Contenu
- Qu'est-ce que le corindon?
- Rendu célèbre par les rubis et les saphirs
- Propriétés du corindon
- Occurrence géologique du corindon
- Dureté et utilisation comme abrasif
- Émeri
- Utiliser comme une pierre précieuse
- "Bijoux" et "Cristaux" dans Montres
- Ruby Lasers
- Autres utilisations du corindon
Corindon: Deux segments de cristal de corindon de l’Inde montrant la forme cristalline hexagonale des minéraux et la séparation basale. Ces spécimens sont de couleur rouge et pourraient être appelés «corindon rubis». Copyright de l'image iStockphoto / Lissart.
Qu'est-ce que le corindon?
Le corindon est un minéral rocheux qui se trouve dans les roches ignées, métamorphiques et sédimentaires. C’est un oxyde d’aluminium de composition chimique Al2O3 et une structure cristalline hexagonale.
Le minéral est largement reconnu pour sa dureté extrême et pour le fait qu’il se trouve parfois sous la forme de beaux cristaux transparents de toutes les couleurs. La dureté extrême fait du corindon un excellent abrasif, et lorsque cette dureté est trouvée dans de beaux cristaux, vous avez le matériau idéal 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 dans la fabrication de roulements industriels, de fenêtres anti-rayures pour instruments électroniques, de plaquettes pour cartes de circuits imprimés et de nombreux autres produits.
Cristaux de corindon: Photos de trois cristaux de corindon. À gauche, un corindon commun de Transvaal, en Afrique du Sud, mesure environ 6 centimètres de hauteur. Au centre se trouve un corindon rubis de qualité gemme de Karnataka, en Inde, mesurant environ 1,6 cm de hauteur. À droite, un corindon bleu saphir du Sri Lanka mesure environ deux centimètres de hauteur. Tous les trois spécimens et photos par 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 sous son nom minéral - ils le connaissent plutôt par les noms "ruby" et "saphir". Un spécimen de corindon de qualité gemme avec une couleur rouge foncé est appelé «rubis». Un corindon de qualité bleue avec une couleur bleue est appelé "saphir". Le corindon incolore est connu sous le nom de "saphir blanc". Le corindon de toute autre couleur est appelé "saphir de fantaisie".
Corindon se séparant: Segments cristallins hexagonaux de corindon séparés par séparation. Ces spécimens mesurent environ un centimètre. Photo USGS par Andrew Silver.
Gneiss corindon avec saphir: Un spécimen de gneiss corindon de la vallée de Gallatin, dans le Montana. Ce spécimen mesure environ douze centimètres de diamètre et porte une glace saphir bleue ronde sur le côté gauche.
Propriétés du corindon
Le corindon est un matériau exceptionnellement dur et résistant. C'est le troisième minerai le plus dur, après le diamant et la moissanite. Il sert de minéral index pour une dureté de neuf sur l'échelle de dureté de 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 présenté dans le tableau ci-dessous.
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.
Occurrence géologique du corindon
Le corindon est un minéral de base dans les roches ignées telles que la syénite, la syénite néphéline et la pegmatite. Certains des plus importants gisements de rubis et de saphir du monde se trouvent là où les pierres précieuses ont résisté aux courants de basalte et se retrouvent maintenant dans les sols et les sédiments situés en aval.
Le corindon est également présent dans les roches métamorphiques à des endroits où des schistes alumineux ou des bauxites ont été exposés au métamorphisme de contact. Le schiste, le gneiss et le marbre produits par métamorphisme régional contiennent parfois du corindon. Certains des saphirs et des rubis de la plus haute qualité, couleur et netteté sont formés en marbre le long des bords des corps magma souterrains.
La ténacité, la dureté élevée et la résistance chimique des corindons lui permettent de persister dans les sédiments longtemps après la destruction des autres minéraux. C'est pourquoi on le trouve souvent concentré dans les dépôts alluviaux.
Ces gisements sont la source la plus importante de rubis et de saphirs dans plusieurs régions 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 régions d'Afrique, notamment 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 en émeri et corindon, publiée en 1895 par The Springfield Manufacturing Company de Bridgeport, Connecticut. C'était à une époque où le véritable émeri et le corindon étaient utilisés pour fabriquer les roues.
