Corindon - Corundum
Corindon | |
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Général | |
Catégorie | Minéral oxyde – groupe Hématite |
Formule (unité répétitive) |
Oxyde d'aluminium , Al 2O 3 |
Classement de Strunz | 4.CB.05 |
Classement de Dana | 4.3.1.1 |
Système de cristal | Trigone |
Classe de cristal | Scalénoèdre hexagonal ( 3 m) Symbole HM : ( 3 2/m) |
Groupe d'espace | R 3 c (n ° 167) |
Cellule unitaire | a = 4,75 , c = 12,982 ; Z = 6 |
Identification | |
Couleur | Incolore, gris, brun doré, brun; violet, rose à rouge, orange, jaune, vert, bleu, violet ; peut être zoné de couleur, striée principalement de gris et de brun |
Habit de cristal | Cristaux raides bipyramidaux, tabulaires, prismatiques, rhomboédriques, massifs ou granuleux |
Jumelage | Jumelage polysynthétique commun |
Clivage | Aucun - séparation dans 3 directions |
Fracture | Conchoïdal à irrégulier |
Ténacité | Fragile |
Dureté à l'échelle de Mohs | 9 (minéral défini) |
Lustre | Adamantin à vitreux |
Traînée | Incolore |
Diaphanéité | Transparent, translucide à opaque |
Densité spécifique | 3.95-4.10 |
Propriétés optiques | Uniaxial (−) |
Indice de réfraction |
n ω = 1,767 à 1,772 N ε = 1,759 à 1,763 |
Pléochroïsme | Rien |
Point de fusion | 2 044 °C (3 711 °F) |
Fusibilité | Infusible |
Solubilité | Insoluble |
Modifie à | Peut s'altérer en mica sur les surfaces provoquant une diminution de la dureté |
Autres caractéristiques | Peut devenir fluorescent ou phosphorescent sous la lumière UV |
Les références | |
Principales variétés | |
Saphir | N'importe quelle couleur sauf le rouge |
Rubis | rouge |
Émeri | Corindon granuleux noir intimement mélangé avec de la magnétite , de l' hématite ou de l' hercynite |
Le corindon est une forme cristalline d' oxyde d'aluminium ( Al
2O
3) contenant typiquement des traces de fer , de titane , de vanadium et de chrome . Il est une roche formant du minéral . C'est un matériau naturellement transparent , mais qui peut avoir des couleurs différentes selon la présence d' impuretés de métaux de transition dans sa structure cristalline. Le corindon a deux variétés principales de pierres précieuses : le rubis et le saphir . Les rubis sont rouges en raison de la présence de chrome et les saphirs présentent une gamme de couleurs en fonction du métal de transition présent. Un type rare de saphir, le saphir padparadscha , est rose-orange.
Le nom "corindon" est dérivé du mot tamoul - dravidien kurundam (rubis-saphir) (apparaissant en sanskrit comme kuruvinda ).
En raison de la dureté du corindon (le corindon pur est défini comme ayant 9,0 sur l' échelle de Mohs ), il peut rayer presque tous les autres minéraux. Il est couramment utilisé comme abrasif sur le papier de verre et sur les gros outils utilisés dans l'usinage des métaux, des plastiques et du bois. L'émeri , une variété de corindon sans valeur en tant que pierre précieuse, est couramment utilisé comme abrasif. La teinte noirâtre d'Emery est causée par des impuretés d'hématite, de spinelle ou de magnétite.
En plus de sa dureté, le corindon a une densité de 4,02 g / cm 3 (251 lb / cu ft), qui est anormalement élevé pour un minéral transparent composé de la faible masse atomique des éléments aluminium et de l' oxygène .
Géologie et occurrence
Corindon se présente sous forme d' un minéral en mica schiste , gneiss et quelques billes en métamorphiques terrains . Il se produit également dans faible teneur en silice ignée syénite et néphéline syénite intrusives . D'autres occurrences se présentent sous forme de masses adjacentes à des intrusifs ultramafiques , associées à des dykes de lamprophyre et sous forme de gros cristaux dans des pegmatites . Il se présente généralement sous forme de minéral détritique dans les sables des ruisseaux et des plages en raison de sa dureté et de sa résistance aux intempéries. Le plus grand monocristal documenté de corindon mesurait environ 65 cm × 40 cm × 40 cm (26 po × 16 po × 16 po) et pesait 152 kg (335 lb). Le record a depuis été dépassé par certaines boules synthétiques .
