コランダムについて詳しく解説

導入

コランダム、または「アルファ アルミナ」は、結晶化した無水物で構成される鉱物種で、化学式は Al ₂ O ₃です。 α-Al ₂ O ₃とも呼ばれます。

コランダムの天然品種の中には貴重な石であるものもあります。ルビーとサファイアは、宝飾品で最も頻繁に使用される三二酸化アルミニウムの品種です。この石のエメリー品種は、その硬度により主に研磨材として、また耐火物として産業で広く使用されているセラミックです。

コランダムの硬度は、石が天然であろうと人工であろうと、モース硬度で 9 であり、ダイヤモンド(10) に次いで 2 番目に硬い天然鉱物です。この硬度は、ダイヤモンドの原子結合の共有結合の性質によって説明されますが、アルミナの場合、結合はイオンの性質を持っています。

結晶学

コランダムは、 Strukturbericht表記法で D5 ₁で示される構造を持っています。それは菱面体構造であり、空間群R 3 c (n°167) を持ちます。パターンは、菱面体の節点で繰り返される 2 つの逆 Al ₂ O ₃五面体で構成されます。そのメッシュパラメータは次のとおりです。

• a = 5.13 Å;
• α = 55.47° = 55°28’。

五面体は、高さ 2.7 Å (Al ³⁺ -Al ³⁺距離)、側面 (O ^2- -O ^2-距離) 2.49 Å です。

O ^2-イオンは緻密な六角形のネットワークを形成し、したがって AB 面が交互になります。 Al ³⁺イオンは八面体の格子間サイトの 3 分の 2 を占め、3 種類の面 a、b、c が交互に並んでいます。したがって、代替 AabBcaAbcBabAcaBbcAa… が得られます。この六角形の記述におけるメッシュ パラメータは次のとおりです。

• a = 4.76 Å;
• c = 12.97 Å。

前の説明と比較すると、五面体の O ^2-面間の距離はc /2 です。

ユーティリティ

宝石

赤い色の宝石はルビーと呼ばれ、他の色はすべてサファイアと呼ばれます。サファイアとルビーは4つの宝石の1つです。

研削

研磨剤であるコランダムは、特定の砥石に使用されますが、特にあらゆる種類の砥石に使用されます。この用法は古代、特にミノア・クレタ島と中国に遡るようです。

時計製造

• 多結晶コランダム

ルビーの形では、石と金属の摩擦が極端に減少するため、時計製造や鋼鉄列車の軸のピボットを支えるベアリングの製造に広く使用されています。一方、非常に高い相対圧力を考慮すると (ピボットの非常に小さな表面(最も薄いものでは直径^15/100分の 1 mm) に対して歯車によって伝達されるトルクを比較すると、時計のプレート自体が金属でできているため、オイルの効果が切れた後、金属間の摩擦により軸受が短期間で焼き付きを起こすことは避けられません（数年間連続して動作する時計では避けられない状態です）。

• 単結晶コランダム

コランダムの透明な形状は、主にベルヌイユ法で作られ、直径 8 cm までの円柱の形で入手でき、ダイヤモンド ツール (砥石) を使用して、傷のつきにくい時計のクリスタルを作るために使用される薄いスライスを切断することができます (ただし、ダイヤモンド、上記参照）、砂粒の摩耗に特に耐性があります。砂粒は石英でできているため、モース硬度が低くなります。

• 時計ケース

一部の時計メーカーは、コランダムを使用して、接着などによって組み立てられた 2 つの部品からなる完全な時計ケースを作成しようとさえ試みていますが、機械加工 (ダイヤモンドまたはレーザー ツール) の難しさにより、作成可能な形状の豊富さが制限されています。こちらです。スイスの時計メーカー、ハンス・ウルリッヒ・クリンゲンベルクは別として、特許を取得したプロセスと開発された製造技術のおかげでこの挑戦に成功しました。Century Time Gems Ltd.を参照してください。

しかし、これらの時計には、耐傷性クリスタルと同じ利点、つまり、ダイヤモンドによって誤って傷がつかない限り、永続的に不変であるという利点があります。