刚玉，英文名：Corundum，在矿物学上属刚玉族。“刚玉”顾名思义它的硬度很高，莫氏硬度为9，仅次于金刚石，刚玉的比重为3.95-4.10，有六角柱体的晶格结构。刚玉Al2O3的同质异像主要有三种变体，分别为α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3。刚玉根据来源可以分为天然刚玉和人造刚玉，其中天然刚玉即是我们常见的各种颜色的红宝石和蓝宝石，而人造刚玉广泛用于工业生产之中。
天然刚玉：
刚玉矿物的宝石品种有红宝石、蓝宝石，它们是世界上公认的两大珍贵彩色宝石品种。刚玉属他色矿物，纯净时无色，当晶格中含有微量元素时可致色，只有透明且色彩鲜艳的刚玉才能做宝石。红宝石和我们的理解一样，是红色的刚玉宝石，刚玉中的Cr主要导致了红色。刚玉中含有不同的微量元素导致会不同的颜色，除去红色之外的所有刚玉宝石都称作蓝宝石，蓝刚玉宝石的颜色十分丰富，它几乎包括了可见光光谱中的橙、黄、绿、青、蓝、紫的所有颜色。人们对刚玉晶体的兴趣是源于它的坚硬、纯净、透明、颜色鲜艳及光彩夺目。刚玉被大量用于制作装饰品供人佩戴。1902年，法国科学家维纳尔用氧化铝作原料培育出红宝石大晶体，随后出现大量人造宝石工厂，并且宝石被广泛用做钟表、各种精密仪器，仪表及机械的轴承或耐磨、耐高温元件、激光元件等。
刚玉的化学成分主要是α- Al2O3晶体，属于离子晶体。可含有微量的杂质元素Fe，Ti，Cr，Mn，V等。杂质元素可以等价离子或异价离子形式代替晶格中的铝离子，也可以机械混入物形式存在于晶体中。
刚玉Al2O3的同质异像主要有三种变体，分别为α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3、，根据X衍射分析确还有η-Al2O3(等轴晶系)、ρ-Al2O3(晶系不确定)、χ-Al2O3(六方晶系)、κ-Al2O3(六方晶系)、δ-Al2O3(四方晶系)、θ-Al2O3(单斜晶系)。刚玉颜色多种，有无色、白、金黄(色素离子Ni、Cr)、黄(色素离子Ni)、红(色素离子Cr)、蓝(色素离子Ti、Fe)、绿(色素离子Co、Ni、V)、紫(Ti、Fe、Cr)、棕、黑(色素离子Fe)、白炽灯下蓝紫、日光灯下红紫效应(色素离子V)。
刚玉系造岩矿物，天然刚玉与区域岩浆及接触岩浆的作用有关系。在碱性岩浆中，如果Al2O3含量过剩，则可以结晶出刚玉。在伟晶岩浆阶段，花岗质伟晶岩因去硅作用，亦可形成刚玉矿床。在热液阶段，Al2O3是不活泼的组分，某些近地表的酸性、中性火山喷发岩受到岩浆后期的溶液作用，发生次生石英岩化，可形成刚玉、高铝矿物。富含铝质的粘土岩、页岩受到区域变质作用后，可形成刚玉矿床，在外生条件下，由于刚玉较稳定，因此也可形成沉积的刚玉矿床。可见，各种地质作用都可以形成刚玉矿床。
世界上产刚玉的国家主要有：哈萨克斯坦，南非、加拿大等。我国的河北、西藏、江苏、江西、山东等省区发现刚玉矿床。
人造刚玉：
大多数天然刚玉都含有杂质，所以工业上基本不使用天然刚玉。工业上使用的刚玉原料都是从含Al2O3矿物的矿石，如铝土矿、霞石、明矾石等提取的氧化铝，再由氧化铝粉制取。目前，世界上95％以上的氧化铝是用铝土矿生产出来的。主要是用拜耳法，少数采用烧结法、联合法及其他方法生产氧化铝。真正的Al2O3，同质异晶体有六种，α- Al2O3是高温稳定型晶体，其他的在高温下转化为α型且是不可逆的。人造刚玉可做磨料和耐火材料。纯度较高的为白色叫白刚玉，含有少量杂质的为棕色叫棕刚玉。由于它具有耐高温、硬度大、强度高、抗氧化、耐腐蚀、电绝缘、气密性好等优良性能，因此随着现代科学技术的发展，应用范围越来越大。
人造刚玉分类
