کوراندوم، یاقوت سرخ- یاقوت کبود (2)

استفاده ها

استفاده ها از کوراندوم

مواد ساینده

دانه های کوراندوم در چرخ های ساینده، مورد استفاده قرار می گیرد. از این سنگ ها در پولیش کاری سایر اشیا استفاده می شود. عموماً انداه ی دانه ی ترجیچ داده شده برای این ماده، مش 8 می باشد. برای سایش نرم، از کاغد سمباده هایی استفاده می شود که بر روی آن، لایه ای از کوراندوم، پوشش داده شده است. مهم ترین استفاده از کوراندوم، در پولیش کاری نرم و زبر لنزهای نوری می باشد. برای پولیش کاری زبر، از مش 60 تا 220 استفاده می شود و برای پولیش کاری نرم نیز از مش 500 تا 2600 استفاده می شود. در ابتدا، لاک به عنوان ماده ی مانت کننده ی این ذرات، استفاده می شده است اما امروزه، سدیم سیلیکات، مورد استفاده قرار می گیرد. یک مخلوط از کوراندوم، رس و فلدسپار، کلیسینه می شود و به صورت توده ای در می آید که برای این هدف، استفاده می شود. سختی و قابلیت دسترسی، از جمله موارد کلیدی می باشد.

دیرگدازها

به دلیل دمای ذوب بالا، کوراندوم با میزان آهن پایین، برای تولید مواد دیرگداز خاصی استفاده می شود که میزان آلومینا در آنها بالاست. از این دیرگدازها در تولید دیرگداز شمع ماشین، تیوب های پیرومتر، بوته ها و سایر ادوات، استفاده می شود.

سنگ سنباده

سنگ سنباده، یک مینرال طبیعی است که حاوی مخلوطی از مگنتیت و کوراندوم می باشد. از این ماده در پولیش کاری، ساب زنی و سایش استفاده می شود. به طور متوسط، سنگ سنباده، حاوی حداقل 65 % آلومینا، حداکثر 22 % مگنتیت و ماکزیمم 10 % سیلیس می باشد. پودر سنباده ی مصنوعی، با مخلوط کردن کوراندوم با دانه های مگنتیت، آماده سازی می شود. نسبت میان کوراندوم سخت و مگنتیت نرم در این مخلوط، با توجه به سختی مورد نیاز، تغییر می کند. برای مثال، شیشه نیازمند دانه های سخت کمتر، نسبت به فلزات و آلیاژها می باشد. برای این کاربرد، دانه های سنگ سنباده، باید به اندازه ی کافی سخت باشند و از این رو بتوانند، در برابر حرارت شدید ناشی از اصطکاک، مقاومت کنند. سختی، دمای ذوب بالا و الگوی ساختاری صدفی شکل، از جمله معیارهای اصلی برای انتخاب کوراندوم می باشد. سیلیس نیز یک ماده ی مناسب می باشد زیرا الگوی شکست آن صدفی شکل است.

استفاده های دیگر

محصولات آزبستی: دانه های کوراندوم برای تقویت و افزایش استحکام و مقاومت به سایش محصولات آزبستی، مورد استفاده قرار می گیرد.
ریخته گری: ماسه های کوراندومی، در ریخته گری، استفاده می شود.
خمیردندان: خواص سایشی این ماده موجب می شود تا خمیردندان خاصیت تمیزکاری و سفید کنندگی بیشتری داشته باشد.
پولیش کاری ناخن: خواص سایشی کوراندوم موجب می شود تا از آن در تولید سنگ سنباده، استفاده شود.
استفاده ها از یاقوت سرخ و کبود

