Mineral

Korundum



Korundum secara historis telah digunakan sebagai abrasif, tetapi paling terkenal sebagai mineral ruby ​​dan safir.


Korundum: Dua segmen kristal korundum dari India menunjukkan bentuk kristal heksagonal mineral dan pemisahan basal. Spesimen ini berwarna merah dan mungkin disebut "ruby corundum."

Apa itu Korundum?

Korundum adalah mineral pembentuk batuan yang ditemukan di batuan beku, metamorf, dan sedimen. Ini adalah aluminium oksida dengan komposisi kimia Al2HAI3 dan struktur kristal heksagonal.

Mineral ini dikenal luas karena kekerasannya yang ekstrem dan fakta bahwa kadang-kadang ditemukan kristal transparan yang indah dalam berbagai warna. Kekerasan ekstrim membuat korundum menjadi abrasive yang sangat baik, dan ketika kekerasan itu ditemukan dalam kristal yang indah, Anda memiliki bahan yang sempurna untuk memotong batu permata.

Korundum alami dan sintetis digunakan dalam berbagai aplikasi industri karena ketangguhan, kekerasan, dan stabilitas kimianya. Mereka digunakan untuk membuat bantalan industri, jendela anti gores untuk instrumen elektronik, wafer untuk papan sirkuit, dan banyak produk lainnya.

Kristal korundum: Foto tiga kristal korundum. Di sebelah kiri adalah korundum umum dari Transvaal, Afrika Selatan, yang tingginya sekitar 6 sentimeter. Di tengah adalah permata ruby ​​korundum berkualitas dari Karnataka, India, yaitu sekitar 1,6 sentimeter. Di sebelah kanan adalah korundum safir biru dari Sri Lanka yang tingginya sekitar dua sentimeter. Ketiga spesimen dan foto oleh Arkenstone / www.iRocks.com.

Dipopulerkan oleh Rubi dan Safir

Kebanyakan orang akrab dengan korundum; namun, sangat sedikit orang yang mengetahuinya dengan nama mineral - sebaliknya mereka mengetahuinya dengan nama "ruby" dan "safir." Spesimen korundum berkualitas batu permata dengan warna merah tua dikenal sebagai "ruby." Korundum berkualitas batu permata dengan warna biru disebut "safir." Korundum tak berwarna dikenal sebagai "safir putih." Korundum dari warna lain dikenal sebagai "safir mewah."

Pemisahan korundum: Segmen kristal heksagonal korundum yang telah dipisahkan oleh perpisahan. Spesimen ini berukuran sekitar satu sentimeter. Foto USGS oleh Andrew Silver.

Korundum gneiss dengan safir: Spesimen korundum gneiss dari Gallatin Valley, Montana. Spesimen ini sekitar dua belas sentimeter dan memiliki kristal safir biru bulat di sisi kiri.

Sifat-sifat Korundum

Korundum adalah bahan yang sangat keras dan tangguh. Ini adalah mineral tersulit ketiga, setelah berlian dan moissanite. Ini berfungsi sebagai mineral indeks untuk kekerasan sembilan pada Skala Kekerasan Mohs.

Kekerasannya, gravitasi jenisnya yang tinggi, kristal heksagonal dan parting adalah sifat diagnostik yang sangat baik untuk digunakan dalam identifikasi. Ringkasan sifat fisik korundum diberikan dalam tabel di bawah ini.

Sifat Fisik Korundum

Klasifikasi kimiaOksida
WarnaBiasanya abu-abu hingga coklat. Tidak berwarna ketika murni, tetapi jumlah jejak berbagai logam menghasilkan hampir semua warna. Kromium menghasilkan merah (ruby) dan kombinasi besi dan titanium menghasilkan biru (safir).
GarisTidak berwarna (lebih sulit dari pada streak plate)
KilauAdamantine menjadi vitreous
DiaphaneityTransparan hingga transparan
PembelahanTidak ada Korundum menampilkan perpisahan tegak lurus terhadap sumbu-c.
Mohs Hardness9
Berat jenis3,9 hingga 4,1 (sangat tinggi untuk mineral bukan logam)
Properti DiagnostikKekerasan, gravitasi spesifik tinggi, kristal heksagonal kadang-kadang meruncing ke piramida, perpisahan, kilau, fraktur conchoidal
Komposisi kimiaAl2HAI3
Sistem KristalHeksagonal
PenggunaanSecara historis digunakan sebagai abrasif. Spesimen dengan warna-warna yang menyenangkan memiliki sejarah panjang penggunaan batu permata.

