刚玉
[CAS# 1302-74-5]

基本信息

• 产品分类: 无机化工 >> 无机盐 >> 氧化物和过氧化物 >> 金属氧化物
• 英文名: Corundum
• 别名: APA 0.5; Abramant F 36; Abramax F 46; Abramax F 54; Alodur ZWSK 1T180; Alodur ZWSK 1T200; BA 95 325F; Ceralox APA 0.5; Cristalba CAHPF 240; Dermagrain 900; Dural F 30; Dural HT; Dural HT-F 24; Dural P 120; EB 99; EKF 100; EKF 500; Electrocorundum; F 220; F 240; F 280; F 280 (mineral); F 800; F 800 (mineral); FN 237
• 产品名称: 刚玉; 氧化铝
• 分子式: Al₂O₃
• 分子量: 101.96
• CAS 登录号: 1302-74-5
• EC 号码: 603-397-4
• 分子行输入简码SMILES: O=[Al]O[Al]=O

物理化学性质

• 密度: 14.05 g/cm^3*
• 熔点: 2054 ºc^**
• 折射率: 1.771^***

^* Gottfried, C.; Fortschritte Mineral. Kryst. Petrog. 1928, V12, P34-5.

^** Fomichev, E. N.; High Temperatures - High Pressures 1973, V5(1), P1-3.

^*** Kiselev, V. I.; Mineral. Tadzhikistana, Dushahbe 1979, (3), P158-61.

发现和应用

刚玉是氧化铝 (Al₂O₃) 的一种结晶形式，由于其出色的硬度和化学稳定性，是各行各业中最重要且应用最广泛的矿物之一。这种物质有着悠久的历史和广泛的应用，凸显了其在材料科学和工业中的重要性。

刚玉的发现可以追溯到古代，历史文献中提到它被用作磨料和宝石。这种矿物存在于各种地质环境中，包括变质岩、火成岩和冲积层。它自然呈现多种颜色，包括无色、蓝色（蓝宝石）和红色（红宝石），具体取决于微量元素的存在。刚玉是在高压和高温条件下形成的，这使其具有硬度和耐用性。

刚玉最重要的特性是其硬度，在莫氏硬度表上仅次于钻石。这一特性使其成为磨料生产中不可或缺的材料。通过拜耳法等方法生产的合成刚玉被广泛用作研磨、切割和抛光应用中的磨料。它能够有效地磨平其他材料，因此非常适合用于砂纸、砂轮和其他研磨工具。

除了用作磨料外，刚玉的硬度和化学惰性使其成为制造切削工具和工业机械的关键材料。例如，刚玉用于生产高性能切削工具和耐磨部件，这些部件需要出色的耐用性和耐磨性。它的用途扩展到各种工业应用，包括航空航天、汽车和金属加工行业。

刚玉的重要性还在于它作为宝石的作用。红色品种称为红宝石，蓝色品种称为蓝宝石，因其美丽而备受推崇，并用于制作高级珠宝。这些宝石的颜色变化是由于存在不同的微量元素，例如红宝石中的铬和蓝宝石中的铁和钛。这些宝石的美丽和稀有使它们在奢侈品市场上备受追捧。

通过 Verneuil 工艺或火焰熔融技术等方法生产的合成刚玉彻底改变了宝石行业。合成蓝宝石和红宝石不仅用于珠宝，还用于各种工业应用，包括高耐久性窗户、光学镜片和电子基板。控制合成刚玉的生长条件和纯度的能力使得能够创造具有定制特性和应用的材料。

除了在磨料和宝石中的应用外，刚玉还因其高熔点和耐化学性而被用作耐火材料。由刚玉制成的耐火砖用于高温炉、窑炉和反应堆，在这些炉子、窑炉和反应堆中，它们的耐久性和极端条件下的稳定性至关重要。

处理刚玉需要采取标准的安全预防措施，尤其是在处理其磨料形式时。刚玉磨料产生的粉尘可能对呼吸系统造成危害，应采取适当的防护措施以尽量减少接触。

正在进行的研究继续探索刚玉的新应用和改进。材料科学和工程的进步正在推动开发具有增强性能的新型合成刚玉材料，用于各种应用。

总之，刚玉是一种用途广泛且重要的材料，由于其硬度、化学稳定性和作为宝石的作用而具有广泛的应用范围。它的发现和发展对各个行业产生了重大影响，持续的研究有望进一步扩大其应用范围。

参考文献

1987. [A preliminary report on Al2O3-ceramic delayed implantation]. Zhonghua kou qiang yi xue za zhi = Zhonghua kouqiang yixue zazhi = Chinese journal of stomatology, 22(2).
URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/3476276

2023. Synthesis of Polyamide-Al2O3 Nanocomposite Membranes Using the Nanofiltration Phase Separation Method. The 6th Mechanical Engineering, Science and Technology (MEST 2022) International Conference.
DOI: 10.2991/978-94-6463-134-0_58

1990. Clinical experience with alumina ceramic transcutaneous connector to prevent skin-exit infection around CAPD catheter. Advances in peritoneal dialysis. Conference on Peritoneal Dialysis, 6.
URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1982797