زیورآلات و جواهر

عمده ی تقاضا برای این سنگ های زینتی، در زمینه ی تولید جواهرآلات می باشد. رنگ، شفافیت، برش، دوام و ویژگی های نوری، مهم ترین معیارهای این استفاده می باشد. بعد از اینکه تمام این معیارها، در نظر گرفته شود، این سوال مطرح است که قیمت این محصولات چقدر است. البته این قیمت به اندازه ی این سنگ ها، وابسته است. یک استفاده ی اندک از این نوع یاقوت ها، در زمینه ی وسایل دندان پزشکی یا زیورآلات دندانی می باشد. اولین ثبت اختراع در این زمینه، به سال 1986 بر می گردد. این جواهرهای دندانی از سنگ های زینتی تشکیل شده بودند که حاوی طلا و مقادیر اندکی یاقوت قرمز و کبود بودند. این قطعات در سطح دندان، تثبیت می شدند. در این کاربرد، اندازه ی سنگ، معیار تعیین کننده نمی باشد.

نماد قدرت

سنگ های زینتی، به طور سنتی با اشرافیت در ارتباط بوده است. در حقیقت، هزینه های بالای مربوط به این مواد، یک فاکتور مهم تلقی می شده است. این مهم است که این نوع سنگ ها، گران بودن خود را نشان می دهند. کمیابی این سنگ ها، در اینجا، نقش مهمی ایفا می کنند.
سرمایه گذاری و خاصیت تبدیل شدن به پول نقد
این سنگ های زینتی، ارزش بالایی دارند و اندازه ی آنها نیز کوچک است. از این رو، پادشاهان و اشراف در گذشته و حال، این محصولات را ذخیره سازی می کنند تا بتوانند در زمان لزوم، آنها را بفروشند. دوام و فناناپذیری، وزن مخصوص متوسط و نسبت ارزش به حجم بالا، ثبات ارزش در زمان های بحران اقتصادی، از جمله معیارهای ارزشمند بودن این نوع مواد می باشد.

خواص درمانی

این اعتقاد وجود دارد که استفاده از این زیورآلات می تواند موجب افزایش سلامتی و از بین رفتن بیماری هایی مانند تنگی نفس، سرطان، ترش کردن، فشار خون و سایر بیماری ها، شود. این اعتقاد وجود دارد که مالیدن پودر این سنگ های زینتی بر روی پوست انسان، موجب می شود تا سلامتی پوست و ظاهر آن، بهبود یابد. این کار از زمان های قبل و از دوره ی مغول ها، در هند مرسوم بود.
تکیه گاه های مورد استفاده در جواهرات
تکیه گاه یا یاتاقان، بخش هایی هستند که از چرخ ها و دنده های ماشین آلات حمایت می کند. در جواهرها نیز نیازمند این تکیه گاه ها، هستیم. این تکیه گاه ها، دارای ضریب سایش پایینی است و مقاومت خوبی در برابر نیروهای برشی دارد. این مواد، موادی هستند که از لحاظ شیمیایی، خنثی هستند و موجب افزایش خاصیت روانکاری می شوند. یاقوت سرخ و کبود، دارای این خاصیت می باشند، مخصوصاً بعد از اینکه برش کاری و پولیش بر روی آنها اعمال شود. به هر حال، این مواد دارای کریستال های بدون عیب و کاملی هستند. از لحاظ سنتی، این سنگ های طبیعی، در سوئیچ های سویئسی و قطعات زمانی، مورد استفاده قرار می گیرد.

