磨料的色泽成因以及特性

(1)刚玉磨料的色泽
纯净的a-Al2O3晶体是无色透明的。虽然白刚玉磨料的纯度很高，A12O3的含量可≥98.5%，但是白刚玉磨料是多晶体结构，光线在晶体中经过多次漫反射的缘故，所以白刚玉给人白色的感觉。氧化铬与氧化钛对刚玉磨料的色泽影响很大。少量的氧化铬使刚玉变成玫瑰红色泽，成为铬刚玉。少量的氧化钛使刚玉呈现棕色，成为棕刚玉。过度还原的棕刚玉，虽然氧化铝含量可达到98%以上，但氧化钛的含量小于1.5%，因此磨料成浅棕至灰白色。氧化铁对刚玉磨料的色泽也有较大的影响，会使磨料成黑色。杂质不但使刚玉磨料呈现各种色泽，而且使刚玉磨具着色。氧化铬使铬刚玉磨具也呈现玫瑰红色。由于磨料中的氧化钛被进一步氢化变成蓝色的缘故，在氧化钛与氧化铁的共同影响下，使棕刚玉和微晶刚玉的陶瓷磨具呈现蓝黑色。
(2)碳化硅磨料的色泽
纯碳化硅是无色透明的晶体。工业碳化硅因晶体中存在着各种杂质，所以有淡黄、浅绿、深绿、浅蓝、深蓝乃至黑色，透明程度依次降低。最常见的工业碳化硅是绿色的和黑色的。磨料行业把无色至绿色的称为绿碳化硅，把蓝色至黑色的称为黑碳化硅。
碳化硅的颜色与外来杂质有密切的关系。当晶体含氮时，呈现绿色。当硼以碳化物的形式引入时，会使晶体呈现黑色。当结晶中溶有较多的碳时，结晶也会呈现黑色。铝对碳化硅的色泽影响极大，能使产品呈现黑色或棕黑色，在炉料中的含量稍高一点就会增大冶炼绿碳化硅图1-15高纯度SiC的电阻的困难。铁对黑碳化硅影响不大，但铁较多时会有铁锈色率与温度的关系物质粘附在碳化硅表面，易使绿碳化硅陶瓷磨具色泽发红。碳化硅的颜色深浅与粒度大小有关，粒度粗时颜色较深，粒度细时颜色变浅，透明程度增加。
碳化硅的外观颜色除与晶体本身的色泽有关外，还与自然光在晶体表面薄膜中的干涉现象有关。工业碳化硅制造时在冷却过程中，表面会生成一层透明的二氧化硅薄膜。冷却不当时，易使膜增厚。在自然光照射下，薄膜的两个表面都会产生反射光。反射光相互干涉，在迭加处出现光干涉现象。同方向的反射光有光程差，光程差会因薄膜的厚度不同、反射角度不同而改变。如同在水面上飘浮的一层油膜会呈现色彩那样，这层二氧化硅薄膜可使碳化硅呈现绚丽的彩虹般色彩。这是碳化硅晶体表面呈色，不能与上述的结晶体本身色泽相混滑。用氢氟酸或氢氧化钠可除去这层薄膜，显示出碳化硅的本身色泽。