Safir aluvial Montana: Sebaran safir aluvial kecil ditemukan di Montana. Batu-batu biru ini tidak dirawat dan berukuran sekitar empat hingga lima milimeter.

Kejadian Geologis Korundum

Korundum ditemukan sebagai mineral utama pada batuan beku seperti syenite, nepheline syenite, dan pegmatite. Beberapa endapan ruby ​​dan safir yang paling penting di dunia ditemukan di mana permata telah mengalami pelapukan dari aliran basal dan sekarang ditemukan di tanah dan endapan lereng.

Korundum juga ditemukan di batuan metamorf di lokasi di mana serpihan alumunium atau bauksit telah terpapar dengan metamorfisme kontak. Schist, gneiss, dan marmer yang diproduksi oleh metamorfisme regional terkadang mengandung korundum. Beberapa batu safir dan rubi dengan kualitas, warna, dan kejernihan tertinggi terbentuk pada marmer di sepanjang tepi badan magma bawah permukaan.

Ketangguhan korundum, kekerasan tinggi, dan ketahanan kimia memungkinkannya bertahan dalam sedimen lama setelah mineral lainnya dihancurkan. Inilah sebabnya mengapa sering ditemukan terkonsentrasi di endapan aluvial.

Deposito ini adalah sumber terpenting batu rubi dan safir di beberapa bagian dunia. Sumber-sumber tradisional dari batu aluvial dan safir meliputi Burma, Kamboja, Sri Lanka, India, Afghanistan, Montana, dan daerah lainnya. Dalam beberapa dekade terakhir, beberapa bagian Afrika, termasuk Madagaskar, Kenya, Tanzania, Nigeria, dan Malawi, telah menjadi produsen penting ruby ​​dan safir.

Roda ampelas: Ampelas dan roda korundum penawaran iklan, diterbitkan pada tahun 1895 oleh The Springfield Manufacturing Company of Bridgeport, Connecticut. Ini adalah saat ampelas asli dan korundum digunakan untuk membuat roda.

Kekerasan dan Penggunaan sebagai Abrasive

Kekerasan ekstrem korundum membuatnya sangat berguna sebagai bahan abrasif. Korundum yang dihancurkan diproses untuk menghilangkan kotoran dan kemudian disaring untuk menghasilkan butiran dan serbuk berukuran seragam. Ini digunakan untuk media gerinda, senyawa pemoles, kertas pasir, roda gerinda, dan aplikasi pemotongan lainnya.

Beberapa masalah dengan menggunakan korundum alami sebagai abrasif adalah bahwa endapan biasanya kecil, bentuknya tidak beraturan, dan korundum memiliki kualitas yang bervariasi. Mereka bukan sumber andal dari bahan berkualitas konsisten yang diperlukan untuk menjalankan proses manufaktur. Korundum sintetis, diproduksi menggunakan bauksit yang dikalsinasi, telah menjadi sumber yang lebih andal dengan sifat yang lebih konsisten. Ini telah menggantikan korundum alami di sebagian besar produk manufaktur.

Amplas aluminium oksida dibuat dengan melampirkan ukuran partikel dinilai korundum sintetis (aluminium oksida) ke selembar kertas. Ini adalah amplas yang banyak digunakan untuk pengerjaan kayu dan pekerjaan manufaktur lainnya. Foto

Batu amril: Spesimen batuan ampelas yang kaya akan korundum dan spinel dari Peekskill, New York. Spesimen ini sekitar enam inci (lima belas sentimeter). Amril sering dihancurkan, diproses, dan disaring untuk digunakan sebagai bahan abrasif industri.

File kuku ampelas: "Emery board" adalah produk manikur dan perawatan kuku yang dibuat dengan menempelkan kertas abrasif pada selembar karton tipis. Mereka mendapatkan nama mereka di tahun 1800-an ketika ampelas yang dihancurkan digunakan sebagai abrasif. Papan ampelas hari ini tidak dibuat dengan ampelas. Sebaliknya, banyak dari mereka memiliki sisi kasar korundum sintetis (aluminium oksida) dan sisi halus dari garnet abrasif. Foto

Amril

Ampelas batu adalah butiran metamorf atau batuan beku yang kaya akan korundum. Ini adalah campuran mineral oksida, biasanya korundum, magnetit, spinel dan / atau hematit. Ini adalah bentuk korundum alami yang paling umum yang telah digunakan untuk memproduksi abrasive.