میزرها و لیزرها

لیزر مخفف واژه ی "تقویت میکرو ویو با استفاده از انتشار تهییج یافته ی تابش" می باشد. همچنین میزر نیز مخفف واژه ی "تقویت نور با استفاده از انتشار تهییج یافته ی تابش" می باشد. این قطعات از لحاظ طول موج انتشار یافته، با هم فرق دارند. اصل ساخت این وسایل، دانستن این مسئله است که در زمان انتقال آنی الکترون ها از ترازهای بالاتربه پایین تر، نور انتشار می یابد. در سال 1917، انشتین این موضوع را مطرح نمود که نور انتشار یافته می تواند متمرکز یا تقویت شود اگر این انتقال، تهییج یابد. این مسئله منجر به ابداع میزرهایی شد که در گستره ی نور مرئی کار می کردند. در سال 1960، لیزر، اختراع شد. در عمل، مکانیزم کار لیزر، شامل تهییج و اعمال فشار بر روی الکترون ها از یک مدار به مدار دیگر می باشد. در این حالت، شدت و غلظت یک باریکه می توناد افزایش یابد. این خواص لیزر، موجب می شود تا این وسیله، به عنوان ابزاری مناسب در اندازه گیری فاصله مورد استفاده قرار گیرد.
یک اتم از ماده ی لیزر، باید شامل سه اربیتال الکترونی باشد تا بدین صورت، مراحل مربوط به نوسان الکترون ها میان اربیتال ها، تسهیل شود. یاقوت سرخ، یکی از این موادهاست. این ماده ابتدا در ساخت میزرها، کاربرد دارد. اتم های کروم در این ماده، بواسطه ی اشعه ی فرابنفش، تهییج می یابد. برای تولید لیزرهای با تکنولوژی بالا و مورد استفاده در کاربردهای صنعتی، این کریستال ها، باید به اندازه ی کافی طول داشته باشند تا بدین صورت برش این قطعات و ایجاد یک لیزر ستونی، ممکن شود.

جایگزین ها

استفاده از کوراندوم طبیعی در طی سال های اخیر، کاهش یافته است. این مسئله به دلایل زیر رخ داده است:
اولاً این ماده کمیاب است و فراوانی قابل توجهی ندارد.
دوماً دانه های این ماده ضرورتاً غلظت بالایی ندارد.
سوماً بوکسیت بعد از کلسیناسیون، خواصی مشابه با کوراندوم دارد و از آن می توان به عنوان جایگزینی در صنعت ساینده، دیرگداز و تولید سنگ های مصنوعی، استفاده کرد.
محصولات بر پایه ی بوکسیت، جایگزین کوراندوم در صنعت دیرگداز شده اند.

یاقوت سرخ و کبود

می توان سنگ های ارزان قیمت را جایگزین یاقوت سرخ و کبود کرد. البته در زمانی که هدف از خرید این سنگ ها، قدرت نمایی باشد، این مسئله توصیه نمی شود. به هر حال، متداول ترین مواد جایگزین، یاقوت سرخ و کبود مصنوعی است. این سنگ های مصنوعی، به صورت سنتزی، تولید می شوند. در ادامه در مورد این جایگزین ها، صحبت می شود:

