主要成分為ɑ型氧化鋁(α-Al2O3)晶體,可作磨料用。剛玉的溶點高(約2050℃),熱穩定性好,硬度低於碳化矽。剛玉有天然的和人造的兩類。天然剛玉可用來製作砂佈(紙),或直接用於某些工件的研磨和拋光。裝飾用的紅寶石(含鉻)、藍寶石(含鈦)的主要成分為氧化鋁,也屬天然剛玉。人造剛玉大量用於工業上製造各種磨具,也也有的用作高級耐火材料。鐘表用的寶石軸承是由氧化鋁利用氫氧焰的高溫制成,也屬人造剛玉,俗稱人造紅寶石。

  人造剛玉磨料的品種和用途 表中列出各種人造剛玉磨料的特點和用途。

人造剛玉磨料的品種和用途

  人造剛玉磨料的制法 棕剛玉是將氧化鋁含量高的礬土配入無煙煤或焦炭等碳素材料和鐵屑,在電弧爐中熔煉而成。碳素材料的作用是還原礬土中的二氧化矽和氧化鐵等。鐵屑的作用是:①與還原瞭的矽、鐵等結成密度大於剛玉的鐵合金,與剛玉熔液分離沉於爐底;②使鐵合金具有較高的感磁性,以便將夾雜在剛玉中的鐵合金,通過磁選分離出來。煉得的熔液冷卻成結晶塊,再經破碎、篩分、磁選而成各種粒度的產品。煉得的熔液若快速冷卻則成為微晶剛玉;若控制還原程度,存留較多的二氧化矽、氧化鐵等雜質,可得黑剛玉。單晶剛玉是在上述爐料中再加入黃鐵礦煉得的,其熔塊經水解除去硫化鋁後,即得單晶體的剛玉顆粒。鋯剛玉用與冶煉棕剛玉相同的原料,外加氧化鋯含量高的原料(如鋯英砂)經冶煉制成,也有用氧化鋁粉和氧化鋯粉混合熔融而成的,成品中含氧化鋯10~40%。

  白剛玉是將高純度的氧化鋁粉,在電弧爐中熔化,把冷卻後的結晶塊再加工成各種粒度的產品。在熔化氧化鋁粉時,如加入適量的三氧化二鉻可得鉻剛玉。

  燒結剛玉磨料是將氧化鋁含量高的礬土或氧化鋁粉,磨細至10微米以下,加入適量的添加劑(如氧化鋯、氧化鎂)和粘結劑,經擠壓、切斷成短的細棒狀(約為直徑1毫米,長5毫米),在窯中燒結而成。(見彩圖)

磨料