Главная страница
Навигация по странице:

  • Характеристика минерала

  • Кристаллохимическое описание корунда α - корунд

  • Кристаллографическое описание корунда

  • Минералогическое описание корунда

  • Корунд. Корунд происхождение названия


    Скачать 1.86 Mb.
    НазваниеКорунд происхождение названия
    АнкорКорунд.docx
    Дата12.06.2018
    Размер1.86 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаКорунд.docx
    ТипДокументы
    #18394

    Корунд: происхождение названия

    Корунд - минерал, оксид алюминия Al2O3 (кристаллический глинозем). Название древнеиндийского происхождения (вероятно, от санскритского «каурунтака» или тамильского «курундам» – так именовали этот минерал в Индии и на Цейлоне; возможно, от санскритского «курувинда» – рубин). Другие названия корунда: хлор-сапфир, лейкосапфир, альмандиновый сапфир, восточный алмаз, виолет, бенгальский аметист, восточный аквамарин, восточный изумруд, восточный топаз, восточный хризолит, падпараджа, падпарадшах. Красные корунды называют рубинами, синие — сапфирами.



    Характеристика минерала

    Цвет корунда обычно синевато- или желтовато-серый; чистый корунд - белый, 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, ювелирные разности прозрачны. Блеск от стеклянного до алмазного («алмазный шпат» с четко проявленной отдельностью параллельно базису кристаллов). Твердость 9 (эталонный минерал шкалы Мооса, уступающий в твердости только алмазу), плотность 4. 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.

    Кристаллохимическое описание корунда

    α - корунд

    Соответствующая карточка в картотеке МИНКРИСТ: № 1028

    Химическая формула : Al2O3

    Пространственная группа: R 3(-)c

    Параметры ячейки: а = 4.7540 с = 12.9900

    Число формульных единиц элементарной ячейки : z = 6

    Молярная масса Al2O3 равна : М(Al2O3) = 101,96 г/моль

    Координационное число атомов алюминия по кислороду равно 6, соответствующий многогранник – октаэдр.

    Координационное число атомов кислорода по алюминию равно 4,

    Соответствующий многогранник – тетраэдр.

    Расчет рентгеновской плотности:

    ;

    А= 1.66 * 10-24 моль – пересчетный коэффициент

    Формула для расчета объема элементарной ячейки:

    Vрэ = a3(1-cos)12cosтак как сингония корунда тригональная

    Плотность корунда : ρ = 3.99 г/ см3
    Штрих – рентгенограмма



    CPDS – карточка


    Модель кристаллической структуры в шарах :



    В корунде крупные ионы кислорода (радиус 0.132 нм по В.Гольдшмидту) образуют двуслойную плотнейшую упаковку, 2/3 октаэдрических пустот занято ионами Al (радиус 0.057 нм, по В.Гольдшмидту), тетраэдрические позиции свободны.
    Информационная карта корунда :











    Кристаллографическое описание корунда

    Корунд относится к средней категории, тригональная сингония.

    Элементы симметрии: 1 тройная ось, 3 двойные оси, перпендикулярные тройной оси, 3 плоскости (под прямым углом к двойным осям) и центр симметрии.

    Структурный тип : α – корунд

    Параметры ячейки : а = b = 4.7540 c = 12.990, углы между осями составляют

    α = β = 90° γ = 120°

    Расчетная плотность : ρ = 3.99 г/ см3

    Пространственная группа : R 3(-)c

    Наиболее часто корунд представлен короткостолбчатыми кристаллами, у

    которых хорошо развиты грани гексагональной призмы и пинакоида. В

    меньшей степени выражены грани ромбоэдра и дипирамиды.

    Потенциальная энергия решетки : 16230 КДж\моль

    Ионная сила : ½ Σ nizi2 = 15

    Простые формы огранения :











    Минералогическое описание корунда

    Корунд - полигенный и широко распространённый минерал,

    присутствующий в различных минеральных ассоциациях, в некоторых из них

    он является породообразующим. В основном связан с геологическими

    образованиями магматического, постмагматического (пегматиты) и

    метаморфического генезиса. Акцессорный корунд приурочен к

    магматическим породам, их пегматитам и лампрофирам (Хибинский массив

    и Ильменские горы в России, Могок (Бирма) и др.). Вкрапленники корунда

    (сапфира) встречаются в щелочных базальтоидах (Таиланд, Австралия). На

    поверхности Земли корунд устойчив к воздействиям процессов

    выветривания и накапливается в россыпях. Ювелирные разновидности

    корунда (рубины, сапфиры и др.) добываются почти исключительно из

    россыпей различного генезиса.

    Нахождение корунда часто связано с корундовыми сиенитами и

    сиенит-пегматитами, образующими дайки и жилы в толщах щелочных

    сиенитов или гранито-гнейсов и гнейсов вблизи контактов их с массивами

    щелочных или нефелиновых сиенитов. Таковы месторождения Ильменских и

    Вишнёвых гор на Южном Урале (Россия), провинций Онтарио и Квебек в

    Канаде, Мадраса и Кашмира в Индии, острова Шри-Ланка (Цейлон) и другие.