按生产方法将刚玉分为：轻烧(1350～1550℃)刚玉(亦称轻烧 a-Al-O)，烧结(1750～1950℃)刚玉、电熔刚玉。
按晶体形态将刚玉分为：板状或片状刚玉、柱状刚玉、粒状刚玉、单晶刚玉、微晶刚玉、β刚玉、a、β-刚玉(前者与生产方法有关，β-刚玉及 a，仔刚玉与 Na，O含量有关系)。
按外观颜色将刚玉分为：白刚玉、棕刚玉、红刚玉(红宝石)，蓝刚玉(蓝宝石)，青刚玉、黑刚玉、白蓝刚玉(白蓝宝石)、紫刚玉，透明刚玉、黄刚玉。
按杂质种类将刚玉分为：铬刚玉、锆刚玉、钛刚玉、钒刚玉、镍刚玉、镨钕刚玉、锡刚玉，杂刚玉等。
人造刚玉的用途
由于人造刚玉具有优良的高温性质及机械强度等性能，因而被广泛应用到了研磨、抛光、冶金、机械、化工、电子、航空和国防等众多工业领域。
人造刚玉的磨料用途
刚玉晶体由于硬度高，耐磨性能好，摩擦系数小，磨耗后还能保持光泽，因此被大量用于磨料工业。刚玉磨料约占全部磨料的三分之二以上。我国解放后刚玉磨料工业得到迅速发展，1951 年试制成功棕刚玉，1955 年又试制成功白刚玉，现在刚玉磨料不但供应国内，还供应国际市场。到目前为止，耐火材料工业用的棕刚玉、白刚玉等原料还大部分依靠磨料工业部门供应。
人造刚玉的陶瓷用途
含α-Al2O3超过80%的高铝瓷诞生于 1930 年中期，随后在火花塞中加入大量α-Al2O3,1940 年中期，高铝瓷除了火花塞外，其他陶瓷也开始应用，并推广到各类电工陶瓷上。现在，刚玉陶瓷是高温陶瓷、电子陶瓷、生物陶瓷，工具陶瓷等的重要部分。
人造刚玉的耐火材料用途
电熔刚玉历史悠久，1909年美国就开始制造，并用于耐火材料。1934年，美国托马斯(Thomas)在其发明的竖窑中烧结得到板状氧化铝，1935年进行了中间试验并进入商品化生产烧结刚玉，大量用做耐火材料骨料始于 50 年代中期。日本 1967年前后开始使用电熔刚玉，1970 年前后开始使用烧结刚玉，同时开始生产烧结刚玉。除了用工业氧化铝做原料电熔白刚玉外，还用高铝矾土和矾土页岩电熔棕刚玉，这种棕刚玉因价格便宜被广泛用于耐火原料。我国在 20 世纪 50 年代就开始了刚玉耐火材料的研制和生产，在发展之初，主要是制作在特殊场合使用的耐高温部件和用于冶炼稀贵金属的坩埚材料，在发展过程中又逐渐发现它的高温性质及机械强度等优良性能，因而被广泛应用到了冶金、机械、化工、电子，航空和国防等许多新的科学技术领域。
人造刚玉的历史
改革开放以来，我国刚玉材料得到迅速发展，自 20 世纪 80 年代初期建起了刚玉原料基地—三门峡电熔刚玉厂以来，生产刚玉材料的厂家不断增多，仅河南就有上百家生产电熔刚玉、烧结刚玉的企业，其次山东、河北、江苏、陕西、山西、湖南、贵州等省也有一些生产刚玉的工厂。刚玉刚才不但用国内的高铝矾土电熔棕刚玉，用工业氧化铝电熔白刚玉，还利用我国天然的一等高铝矾土代替工业氧化铝电熔出Al2O3含量98，5%的亚白刚玉，用工业氧化铝电熔生产致密刚玉。不但用烧结法生产板状刚玉，还能用电熔法生产板状刚玉，并能用一步法生产烧结致密刚玉。不但能用机械粉碎法生产刚玉微粉及超微粉，还能用化学合成法生产 α- Al2O3。的超微粉。
我国生产的刚玉材料不但能满足本国市场需求，还大量出口国外。2006年成功的生产出含 AlO-99，2%的板状刚玉，打破了该产品长期靠国外公司垄断供应的局面。
生产刚玉的耐火材料厂家由过去东北及上海的几家，现在已发展到近百家，而且刚玉耐火材料的质量和品种也在逐年提高。国内不但能生产普通烧结刚玉制品、电熔刚玉制品、特种刚玉耐火制品，还能生产刚玉空心球及其制品、氧化铝耐火纤维、不定形刚玉耐火材料。
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