یاقوت سرخ و کبود مصنوعی

یک سنگ تزئینی مصنوعی، از طریق سنتز آزمایشگاهی این نوع سنگ ها با استفاده از عناصر مشابه با سنگ های طبیعی، انجام می شود. یاقوت مصنوعی ابتدا در سال 1902، تولید شد. فرایند مورد استفاده در تولید این یاقوت مصنوعی، "فرایند نفوذ شعله ای Verneuil" نامیده می شود. در این فرایند، یک تک کریستال تولید می شود. این کار با استفاده از یک شعله ی اکسی هیدروژن انجام می شود. اکسیدهای خالص از آلومینیوم در داخل یک کوره ی کوچک ریخته می شود و ذوب می شوند. سایر اکسیدها، مانند اکسید بور، نیز برای کنترل فرایند، استفاده می شود. برخی عناصر دوپ شونده مانند کروم نیز در مورد یاقوت سرخ، استفاده می شود. از این مذاب، یک تک کریستال رشد داده می شود. تک کریستال تولید شده، عموماً یک قطعه ی استوانه ای با قطر کمتر از یک اینچ است. با کنترل دقیق این فرایند، شمش های مدادی شکل با قطر نیم سانتیمتر و طول بیش از 90 سانتیمتر، تولید می شود.
یکی دیگر از روش های تولید که روش بریجمن استوکبرگ اصلاح شده، نامیده می شود، در طی دوره ی زمانی بین سال های 1924 و 1936 توسعه یافته است. از این روش نیز برای تولید تک کریستال های گفته شده، استفاده می شود. از این روش برای تولید یاقوت کبود مصنوعی، استفاده می شود. در این فرایند، یک بوته تیوبی شکل استفاده می شود و این بوته با استفاده از اکسید آلومینیوم، پر می شود. این بوته در داخل یک کوره ی ناحیه بندی شده قرار داده می شود و فرایند خنک سازی بر روی مذاب انجام می شود. کل مواد موجود در بوته، ابتدا در داخل ناحیه ی گرم تر کوره، ذوب می شود و سپس وارد بخش سردتر کوره می شود. در این حالت، بخشی از ماده مذاب و بخشی دیگر، به صورت جامد می باشد. این بخش جامد مشابه جوانه عمل می کند و بدین صورت، بقیه ی مذاب نیز جامد شده و موجب تشکیل کریستال می شود. کریستال تولیدی با این روش، را می توان از لحاظ تئوری در هر قطری تولید کرد. روش بیان شده در بالا به روش چکرالسکی معروف می باشد. اکسید آلومینیوم ابتدا در بوته ی پلاتینیومی یا ایریدیومی یا سرامیکی ذوب می شود. یک دانه ی کریستال به یک میله ی چرخنده متصل می شود و بدین صورت در بالای سطح مذاب به چرخش، در می آید. به دلیل وجود نیروی چسبندگی سطحی، ماده ی مذاب به دانه می چسبد و تشکیل یک تک کریستال را می دهد. این فرایند ادامه می یابد تا کل مذاب کشیده شود و به صورت یک کریستال جامد در آید.
یاقوت سرخ و کبود مصنوعی از لحاظ سختی، مشابه با یاقوت طبیعی است. البته خاصیت کلیواژ ندارد. این ماده را می توان پولیش کاری کرد و بعد از پولیش کاری و خنثی سازی شیمیایی، ضریب سایش پایینی دارد. این مواد به صورت بالک تولید می شوند و از ای نرو، به نسبت ارزان قیمت ترند. یاقوت سرخ میله ای شکل، برای تولید لیزرهای صنعتی استفادهل می شوند.

سنگ های مصنوعی

سنگ های مصنوعی ترکیبی از سنگ های طبیعی و مصنوعی هستند. این نوع از سنگ ها در آزمایشگاه، تولید می شوند. ایتریم- آلومینیوم- گارنت (YAG) نمونه ای از این مواد می باشند. YAG دوپ شده با کروم، برخی اوقات به جای یاقوت سنتزی، مورد استفاده قرار می گیرد. فرایند تولید این نوع از تک کریستال ها، مشابه با یاقوت سرخ و کبود است. برخی اوقات، نیودیوم به YAG افزوده می شود تا بدین صورت، خواص خاصی در داخل این کریستال ها، ایجاد شود.

سنگ های بدلی

سنگ های بدلی تنها از لحاظ ظاهری مشابه با سنگ های تزئینی هستند، بدون آنکه ویژگی های اساسی مربوط به سنگ های تزئینی را داشته باشند. بهترین کاربرد عملی، برای سنگ های بدلی، دانسیته ی پایین تری دارند. جواهرات دندانی ساخته شده از این مواد، امروزه از جنس پلیمر، تولید می شوند تا بدین صورت، بتوان تقاضا در این زمینه را با هزینه های پایین تری، برطرف نمود. مزیت این سنگ ها نسبت به سنگ های واقعی این است که نوع پلاستیکی آنها، موجب بریده شدن بخش های داخل دهان نمی شود.

سایر سنگ های تزئینی

کریستوبلیت های مصنوعی دوپ شده با کروم (Chromium-doped synthetic chrysoberyls) دارای ترکیب شیمیایی BeAl_2 O_4 می باشند. از این مواد برخی اوقات در تولید میله ی لیزر، بهره برده می شود.
استفاده از مطالب این مقاله، با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد. منبع مقاله :
Uses of Industrial Minerals, Rocks and Freshwater/ Kaulir Kisor Chatterjee