    Среди ультраосновных пород и серпентинитов, в случае прорыва их

    дайками кислого или среднего состава (аплиты, анортозиты), в результате

    десиликации последних образуются специфические мелко-, средне - и

    грубозернистые породы, содержащие корунд - плюмазиты, марундиты,

    кыштымиты (содержание корунда в последних достигает 90%). Примером

    месторождений этого типа является Борзовское месторождение корунда на

    Урале (южная часть Вишнёвогорского щелочного комплекса). Интересно месторождение массива Рай-Из на Полярном Урале, где красивый

    карминово-красный корунд, размеры кристаллов которого

    достигают 20 см приурочен к дайкам плагиоклазитов, преимущественно к

    слюдитовым зонам в них.


    Наиболее красивые драгоценные разновидности корунда находят в

    виде кристаллов в кристаллических метасоматически изменённых

    известняках или в виде галек в аллювиальных отложениях,

    сформировавшихся за счет разрушения таких пород. Главные коренные

    месторождения рубинов находятся в Мьянме (Могок), Таиланде, Шри-Ланке

    (Ратнапура), Афганистане (Джегдалек), Кении и Танзании (верховья р. Умба),

    но основную массу драгоценных разновидностей корунда находят в

    россыпях.

    Общепризнано, что Таиланд является первоисточником чудесных

    сапфиров, хотя многие камни, проданные как таиландские (сиамские),

    происходят или из Бирмы, или из расположенных восточнее территорий.

    Район Бо-Пи-Рин близ Баттамбанга, Кампучия, дал значительную часть

    мировой добычи сапфиров. В «Холмах Драгоценных Камней» (так на

    местном диалекте называется это месторождение) найден ряд зеленых

    корундов. Многие «сиамские» сапфиры происходят из копей «Файлин» в

    Кампучии. Здесь встречаются также рубины и цирконы. В Таиланде

    добываются, кроме того, коричневые камни с характерной шелковистой

    структурой.

    В России корунды известны на месторождениях: Сигангойское

    (Красноярский край), Ильменские и Вишнёвые горы (Челябинская обл.,

    Ю.Урал), массив Рай-Из (Полярный Урал), "Косой Брод" (Ср. Урал), Хитостров

    в Северной Карелии, а также в Приморье и в Челябинской области. Ряд

    месторождений корунда известен на восточном склоне Урала - в

    Кыштымском районе, в верховьях р. Борзовки, в виде корундсодержащих

    плагиоклазовых жил среди ультраосновных пород, вдоль восточного берега

    оз. Иртяш, где среди метаморфических пород, в частности мраморов,

    располагаются линзообразной и неправильной формы тела наждака,

    содержащего хлоритоид и сульфиды. В Ильменских горах (Южный Урал)

    крупные кристаллы синевато-серого корунда находятся в сиенитовых

    пегматитах в полевых шпатах с мусковитом и самарскитом. В пределах

    хромитового месторождения Рай-Из (Полярный Урал) богатый хромом

    красный корунд в виде столбчатых кристаллов до дециметра в длину

    известен в флогопит-плагиоклазовых метасоматитах, образовавшихся при

    воздействии на ультраосновные породы кислых флюидов. В

    метасоматически измененных глиноземистых гнейсах и ассоциированных с

    ними амфиболитах совместно с кислым плагиоклазом, биотитом,

    альмандином и амфиболом метакристаллы розового корунда встречаются в

    Северной Карелии (Хитостров, Варацкое озеро и др.). Синий корунд с герцинитом, содалитом и биотитом обнаружен в. фенитизированных

    ксенолитах вмещающих пород среди нефелиновых сиенитов в ряде пунктов

    Хибинского щелочного массива (Кольский п-ов) (рис. 15). Образовавшиеся

    при метаморфизме бокситов агрегаты красного корунда с кианитом

    находятся в Чайнытском месторождении (Южная Якутия). Из проявлений

    россыпного корунда можно отметить зёрна сапфира в аллювии р. Кедровка в

    Приморском крае.



    Синтез корунда и его разновидностей

    К настоящему времени разработаны многочисленные методы

    выращивания кристаллов. В промышленности и лабораториях их паров,

    растворов, расплавов, из твёрдой фазы выращивают кристаллы, имеющие

    важное промышленное значение. Итак, теперь мы рассмотрим методы

    выращивания кристалла корунда и его ювелирных разновидностей.

    Искусственные разновидности корунда, несмотря на успешный синтез, не

    имеют такой большой спрос, как природные камни. Естественные камни,

    наоборот, стоят дорого.

    Синтез драгоценных ювелирных и технических камней по способу М.А.

    Вернейля считается классическим и является первым промышленным

    методом выращивания кристаллов корунда, шпинели и других

    синтетических кристаллов.В мире таким способов ежегодно

    выпускается около 200 т синтетического корунда и шпинели. Метод

    Вернейля заключается в следующем: к горелке с направленным вниз соплом

    через внешнюю трубу подводится водород, а через внутреннюю – кислород.

