Les minéraux

Corindon



Le corindon a toujours été utilisé comme abrasif, mais il est surtout connu comme minéral de rubis et de saphir.


Corindon: Deux segments de cristal de corindon de l'Inde montrant la forme cristalline hexagonale et la séparation basale du minéral. Ces spécimens sont de couleur rouge et pourraient être appelés «corindon rubis».

Qu'est-ce que le corindon?

Le corindon est un minéral rocheux que l'on trouve dans les roches ignées, métamorphiques et sédimentaires. C'est un oxyde d'aluminium avec une composition chimique d'Al2O3 et une structure cristalline hexagonale.

Le minéral est largement connu pour son extrême dureté et pour le fait qu'il se trouve parfois comme de beaux cristaux transparents dans de nombreuses couleurs différentes. L'extrême dureté fait du corindon un excellent abrasif, et lorsque cette dureté se trouve dans de beaux cristaux, vous avez le matériau parfait pour tailler des pierres précieuses.

Le corindon naturel et synthétique est utilisé dans une grande variété d'applications industrielles en raison de sa ténacité, de sa dureté et de sa stabilité chimique. Ils sont utilisés pour fabriquer des roulements industriels, des fenêtres résistantes aux rayures pour les instruments électroniques, des plaquettes pour les cartes de circuits imprimés et de nombreux autres produits.

Cristaux de corindon: Photos de trois cristaux de corindon. À gauche se trouve un corindon commun du Transvaal, en Afrique du Sud, qui mesure environ 6 centimètres de hauteur. Au centre se trouve un corindon rubis de qualité gemme du Karnataka, en Inde, qui mesure environ 1,6 cm de hauteur. À droite, un corindon de saphir bleu du Sri Lanka d'environ deux centimètres de hauteur. Les trois spécimens et photos d'Arkenstone / www.iRocks.com.

Rendu célèbre par les rubis et les saphirs

La plupart des gens connaissent le corindon; cependant, très peu de gens le connaissent par son nom minéral - au lieu de cela ils le connaissent par les noms "rubis" et "saphir". Un spécimen de corindon de qualité gemme avec une couleur rouge foncé est connu sous le nom de «rubis». Un corindon de qualité gemme avec une couleur bleue est appelé un "saphir". Le corindon incolore est appelé «saphir blanc». Le corindon de toute autre couleur est appelé «saphir fantaisie».

Séparation du corindon: Segments cristallins hexagonaux de corindon séparés par séparation. Ces spécimens mesurent environ un centimètre de diamètre. Photo USGS par Andrew Silver.

Gneiss de corindon avec saphir: Un spécimen de gneiss de corindon de Gallatin Valley, Montana. Ce spécimen mesure environ douze centimètres de diamètre et a un verre saphir bleu rond sur le côté gauche.

Propriétés du corindon

Le corindon est un matériau exceptionnellement dur et résistant. C'est le troisième minéral le plus dur, après le diamant et la moissanite. Il sert de minéral indice pour une dureté de neuf sur l'échelle de dureté Mohs.

Sa dureté, sa densité élevée, ses cristaux hexagonaux et sa séparation sont de très bonnes propriétés diagnostiques à utiliser pour son identification. Un résumé des propriétés physiques du corindon est donné dans le tableau ci-dessous.

Propriétés physiques du corindon

Classification chimiqueOxyde
CouleurTypiquement gris à brun. Incolore à l'état pur, mais des traces de divers métaux produisent presque toutes les couleurs. Le chrome produit du rouge (rubis) et des combinaisons de fer et de titane produisent du bleu (saphir).
TraînéeIncolore (plus dur que la plaque de strie)
LustreAdamantine à vitreux
DiaphanéitéTransparent à translucide
ClivageAucun. Le corindon affiche une séparation perpendiculaire à l'axe C.
Dureté Mohs9
Gravité spécifique3,9 à 4,1 (très élevé pour un minéral non métallique)
Propriétés de diagnosticDureté, gravité spécifique élevée, cristaux hexagonaux se rétrécissant parfois en pyramide, séparation, éclat, fracture conchoïdale
Composition chimiqueAl2O3
Crystal SystemHexagonal
Les usagesHistoriquement utilisé comme abrasif. Les spécimens aux couleurs agréables ont une longue histoire d'utilisation des pierres précieuses.

