. صورة المجال العام بواسطة WhisperToMe.

استخدامات أخرى من اكسيد الالمونيوم

اكسيد الالمونيوم له العديد من الاستخدامات الأخرى. خامل كيميائيا ومقاومة للحرارة. هذه الخصائص تجعلها مادة مثالية لصنع المنتجات الحرارية مثل الطوب الحجري وبطانات الأفران وأثاث الفرن. اليوم ، هذه المنتجات عادة ما تكون مصنوعة من اكسيد الالمونيوم.

اكسيد الالمونيوم النقي عديم اللون ، شفاف ، متين ، ومقاوم للخدش. تزرع بلورات كبيرة من اكسيد الالمونيوم الشفاف ، وتُنشر في أوراق رقيقة ، ثم تُستخدم كنوافذ لماسحات متاجر البقالة ، وتشاهد البلورات ، ونوافذ الطائرات ، وأغطية واقية للأجهزة الإلكترونية.


شاهد الفيديو: How to Make Aluminum Oxide Al2O3 (شهر اكتوبر 2021).