    В ток кислорода подается измельченный порошок окиси алюминия

    зернистостью около 20 мкм, полученный прокаливанием алюмоаммиачных

    квасцов, который при этом нагревается до определенной температуры и

    затем попадает в водородно-кислородное пламя гремучего газа, где он

    расплавляется. Внизу под соплом располагается стержень из спеченного

    корунда, выполняющего роль кристаллоносителя. На него стекает

    расплавленная окись алюминия, образуя шарик расплава. Стержень кристаллоносителя постепенно опускается со скоростью 5 – 10 мм/ч, при

    этом обеспечивается постоянное нахождение расплавленной растущей части

    корунда в пламени. На рисунке показана принципиальная схема установки

    для выращивания кристаллов этим методом. Диаметр образовавшихся

    кристаллов ("булек") обычно достигает 20 мм, длина 50 – 80 мм, иногда их

    размер гораздо больше. Бульки представляют собой поликристаллы. Для

    получения монолитного монокристалла бульку оплавляют путем подачи

    кислорода. При этом на оплавленной поверхности бульки часть кристаллов

    остается неразрушенной и они при последующем охлаждении бульки

    начинают расти за счет оплавленных разрушенных кристаллов.

    Для получения рубина к порошку окиси алюминия добавляют окись

    хрома, для синтеза сапфира – окись железа и титана, для синтеза

    александрито-подобного корунда – соли ванадия. Этим же методом

    выращивают синтетический рутил и титанат стронция.



    Второй распространенный метод выращивания синтетических

    кристаллов драгоценных камней – способ Чохральского. Он заключается в

    следующем: расплав вещества, из которого предполагается кристаллизовать

    камни, помещают в огнеупорный тигель из тугоплавкого металла (платины,

    родия, иридия, молибдена или вольфрама) и нагревают в высокочастотном

    индукторе. В расплав на вытяжном валу опускают затравку из материала

    будущего кристалла, и на ней наращивается синтетический материал до

    нужной толщины. Вал с затравкой постепенно вытягивают вверх со

    скоростью 1 – 50 мм/ч с одновременным выращиванием при частоте

    вращения 30 – 150 об/мин. Вращают вал, чтобы выровнять температуру

    расплава и обеспечить равномерное распределение примесей. Диаметр

    кристаллов до 50 мм, длина до 1 м. Методом Чохральского выращивают

    синтетический корунд, шпинель, гранаты, ниобат лития и другие искусственные камни.





    Применение

    Высокая твердость корунда определяет его практическое значение:

    порошок корунда применяется для шлифовки драгоценных камней,

    металлов, оптических стекол. Из сцементированных молотых корундовых

    пород изготавливают круги шлифовальных станков. Кроме того, в

    наклеенном на бумагу или полотно виде он дает наждачные шкурки.

    Рубин и сапфир – драгоценные камни. Рубины играют роль

    подшипников и опорных камней в часовых механизмах, обеспечивая

    высокую точность хода и продлевая их жизнь. Рубины и сапфиры

    используются в оптических квантовых генераторах (лазерах).

    Сапфир не реагирует с любыми кислотами и щелочами. Он

    противостоит высоким давлениям и температурам, жесткому

    радиоактивному излучению. Его можно сварить со стеклом и припаивать к

    металлу (иллюминаторы, позволяющие следить за процессом, протекающим

    в приборах и аппаратах, где царят вакуум, высокие температуры и давления,

    батискаф и др.). для этого используется прозрачный, бесцветный,

    искусственный сапфир. Сапфир в качестве датчика перепада давления

    находит применение для обнаружения аварийных участков магистральных

    газопроводов.

    Список использованной литературы :

    http://database.iem.ac.ru/mincryst/rus/s_carta.php?%EB%CF%D2%D5%CE%C4+1028

    http://webmineral.com/data/Corundum.shtml

    http://wiki.web.ru/wiki/%D0%9A%D0%BE%D1%80%D1%83%D0%BD%D0%B4

    http://mineralogya.narod.ru/princip.htm

    http://www.korund-nn.ru/

    Шаскольская М.П. Кристаллография .И.: «Высшая школа» 1984

    Элуэлл Д., Искусственные драгоценные камни. И.: «Мир» 1986

    Тетрадь с лекциями Кирсановой С.В. 2013 г.

    Российский химико-технологический университет

    им. Д. И. Менделеева

    Реферат

    Минерал Корунд

    Выполнил: студент группы С-35

    Ефимов Александр

    Проверила: Кирсанова Светлана

    Викторовна

    Москва 2013 г.

    Оглавление

    1)Корунд : происхождение названия

    2)Характеристика минерала

    3)Кристаллохимическое описание

    4)Кристаллографическое описание

    5)Минералогическое описание

    6)Синтез корунда и его разновидностей

    7)Применение

    8)Список использованной литературы
    написать администратору сайта