Penggunaan ampelas sebagai abrasif telah menurun secara signifikan dalam beberapa dekade terakhir. Ini hampir sepenuhnya digantikan oleh abrasive yang diproduksi seperti silikon karbida. Silikon karbida memiliki kekerasan Mohs dari 9 hingga 9,5. Ini tidak mahal dan biasanya berkinerja lebih baik daripada abrasive alami yang terbuat dari korundum atau ampelas.

Korundum sebagai ruby, safir, dan safir mewah: Korundum berkualitas permata adalah bahan yang sangat berharga dan berharga. Ketika berwarna merah terang itu disebut "ruby." Ketika warnanya biru disebut "safir." Ketika tidak berwarna itu disebut "safir putih." Korundum berkualitas permata dari warna lain apa pun disebut "safir mewah." Di masa lalu, sebagian besar permata korundum diproduksi di Asia dan Australia. Pada 1990-an, banyak penemuan permata korundum dibuat di Afrika. Semua batu di foto ini ditambang di Afrika. Hampir semua permata korundum dirawat dengan pemanasan atau proses lain untuk memperbaiki warnanya.

Cara terbaik untuk belajar tentang mineral adalah belajar dengan koleksi spesimen kecil yang dapat Anda tangani, periksa, dan amati propertinya. Koleksi mineral murah tersedia di Geology.com Store.

Gunakan sebagai Gemstone

Di pasar batu permata dan perhiasan, hampir semua perhatian tertuju pada sekelompok kecil permata yang dikenal sebagai "empat besar": berlian, ruby, safir, dan zamrud. Dua di antaranya, ruby ​​dan safir, adalah permata korundum.

Permata yang paling populer ini sangat dicari dan telah ditambang di banyak bagian dunia selama ribuan tahun. Saat ini, jutaan rubi dan safir diperlukan setiap tahun untuk memenuhi permintaan pasar perhiasan - dari batu komersial murah yang dijual di mal dan department store hingga spesimen spektakuler yang digunakan dalam perancang dan perhiasan khusus. Permintaan akan batu yang menarik melebihi kemampuan tambang untuk memasok. Akibatnya, harga yang dibayarkan untuk batu alam yang menarik telah naik ke tingkat yang tinggi.

Ketika seorang konsumen menginginkan "cincin ruby" atau "liontin safir," mereka umumnya tidak tertarik untuk mengganti spinel merah, iolit biru, atau permata menarik lainnya dengan warna yang sama. Mereka ingin "ruby" atau mereka ingin "safir." Perhiasan eceran, terutama yang menjual barang dan set dengan harga di bawah $ 500, telah semakin menghadirkan permata sintetis atau "buatan laboratorium" di samping batu alam dalam etalase mereka.

Bahan sintetis memiliki komposisi aluminium oksida dan struktur kristal yang sama seperti batu rubi alami dan safir. Warna mereka juga diproduksi oleh elemen jejak yang sama (kromium untuk ruby ​​dan besi dengan titanium untuk safir).

Mereka memiliki daya tarik optik yang sama dan biasanya penampilan fisik yang lebih baik daripada batu alam ukuran serupa dengan harga yang sama. Akibatnya, banyak konsumen sekarang dengan senang hati membeli batu sintetis karena mereka menerima produk yang lebih menarik dengan harga yang mereka mampu. Dalam jangka panjang, permata sintetis cenderung terus menggusur batu alam dari pasar, terutama dalam kisaran harga menengah ke bawah di mana konsumen sangat sadar akan harga.

Tidak ada yang salah dengan menjual atau membeli perhiasan yang mengandung batu permata sintetis selama dua syarat terpenuhi: 1) penjual harus mengungkapkan fakta bahwa batu permata adalah produk manusia daripada produk alam; dan, 2) pembeli jelas memahami bahwa batu permata itu sintetis dan dibuat oleh orang daripada menjadi produk alam.

Bantalan menonton korundum: Bantalan korundum (ruby) dalam arloji saku antik dengan gerakan "permata". Pada awal 1900-an, korundum sintetis digunakan sebagai bantalan permata di jam tangan.

Bantalan korundum: Gambar bantalan permata dan batu penjuru (merah) yang memegang roda pivot dalam arloji mekanis yang dilumasi oleh minyak (kuning). Gambar domain publik oleh Chris Burks Chetvorno.

