刚玉

刚玉（英语：corundum）是一种由氧化铝（Al₂O₃）的结晶形成的成岩矿物。刚玉常含有少量的铁、钛、钒和铬离子^[2][3]。纯氧化铝结晶是无色的，但因为所含杂质不同，刚玉呈现不同的颜色。

刚玉
基本资料
类别	氧化物
化学式	氧化铝 - Al2O3
IMA记号	Crn[1]
施特龙茨分类	4.CB.05
戴纳矿物分类	4.3.1.1
晶体分类	复三方偏三角面体 (3m) H-M记号: (32/m)
晶体空间群	R3c
晶胞	a = 4.75 Å, c = 12.982 Å; Z=6[2]
性质
分子量	101.96 g·mol−1
颜色	棕至灰色, 红、橘、黄、蓝、紫色
晶体惯态	晶体通常呈板状或柱状
晶系	三方晶系
解理	无
断口	贝壳状至参差状
韧性/脆性	脆性
莫氏硬度	9
光泽	金刚石光泽至玻璃光泽
条痕	白色
透明性	透明至半透明
比重	3.95 - 4.1
光学性质	单轴(-)
折射率	nω=1.768 - 1.772 nε=1.760 - 1.763[3][4]
双折射	0.009
多色性	无
发光性	无
熔点	2,044 °C（3,711 °F）
主要品种
蓝宝石	所有颜色除了红色
红宝石	红色

宝石级刚玉之中，掺有金属铬的刚玉颜色鲜红，一般称之为红宝石；而蓝色或没有色的刚玉，普遍都会被归入蓝宝石的类别。刚玉的英文名corundum源于泰米尔语的குருந்தம்（罗马化：Kuruntam），起源于梵文的कुरुविन्द（罗马化：Kuruvinda），意为“红宝石”^[5]

合成刚玉

1837年马克·安托万·奥古斯特·戈丹（英语：Marc Antoine Auguste Gaudin）采用少量铬作为颜料，高温融化氧化铝，从而第一次获得了合成刚玉^[6]1847年，雅克-约瑟夫·埃贝尔蒙透过在硼酸中热融氧化铝获得了白色的合成刚玉。1877年，埃德蒙·弗雷米和奥古斯德·伐诺伊在超过两千度的高温下烧结氟化钡、氧化铝和少量的铬，获得了人造红宝石。1903年，伐诺伊宣称他可以用这一方法完成商业规模的红宝石生产。^[7]

结构和物理性质

刚玉晶体结构

刚玉具有三角对称结构，空间群R3c，标况下晶格参数为a = 4.75 Å，c = 12.982 Å。晶胞包括六个组成单元。在刚玉的晶格中，氧原子形成略微扭曲的六方紧密堆积结构，其中三分之二的八面体空隙填充有铝离子。

刚玉具有较高的硬度（摩氏硬度为9），以刚玉为主含有杂质较多的棕刚玉的摩氏硬度也可以达到8，都可以用来研磨大部分矿物。加之刚玉和金刚砂具有相对比钻石更低廉的价格，因此被广泛用于砂纸和各种研磨设备上，对金属、塑料和木材进行加工。除去高硬度之外，刚玉的密度为4.02 g/cm³，这在由低相对分子质量元素例如铝和氧组成的矿物中是十分高的^[8]。

刚玉图片

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