Природный корунд
Корунд представляет собой естественный минерал, состоящий из кристаллической окиси алюминия (Аl2Oз). В природе в чистом виде встречается редко. Кристаллы корунда содержат до 90% окиси алюминия. Наиболее частыми примесями являются окислы железа и кремния, придающие минералу различные цветовые оттенки. Его цветовые разновидности — сапфир, рубин используются в ювелирном деле. По твердости корунд уступает алмазу. Его твердостьпо шкале Moоса 9.
Название минерала происходит от санскритского «kuruntaka» или тамильского «kuruntam» (так именовали этот минерал в Индии и на Цейлоне); возможно, от санскритского «curuvinda», что в переводе означает «рубин». Цвет корунда обычно синевато- или желтовато-серый; чистый корунд – белого цвета, он окрашивается в разные цвета (красный, красно-коричневый, фиолетовый, синий или голубой, от желтого до оранжевого, зеленый) примесями элементов-хромофоров: хрома, железа, титана или ванадия. Цвета нередко чистые, яркие. Обычный корунд просвечивает, имеет блеск от стеклянного до алмазного («алмазный шпат» с четко проявленной отдельностью параллельно базису кристаллов).
Плотность корунда 3,9-4,1 г/см3, твердость по Моосу — 9 (что уступает только алмазу), микротвердость 1800-2400 кгс/мм2, механическая прочность — 5,5—13,7Н (560—1400гр).
Корунд – очень твердый кристаллический материал с большим содержанием оксида алюминия, белого цвета с розовыми или красными прожилками, означающими включения сапфира или рубина. Излом от раковистого до неровного. Сингония тригональная. Кристаллы весьма характерны; обычно они бочонковидные, таблитчатые, столбчатые (шестигранно-призматические), короткостолбчатые, реже конусообразные бипирамидальные. Часто встречается в массивных мелкозернистых агрегатах с выраженной тенденцией к псевдокубической отдельности.
Для образования корунда необходимы условия дефицита кремнезема и высокого содержания глинозема. Магматический акцессорный корунд встречается в сиенитах и нефелиновых сиенитах, в более крупных кристаллах присутствует в щелочных пегматитах. Иногда образуется в результате десиликации (потери кварца) гранитных пегматитов, залегающих в ультраосновных породах. Известен как продукт метаморфизма бокситов и других высокоглиноземистых пород. Развит в глубокометаморфизированных породах типа гнейсов, кристаллических сланцев, гранатовых амфиболитов, а также в мраморах. В зонах контактового метаморфизма высокоглиноземистых осадочных пород могут образоваться наждаки – тонкозернистые смеси корунда с магнетитом, гематитом, иногда со шпинелью, диаспором, хрупкими слюдами, гранатом и другими минералами.
Благодаря высокой твердости корунд издавна использовался как абразивный материал, но в настоящее время в этих целях применяется в основном искусственный корунд. В промышленных масштабах корунд не добывается, но при добыче других минералов может выделяться, например, наждака, который добывают на древнейшем (известном с античных времен) месторождении на острове Наксос в Кикладском архипелаге (Эгейское море, Греция), а также в США (Честер, шт. Массачусетс; близ Пикскила, шт. Нью-Йорк). В России месторождение наждака (несколько отличного по составу) расположено в Красноярском крае. Крупнейшее корундовое месторождение Семиз-Бугу находится в Казахстане
.
Прозрачные цветные корунды, без трещин (или почти без них), представляют собой дорогие ювелирные (драгоценные) камни. Красные корунды, окрашенные примесью хрома, называются рубинами, синие, окрашенные примесью железа и отчасти титана, - сапфирами. Так же называют и прозрачные корунды других цветов (кроме красного), в том числе бесцветный корунд – лейкосапфир. Некоторые разновидности сапфира и рубина, обработанные кабошоном, обнаруживают в направлении главной (вертикальной) кристаллографической оси эффект астеризма: в них появляется фигура правильной 6- или 12-лучевой звезды, лучи которой перемещаются по поверхности камня при его повороте. Такие камни – звездчатые сапфиры и звездчатые рубины – называют астериями, и они весьма высоко ценятся.
В настоящее время в промышленных масштабах производится искусственный корунд, включая его ювелирные разновидности - рубины и сапфиры разных цветов, а также звездчатые рубины и сапфиры. Искусственный рубин, получаемый в основном методом Вернейля (плавлением порошка глинозема в пламени водородно-кислородной горелки) или методом Чохральского (вытягиванием из расплава), нашел применение как материал для твердотельных лазеров, часовых камней, осей и цапф точных приборов, а также в ювелирном деле. Искусственные сапфиры используются в осветительной технике (особенно лейкосапфир) и в ювелирной промышленности.
Искусственный технический корунд абразивного применения производится методом рудотермической плавки из бокситного и глинозёмного сырья
Применение в качестве абразивного материала.
Природный корунд сослужил добрую службу промышленности с доисторических времён до и получения плавленных электрокорундов, появившихся благодаря развитию электрометаллургии. О его важной роли и традиционности в народном хозяйстве можно судить по тому, что сведения о залежах корунда упоминаются в геологических отчетах 60-х годов 20-го столетия, а в товарной номенклатуре ВЭД до сих пор существует графа 6804: «Жернова и камни точильные... из природных или абразивов...»
На базе месторождения природного корунда (Семиз-Бугу) в 30-е годы прошлого столетия даже был создан Кыштымский абразивный завод.
Много абразивного корунда добывали в Индии. Тусклый, почти непрозрачный корунд из Индии, будучи измельченным для получения шлифовального материала, известен под названием "алмазный шпат". Добытая корундовая руда измельчалась, сортировалась по величине зерна. Применялась в порошке и для изготовления из него искусственных кругов, брусков и шкурок.
В настоящее время природный корунд с содержанием Аl2Oз более 70% потерял своё промышленное значение и не добывается, шлифматериалы из него не производятся. Однако, одной из разновидностей природного корунда является "наждак" - это не нечто обобщенное, а конкретное название непрозрачного корунда с содержанием физического корунда менее 70%. Эта горная порода до сих пор применяется при изготовлении абразивного инструмента.