Saphirs alluviaux du Montana: Une dispersion de petits saphirs alluviaux trouvés dans le Montana. Ces pierres bleues ne sont pas traitées et mesurent environ quatre à cinq millimètres de diamètre.

Présence géologique du corindon

Le corindon se trouve comme minéral primaire dans les roches ignées telles que la syénite, la syénite néphélinique et la pegmatite. Certains des gisements de rubis et de saphir les plus importants du monde se trouvent là où les gemmes ont résisté aux écoulements de basalte et se trouvent maintenant dans les sols et les sédiments de la pente descendante.

Le corindon se trouve également dans les roches métamorphiques dans des endroits où les schistes alumineux ou les bauxites ont été exposés au métamorphisme de contact. Le schiste, le gneiss et le marbre produits par le métamorphisme régional contiennent parfois du corindon. Certains des saphirs et des rubis de la plus haute qualité, couleur et clarté sont formés dans du marbre le long des bords des corps magmatiques souterrains.

La ténacité, la dureté élevée et la résistance chimique du corindon lui permettent de persister dans les sédiments longtemps après la destruction d'autres minéraux. C'est pourquoi il se trouve souvent concentré dans les dépôts alluviaux.

Ces gisements sont la source la plus importante de rubis et de saphirs dans plusieurs parties du monde. Les sources traditionnelles de rubis et de saphirs alluviaux comprennent la Birmanie, le Cambodge, le Sri Lanka, l'Inde, l'Afghanistan, le Montana et d'autres régions. Au cours des dernières décennies, plusieurs parties de l'Afrique, dont Madagascar, le Kenya, la Tanzanie, le Nigéria et le Malawi, sont devenues d'importants producteurs de rubis et de saphir.

Roues d'émeri: Une annonce proposant des roues d'émeri et de corindon, publiée en 1895 par la Springfield Manufacturing Company de Bridgeport, Connecticut. C'était à une époque où de l'émeri et du corindon authentiques étaient utilisés pour fabriquer les roues.

Dureté et utilisation comme abrasif

L'extrême dureté du corindon le rend particulièrement utile comme abrasif. Le corindon broyé est traité pour éliminer les impuretés, puis tamisé pour produire des granulés et des poudres de taille uniforme. Ils sont utilisés pour les supports de meulage, les composés de polissage, les papiers de verre, les meules et autres applications de coupe.

Certains problèmes liés à l'utilisation du corindon naturel comme abrasif sont dus au fait que les dépôts sont généralement petits, de forme irrégulière et que le corindon est de qualité variable. Ce ne sont pas des sources fiables de matériaux de qualité constante nécessaires pour exécuter un processus de fabrication. Le corindon synthétique, produit à partir de bauxite calcinée, est devenu une source plus fiable avec des propriétés plus cohérentes. Il a remplacé le corindon naturel dans la plupart des produits manufacturés.

Papier de verre oxyde d'aluminium est fait en attachant des particules de corindon synthétique (oxyde d'aluminium) à une taille de papier à une feuille de papier. C'est un papier de verre largement utilisé pour le travail du bois et d'autres travaux de fabrication. Photo

Emery rock: Un spécimen de roche émeri riche en corindon et spinelle de Peekskill, New York. Ce spécimen mesure environ six pouces (quinze centimètres) de diamètre. L'émeri a souvent été broyé, traité et tamisé pour être utilisé comme abrasif industriel.

Limes à ongles émeri: Les «planches d'émeri» sont un produit de manucure et de soin des ongles qui est fabriqué en collant des papiers abrasifs sur un mince morceau de carton. Ils ont obtenu leur nom dans les années 1800 lorsque de l'émeri broyé a été utilisé comme abrasif. Les planches d'émeri d'aujourd'hui ne sont pas faites d'émeri. Au lieu de cela, beaucoup d'entre eux ont un côté grossier de corindon synthétique (oxyde d'aluminium) et un côté fin d'abrasif grenat. Photo

Émeri

La pierre d'émeri est une roche granuleuse métamorphique ou ignée riche en corindon. Il s'agit d'un mélange de minéraux oxydés, généralement du corindon, de la magnétite, du spinelle et / ou de l'hématite. C'est la forme la plus courante de corindon naturel qui a été utilisée pour fabriquer des abrasifs.