Dureté et utilisation comme abrasif
La dureté extrême 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 sablés, les meules et autres applications de coupe.
Certains problèmes liés à l’utilisation de corindon naturel en tant qu’abrasif sont le 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 au 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 abrasif à l'oxyde d'aluminium est fabriqué en collant des particules de corindon synthétique (oxyde d’aluminium) de différentes tailles sur une feuille de papier. C'est un papier de verre largement utilisé pour le travail du bois et d'autres travaux de fabrication.
Emery Rock: Un spécimen de roche émeri riche en corindon et en spinelle de Peekskill, New York. Ce spécimen mesure environ quinze centimètres de diamètre. L'émeri a souvent été broyé, traité et tamisé pour être utilisé comme abrasif industriel.
Limes à ongles Emery: Les «planches d'émeri» sont un produit de manucure et de soin des ongles fabriqué en collant des papiers abrasifs sur un mince morceau de carton. Ils ont obtenu leur nom dans les années 1800 lorsque l’émeri broyé était utilisé comme abrasif. Les planches d'émeri d'aujourd'hui ne sont pas fabriquées avec de l'émeri. Au lieu de cela, beaucoup d'entre eux ont un côté grossier de corindon synthétique (oxyde d'aluminium) et un fin côté d'abrasif grenat.
Émeri
La pierre d'émeri est une roche métamorphique ou ignée granulaire riche en corindon. C'est un mélange d'oxydes minéraux, typiquement du corindon, de la magnétite, du spinelle et / ou de l'hématite. Il s’agit de la forme la plus courante de corindon naturel utilisé dans la fabrication d’abrasifs.
L'utilisation d'émeri comme abrasif a considérablement diminué au cours des dernières décennies. Il a été presque complètement remplacé par des abrasifs manufacturés tels que le carbure de silicium. Le carbure de silicium a une dureté de Mohs de 9 à 9,5. Il est peu coûteux et donne généralement de meilleurs résultats que les abrasifs naturels à base de corindon ou d’émeri.
Corindon rubis, saphir et saphir fantaisie: Le corindon de qualité gemme est un matériau très prisé et précieux. Quand il est de couleur rouge vif, on l'appelle "rubis". Quand il est bleu on l’appelle "saphir". Lorsqu'il est incolore, on l'appelle un "saphir blanc". Le corindon de qualité gemme de toute autre couleur est appelé "saphir de fantaisie". Dans le passé, la plupart des gemmes de corindon étaient produites en Asie et en Australie. Dans les années 1990, de nombreuses découvertes de gemmes de corindon ont été faites en Afrique. Toutes les pierres sur cette photo ont été extraites en Afrique. Presque tous les corindons de gemmes sont traités par chauffage ou par un autre procédé pour améliorer leur couleur.
La meilleure façon d'apprendre sur les minéraux est d'étudier avec une collection de petits spécimens que vous pouvez manipuler, examiner et observer pour en connaître les propriétés. Des collections de minéraux peu coûteux sont disponibles dans le magasin.
Utiliser comme une pierre précieuse
Sur le marché des pierres précieuses et des bijoux, presque toute l’attention est portée sur un petit groupe de pierres précieuses appelées «les quatre grands»: diamant, rubis, saphir et émeraude. Deux d'entre eux, le rubis et le saphir, sont des corindons de pierres précieuses.
Ces joyaux les plus populaires sont très recherchés et sont exploités dans de nombreuses régions du monde depuis des milliers d'années. Aujourd'hui, des millions de rubis et de saphirs sont nécessaires chaque année pour répondre aux demandes du marché de la joaillerie - des pierres commerciales peu coûteuses vendues dans les centres commerciaux et les grands magasins aux spécimens spectaculaires utilisés dans les bijoux de créateurs et sur mesure. La demande de pierres attractives 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 souhaite un "anneau de rubis" ou un "pendentif en saphir", il n'est généralement pas intéressé par le remplacement d'un spinelle rouge, d'une iolite bleue ou de tout autre joyau de couleur similaire. Ils veulent "rubis" ou ils veulent "saphir". Les bijoutiers du commerce de détail, en particulier ceux qui vendent des pièces et des ensembles à moins de 500 $, présentent de plus en plus de pierres précieuses synthétiques ou "créées en laboratoire" aux côtés des pierres naturelles dans leurs vitrines.