"Jewels" dan "Crystals" in Watches

Pada pertengahan 1800-an, pembuat arloji di Swiss membutuhkan bantalan kecil yang sangat tahan terhadap abrasi. Mereka menemukan bahwa mereka dapat mengebor lubang ke sepotong korundum kecil dan menggunakannya untuk bantalan yang tahan lama dan tahan lama. Korundum jauh lebih sulit daripada logam yang digunakan untuk membuat bagian-bagian yang bergerak dari arloji, dan mampu bertahan terhadap abrasi terus menerus tanpa gagal. Bantalan korundum disebut "bantalan permata" setelah rekan-rekan batu permata mereka.

Jam tangan Swiss dan "gerakan permata" mereka menjadi terkenal di seluruh dunia karena umur panjang dan keandalannya. Pada awal 1900-an, bantalan korundum sintetis menggantikan bantalan korundum alami di sebagian besar jam tangan Swiss. Korundum sintetis lebih seragam daripada korundum alami serta lebih murah dan lebih mudah diperoleh. Penggunaan bantalan permata ini menciptakan reputasi positif untuk jam tangan Swiss yang berlanjut hingga hari ini - bahkan saat jam tangan mekanik sedang digantikan oleh jam tangan digital.

Safir sintetis tidak berwarna juga digunakan di jam tangan. Daya tahan, kilau kaca, dan tahan tergores menjadikannya penutup transparan sempurna untuk wajah mekanik atau digital. Selimut bening ini, yang dikenal sebagai "kristal" melindungi wajah arloji dari benturan, debu, kelembapan, dan abrasi. Safir sintetis telah digunakan untuk tujuan ini selama hampir 100 tahun.

Korundum sintetis: Sebuah boule korundum sintetis. Karena warnanya yang merah, itu bisa disebut "ruby sintetis." Bahan seperti ini digunakan untuk bantalan jam tangan, batu permata, media penguatan laser, dan banyak tujuan lainnya.

Laser Ruby: Diagram dari laser yang bekerja pertama. Ini menggunakan kristal ruby ​​tipis sebagai media penguatannya. Gambar domain publik oleh Lawrence Livermore National Laboratory.

Laser Ruby

Korundum sintetis adalah bagian penting dari banyak laser. Faktanya, laser pertama yang bekerja adalah "laser ruby," yang dibuat oleh Theodore Maiman di Hughes Research Labs pada tahun 1960. Laser ini menggunakan kristal ruby ​​sintetis sebagai "media penguatan". Media penguatan adalah bahan dalam laser yang merupakan target ledakan cahaya yang intens.

Cahaya itu menyebabkan elektron dalam media penguatan melonjak ke tingkat energi yang lebih tinggi yang menyebabkan emisi foton, yang menyerang atom-atom lain dalam media penguatan, menyebabkan mereka tereksitasi dan memancarkan lebih banyak foton. Reaksi berantai singkat ini menghasilkan cahaya yang sangat kuat dari sinar laser. Laser dinamai setelah bahan yang digunakan sebagai media penguatan, seperti "laser ruby" atau "laser safir titanium" atau "laser YAG" (yttrium aluminium garnet).

Hanya dalam beberapa dekade, laser telah menjadi barang umum masyarakat kita. Laser kecil digunakan dalam pemutar CD dan DVD. Laser digunakan untuk memotong logam, batu, dan bahan keras lainnya. Laser digunakan untuk menghilangkan tato, melakukan operasi kosmetik, operasi katarak, dan operasi LASIK untuk koreksi penglihatan.

Jendela pemindai korundum sintetis: Mesin check-out mandiri dengan jendela pemindai barcode di toko ritel di Houston, Texas. Jendela pemindai mungkin terbuat dari korundum sintetis. Gambar domain publik oleh WhisperToMe.

Penggunaan Korundum Lainnya

Korundum memiliki banyak kegunaan lain. Secara kimia inert dan tahan terhadap panas. Properti ini membuatnya menjadi bahan yang sempurna untuk membuat produk tahan api seperti bata api, kiln liner, dan furnitur kiln. Saat ini, produk-produk ini biasanya dibuat dengan korundum sintetis.

Korundum murni tidak berwarna, transparan, tahan lama, dan tahan gores. Kristal besar korundum sintetis bening ditanam, digergaji menjadi lembaran tipis, dan kemudian digunakan sebagai jendela pemindai toko kelontong, arloji kristal, jendela pesawat, dan penutup pelindung untuk perangkat elektronik.