L'utilisation d'émeri comme abrasif a considérablement diminué au cours des dernières décennies. Il a été presque entièrement remplacé par des abrasifs fabriqués tels que le carbure de silicium. Le carbure de silicium a une dureté Mohs de 9 à 9,5. Il est peu coûteux et fonctionne généralement mieux que les abrasifs naturels à base de corindon ou d'émeri.

Corindon en rubis, saphir et saphir fantaisie: Le corindon de qualité gemme est un matériau très précieux et précieux. Quand il est de couleur rouge vif, il est appelé «rubis». Lorsqu'il est bleu, il est appelé «saphir». Lorsqu'il est incolore, il est appelé «saphir blanc». Le corindon de qualité gemme de toute autre couleur est appelé "saphir fantaisie". Dans le passé, la plupart des corindons gemmes étaient produits en Asie et en Australie. Dans les années 1990, de nombreuses découvertes de corindons de gemmes ont été faites en Afrique. Toutes les pierres de cette photo ont été extraites en Afrique. Presque tous les corindons gemmes sont traités par chauffage ou par un autre procédé pour améliorer leur couleur.

La meilleure façon d'en apprendre davantage sur les minéraux est d'étudier avec une collection de petits spécimens que vous pouvez manipuler, examiner et observer leurs propriétés. Des collections minérales peu coûteuses sont disponibles dans la boutique Geology.com.

Utiliser comme une pierre précieuse

Sur le marché des pierres précieuses et des bijoux, presque toute l'attention se porte sur un petit groupe de pierres précieuses connues sous le nom de «Big Four»: diamant, rubis, saphir et émeraude. Deux d'entre eux, rubis et saphir, sont des corindons de pierres précieuses.

Ces joyaux les plus populaires sont très recherchés et ont été extraits dans de nombreuses parties du monde depuis des milliers d'années. Aujourd'hui, des millions de rubis et de saphirs sont nécessaires chaque année pour répondre aux exigences du marché de la joaillerie - des pierres commerciales bon marché vendues dans les centres commerciaux et les grands magasins aux spécimens spectaculaires utilisés dans les bijoux de créateurs et personnalisés. La demande de pierres attrayantes dépasse les capacités d'approvisionnement des mines. En conséquence, les prix payés pour des pierres naturelles attrayantes ont atteint des niveaux élevés.

Lorsqu'un consommateur veut une «bague en rubis» ou un «pendentif en saphir», il n'est généralement pas intéressé par la substitution d'un spinelle rouge, d'une iolite bleue ou d'une autre gemme attrayante de couleur similaire. Ils veulent du "rubis" ou du "saphir". Les bijoutiers de détail, en particulier ceux qui vendent des pièces et des ensembles pour moins de 500 $, présentent de plus en plus de gemmes synthétiques ou "créées en laboratoire" aux côtés des pierres naturelles dans leurs vitrines.

Les matériaux synthétiques ont la même composition d'oxyde d'aluminium et la même structure cristalline que les rubis et saphirs naturels. Leur couleur est également produite par les mêmes oligo-éléments (chrome pour le rubis et fer et titane pour le saphir).

Ils ont le même attrait optique et généralement une meilleure apparence physique que les pierres naturelles de taille similaire du même prix. En conséquence, de nombreux consommateurs achètent maintenant volontiers des pierres synthétiques car ils reçoivent un produit plus attrayant à un prix abordable. À long terme, les gemmes synthétiques continueront probablement à déplacer les pierres naturelles du marché, en particulier dans les gammes de prix inférieures et moyennes où les consommateurs sont très conscients du prix.

Il n'y a rien de mal à vendre ou à acheter des bijoux contenant des pierres précieuses synthétiques tant que deux conditions sont remplies: 1) le vendeur doit divulguer le fait que les pierres précieuses sont des produits de l'homme plutôt que des produits de la nature; et, 2) l'acheteur comprend clairement que les pierres précieuses sont synthétiques et faites par des personnes plutôt que d'être des produits de la nature.

Roulements de montres en corindon: Roulements en corindon (rubis) dans une montre de poche antique avec un mouvement "bijou". Au début des années 1900, le corindon synthétique était utilisé comme bijou dans les montres.

Roulements en corindon: Un dessin de roulements à billes et d'une pierre angulaire (rouge) tenant une roue pivotante dans une montre mécanique lubrifiée à l'huile (jaune). Image du domaine public par Chris Burks Chetvorno.