Le corindon pour abrasifs est extrait au Zimbabwe, au Pakistan, en Afghanistan, en Russie, au Sri Lanka et en Inde. Historiquement, il a été extrait de gisements associés à des dunites en Caroline du Nord , aux États-Unis, et à partir d'une syénite à néphéline à Craigmont, en Ontario . Le corindon de qualité émeri se trouve sur l' île grecque de Naxos et près de Peekskill, New York , États-Unis. Le corindon abrasif est fabriqué synthétiquement à partir de bauxite .
Quatre haches en corindon datant de 2500 avant JC de la culture de Liangzhou ont été découvertes en Chine.
Corindon synthétique
- En 1837, Marc Antoine Gaudin fabrique les premiers rubis synthétiques en faisant réagir de l' alumine à haute température avec une petite quantité de chrome comme colorant .
- En 1847, J. J. Ebelmen fabriqua des saphirs synthétiques blancs en faisant réagir de l' alumine dans de l'acide borique .
- En 1877, Frenic et Freil fabriquaient du corindon en cristal dans lequel on pouvait tailler de petites pierres. Frimy et Auguste Verneuil ont fabriqué du rubis artificiel en fusionnant BaF
2et Al
2O
3 avec un peu de chrome à des températures supérieures à 2 000 °C (3 630 °F). - En 1903, Verneuil a annoncé qu'il pourrait produire des rubis synthétiques à l'échelle commerciale en utilisant ce procédé de fusion à la flamme .
Le procédé Verneuil permet la production de gemmes de saphir et de rubis monocristallins sans défaut de taille beaucoup plus grande que celle que l'on trouve normalement dans la nature. Il est également possible de cultiver du corindon synthétique de qualité gemme par croissance de flux et synthèse hydrothermale . En raison de la simplicité des méthodes impliquées dans la synthèse du corindon, de grandes quantités de ces cristaux sont devenues disponibles sur le marché à une fraction du coût des pierres naturelles.
Outre les utilisations ornementales, le corindon synthétique est également utilisé pour produire des pièces mécaniques (tubes, tiges, roulements et autres pièces usinées), des optiques anti-rayures, des cristaux de montres anti-rayures , des vitres d'instruments pour satellites et engins spatiaux (en raison de sa transparence dans l'ultraviolet à l'infrarouge) et les composants laser . Par exemple, les miroirs principaux du détecteur d'ondes gravitationnelles KAGRA sont des saphirs de 23 kg (50 lb), et Advanced LIGO a considéré des miroirs de saphir de 40 kg (88 lb). Le corindon a également été utilisé dans le développement d'armures en céramique grâce à sa grande rusticité.
Structure et propriétés physiques
Le corindon cristallise avec une symétrie trigonale dans le groupe d'espace R 3 c et a les paramètres de maille a = 4,75 et c = 12,982 aux conditions standard. La cellule unitaire contient six unités de formule.
La ténacité du corindon est sensible à la rugosité de surface et à l'orientation cristallographique. Elle peut être de 6 à 7 MPa·m 1/2 pour les cristaux synthétiques, et d'environ 4 MPa·m 1/2 pour les cristaux naturels.
Dans le réseau de corindon, les atomes d'oxygène forment un compactage hexagonal légèrement déformé , dans lequel les deux tiers des sites octaédriques entre les ions oxygène sont occupés par des ions aluminium. L'absence d'ions aluminium de l'un des trois sites brise la symétrie de l'empilement fermé hexagonal, réduisant la symétrie du groupe spatial à R 3 c et la classe cristalline à trigone. La structure du corindon est parfois décrite comme une structure pseudohexagonale.
Voir également
- Oxynitrure d'aluminium
- Gemme
- Spinelle – minéral naturel et synthétique souvent confondu avec le corindon