Les matériaux synthétiques ont la même composition en oxyde d’aluminium et la même structure cristalline que les rubis et les saphirs naturels. Leur couleur est également produite par les mêmes oligo-éléments (chrome pour le rubis et fer avec titane pour le saphir).
Elles ont le même attrait optique et généralement un meilleur aspect physique que des pierres naturelles de même taille et 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 pierres précieuses synthétiques continueront probablement de déplacer les pierres naturelles du marché, en particulier dans les fourchettes de prix bas et moyens où les consommateurs sont très conscients du prix.
Il n’ya rien de mal à vendre ou à acheter des bijoux contenant des pierres de synthèse tant que deux conditions sont remplies: 1) le vendeur doit divulguer le fait que les pierres de couleur 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 fabriquées par des personnes plutôt que des produits de la nature.
Roulements de montre en corindon: Roulements de corindon (rubis) dans une montre de poche ancienne avec un mouvement "bijou". Au début des années 1900, le corindon synthétique était utilisé comme un bijou dans les montres. Copyright de l'image iStockphoto / RobertKacpura.
Roulements de corindon: Un dessin représentant des roulements à billes et une pierre angulaire (rouge) tenant une roue pivotante dans une montre mécanique lubrifiée à l'huile (jaune). Image du domaine public de 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 minuscule morceau de corindon et l'utiliser pour une longue durée de vie en douceur. 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 défaillance. Les roulements de corindon ont été appelés «roulements de bijou» 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 billes a créé une réputation positive pour les montres suisses, même si les montres mécaniques sont remplacées par des montres numériques.
Le saphir synthétique incolore est également utilisé dans les montres. Sa durabilité, son lustre vitreux et sa résistance aux rayures en font un revêtement transparent parfait pour le visage d'un appareil mécanique ou numérique. Ces couvercles transparents, appelés "cristaux", protègent la face de la montre des impacts, de la poussière, de l'humidité et de l'abrasion. Le saphir synthétique est utilisé à cette fin depuis près de 100 ans.
Corindon synthétique: Une boule de corindon synthétique. En raison de sa couleur rouge, on pourrait l'appeler "rubis synthétique". Un matériau comme celui-ci est utilisé pour les roulements de montre, les pierres précieuses, les supports de gain laser et bien d'autres choses encore.
Ruby Laser: Schéma du premier laser de travail. Il utilisait un mince cristal de rubis comme moyen de gain. Image du domaine public par le laboratoire national Lawrence Livermore.
Ruby Lasers
Le corindon synthétique est une partie essentielle de nombreux lasers. En fait, le premier laser de travail était un "laser à rubis", fabriqué par Theodore Maiman aux laboratoires de recherche Hughes en 1960. Il utilisait un cristal de rubis synthétique comme "milieu de gain". Le milieu à gain est un matériau dans le laser qui fait l’objet d’une intense lumière.
Cette lumière fait grimper les électrons dans le milieu de gain à un niveau d'énergie plus élevé, ce qui provoque l'émission de photons, qui heurtent d'autres atomes du milieu de gain, les excitant et émettant plus de photons. Cette brève réaction en chaîne produit la lumière très intense d'un faisceau laser. Les lasers portent le nom du matériau utilisé comme support de gain, tels que "laser ruby" ou "laser saphir titane" ou "laser YAG" (grenat d'yttrium et d'aluminium).
En quelques décennies, les lasers sont devenus des éléments courants de notre société. De minuscules lasers sont utilisés dans les lecteurs de CD et de DVD. Les lasers sont utilisés pour couper le métal, la pierre et d'autres matériaux difficiles. Les lasers sont utilisés pour éliminer les tatouages, effectuer des chirurgies esthétiques, de la cataracte et du LASIK pour la correction de la vue.
Scanner de corindon synthétique: Machine à caisse automatique avec fenêtre de lecture de codes à barres dans un magasin de détail à Houston, au Texas. La fenêtre du scanner est probablement en corindon synthétique. Image du domaine public de 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 idéal pour la fabrication de produits réfractaires tels que briques réfractaires, revêtements de fours et 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 clair sont cultivés, sciés en fines feuilles, puis utilisés comme fenêtres de scanneurs d’épiceries, de cristaux de montre, de fenêtres d’aéronefs et de capots de protection pour appareils électroniques.