"Bijoux" et "Cristaux" dans Montres

Au milieu des années 1800, les horlogers suisses avaient besoin de minuscules roulements très résistants à l'abrasion. Ils ont découvert qu'ils pouvaient percer un trou dans un minuscule morceau de corindon et l'utiliser pour un roulement à longue durée de vie. Le corindon était beaucoup plus dur que les métaux utilisés pour fabriquer les pièces mobiles d'une montre, et il était capable de résister à l'abrasion continue sans faillir. Les roulements en corindon ont été appelés «roulements de bijoux» d'après leurs homologues en pierres précieuses.

Les montres suisses et leurs «mouvements de bijoux» sont devenus célèbres dans le monde entier pour leur longue durée de vie et leur fiabilité. Au début des années 1900, les roulements en corindon synthétique ont remplacé les roulements en corindon naturel dans la plupart des montres suisses. Le corindon synthétique était plus uniforme que le corindon naturel et était moins cher et plus facile à obtenir. Cette utilisation de roulements à bijoux a créé une réputation positive pour les montres suisses qui continue à ce jour - même si les montres mécaniques sont remplacées par des montres numériques.

Le saphir synthétique incolore est également utilisé dans les montres. Sa durabilité, son éclat vitreux et sa résistance aux rayures en font un revêtement transparent parfait pour le visage d'un appareil mécanique ou numérique. Ces couvertures transparentes, appelées «cristaux», protègent le cadran de la montre des chocs, de la poussière, de l'humidité et de l'abrasion. Le saphir synthétique est utilisé à cet effet depuis près de 100 ans.

Corindon synthétique: Une boule de corindon synthétique. En raison de sa couleur rouge, il pourrait être appelé "rubis synthétique". Un matériau comme celui-ci est utilisé pour les roulements de montre, les pierres précieuses, les médiums à gain laser et bien d'autres fins.

Laser rubis: Schéma du premier laser fonctionnel. Il a utilisé un cristal de rubis mince comme moyen de gain. Image du domaine public par Lawrence Livermore National Laboratory.

Lasers Rubis

Le corindon synthétique est un élément essentiel de nombreux lasers. En fait, le premier laser fonctionnant était un «laser à rubis», fabriqué par Theodore Maiman aux Hughes Research Labs en 1960. Il utilisait un cristal de rubis synthétique comme «milieu de gain». Le milieu de gain est un matériau dans le laser qui est la cible d'un intense éclat de lumière.

Cette lumière fait monter les électrons dans le milieu de gain à un niveau d'énergie plus élevé, provoquant l'émission de photons, qui frappent d'autres atomes dans le milieu de gain, ce qui les excite et émet plus de photons. Cette brève réaction en chaîne produit la lumière très intense d'un faisceau laser. Les lasers doivent leur nom au matériau utilisé comme moyen de gain, tel que "laser rubis" ou "laser saphir titane" ou "laser YAG" (grenat d'yttrium aluminium).

En quelques décennies seulement, les lasers sont devenus des éléments communs de notre société. De minuscules lasers sont utilisés dans les lecteurs CD et DVD. Les lasers sont utilisés pour couper le métal, la pierre et d'autres matériaux résistants. Les lasers sont utilisés pour enlever les tatouages, effectuer une chirurgie esthétique, une chirurgie de la cataracte et une chirurgie au LASIK pour la correction de la vision.

Fenêtres du scanner en corindon synthétique: Une machine de self-check-out avec une fenêtre de scanner de code-barres dans un magasin de détail à Houston, Texas. La fenêtre du scanner est probablement en corindon synthétique. Image du domaine public par WhisperToMe.

Autres utilisations du corindon

Le corindon a de nombreuses autres utilisations. Il est chimiquement inerte et résistant à la chaleur. Ces propriétés en font un matériau parfait pour la fabrication de produits réfractaires tels que la brique réfractaire, les revêtements de four et les meubles de four. Aujourd'hui, ces produits sont généralement fabriqués avec du corindon synthétique.

Le corindon pur est incolore, transparent, durable et résistant aux rayures. De gros cristaux de corindon synthétique transparent sont cultivés, sciés en feuilles minces, puis utilisés comme fenêtres des scanners d'épicerie, des cristaux de montre, des fenêtres d'avion et des housses de protection pour les appareils électroniques.


Voir la vidéo: Histoires de cailloux - Episode 48 - Le Corindon (Mai 2021).