中國粉體網訊
氧化鋁
在廣義上，很多人認為氧化鋁是鋁的氧化物與鋁的氫氧化物等的統稱，是由鋁、氧和氫組成的一類化合物。
但嚴格來說，氧化鋁，即三氧化二鋁，化學式為Al2O3，是地殼內含量僅次于二氧化硅的氧化物，廣泛存在于長石、云母等礦物之中。工業上常常用天然礦物原料——鋁土礦進行提煉，以獲得氧化鋁。
來源：重慶任丙科技
氧化鋁晶體結構復雜，有許多同素異構體，可分為α、β、γ、δ、ε、ζ、η、θ、κ、λ、ρ、χ等十幾種晶型，α-Al2O3是穩定相，其余晶型為過渡相，在1200℃都會向α相轉換，轉換過程包括化學鍵的斷裂和組合，屬于晶格重組，需要非常大的能量，是一個不可逆的過程。α-Al2O3、γ-Al2O3已廣泛應用于工業。
α-Al2O3俗稱剛玉，屬于三方晶系，密度為3.96～4.01g/cm3，是一種化學性能非常穩定的無機非金屬材料，硬度高（莫氏硬度9），熔點高（2050℃），強度高，耐磨性好，耐腐蝕性好，電阻率高。所以α-Al2O3微粉在耐火材料、特種陶瓷、研磨材料、化工、電子等領域有著廣泛的應用。
γ-Al2O3屬于鋁離子不足的缺陷型尖晶石結構，屬于活性氧化鋁，在氧化鋁家族中應用較為廣泛，在吸附和催化劑及其載體領域發揮著至關重要的作用。
剛玉
剛玉是寶石礦物名稱，是自然界天然存在的α-Al2O3晶體，純剛玉無色，無瑕疵，但相當稀少。天然剛玉一般含微量Fe、Ti、Cr、Ni等，從而呈現黑色、深藍色、藍灰色、黃灰色、褐色、棕色等不同的顏色。
剛玉在用途上可分為寶石級剛玉和工業用剛玉。工業用剛玉主要用作高級研磨材料領域，可制成剛玉砂輪、研磨盤、研磨紙及研磨粉。用于金屬制品的磨光和加工制造，可作精密儀器快速轉動部分的軸承，超細粒剛玉粉廣泛用于磨修精密儀器的光學玻璃。
因天然剛玉產量供不應求，工業上便出現了人造剛玉。十九世紀末，Nroton公司成功研制棕剛玉，之后其種類也隨之增加。這些剛玉產品的主要區別在于氧化鋁的含量的不同，及其制造工藝的不同。
棕剛玉
來源：山東英格瓷四砂泰山磨料有限公司
棕剛玉中的主相是Al2O3（94.5%~97%），雜相為SiO2、CaO、Fe2O3、MgO等，呈棕褐色。具有高硬度和較高的韌性，并且成本低廉，是磨削領域最常用的磨料之一，常用作普通鋼材的磨削加工。
生產棕剛玉工藝流程：以鋁礬土、碳素和鐵屑為原料，通過配比計算之后將相應比例的原料填入電弧爐中進行熔化和熔煉，初步還原雜質氧化物，其中還原得到的雜質合金由于密度差異與剛玉熔體發生分離。之后繼續進行精煉，使雜質氧化物得到充分的還原，進一步提高純度，得到成分符合要求的剛玉熔體。然后將熔體倒入接包，自然冷卻得到剛玉熔塊。
白剛玉
來源：山東英格瓷四砂泰山磨料有限公司
白剛玉（WA）以氧化鋁粉為原料熔融結晶而成，與棕剛玉相比，在生產中對電弧爐的絕熱性能和透氣性能要求更高，其色澤潔白純度高，但晶體中存在殘余氣孔，質硬而脆，磨削時磨粒易破裂，但發熱小，適用于磨削淬火鋼、高碳鋼等。
微晶剛玉
微晶剛玉（MA）的冶煉過程與棕剛玉大致相同，但是需要將熔液通過流放措施進行急冷，得到的磨料顆粒由許多粒徑在300μm以下的微小晶粒組成。由于具有更優的韌性、自銳性和更高的強度，適用于碳素鋼、不銹鋼等的磨削加工。
鋯剛玉
鋯剛玉（ZA）以礬土或氧化鋁粉和鋯英石為原料，在電弧爐中熔煉而成，其中ZrO2占25%~45%，與其它種類磨料相比，韌性表現優異，可用于重負荷與精密磨削。
鉻剛玉
來源：山東英格瓷四砂泰山磨料有限公司
鉻剛玉（PA）是在熔煉白剛玉時加入氧化鉻而制得的，其色紫紅或玫瑰紅，韌性及制得磨具的耐用度高于白剛玉，可用于精密量具、儀表零件等精細工件的加工。
鐠釹剛玉
鐠釹剛玉（NA）是用氧化鋁粉、氧化鐠、氧化釹混合物在電弧爐中熔煉冷卻結晶得到的，含有少量稀土氧化物，韌性高于白剛玉，主要用于不銹鋼、高速鋼、球磨鑄鐵等的磨削。
黑剛玉
黑剛玉（BA）又名人造金剛砂，由鐵礬土與焦炭混合燒結而成，含有氧化鐵與少量雜質，價廉但硬度低、切削性能差。
藍寶石和紅寶石
來源：pexels
藍寶石與紅寶石實際上就是摻雜了少量不同氧化物的優質剛玉，紅寶石是紅色系列透明的寶石級剛玉晶體，藍寶石則是除紅色以外各種顏色透明的寶石級剛玉晶體，注意，藍寶石不僅僅是藍色。
除了用作寶石，憑借優異的物理、化學及光學性能，藍寶石在固體激光、紅外窗口、半導體芯片的襯底片、醫療等尖端技術中得到了廣泛應用。
小結
氧化鋁，即三氧化二鋁，化學式為Al2O3，它有很多晶型變化，常見的有α-Al2O3、γ-Al2O3等。
剛玉是寶石礦物名稱，是自然界天然存在的α-Al2O3晶體，因天然剛玉產量供不應求, 工業上便出現了人造剛玉，分為單晶剛玉和多晶剛玉。
藍寶石與紅寶石是摻雜了少量不同氧化物而呈現不同顏色的α-Al2O3單晶，也是一種優質單晶剛玉。
（中國粉體網/山川）
注：圖片非商業用途，存在侵權告知刪除
