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1、刚玉的物理性质
刚玉呈桶状、柱状、锥状和板状,质地坚硬,面上常有斜条纹。纯净的刚玉是无色或灰色、黄灰色,因含有不同的微量元素而呈现不同颜色,如含铁元素者呈黑色,含铬元素者呈红色,含钛元素呈蓝色,含钒元素和铬元素者呈紫色,含铁元素和铬元素者呈绿色。玻璃光泽。无解理;常因聚片双晶或细微包体产生{0001}或{1011}的裂开。在长短波紫外线下发红色荧光,含Fe高者荧光较弱。含Cr呈粉色荧光或橙黄色荧光。在室温下还是在高温下的空气里都较为稳定的。
刚玉正交偏光间干涉色类似石英的干涉色,但由于硬度大,其厚度常较同一薄片其他矿物的厚度略大一些,故干涉色常不止于一级白色,有时可达二级。柱状切面具平行消光和负延长符号。但必须注意,对于板状习性的刚玉,当薄片垂直板面切制时,这种切面的延长符号刚好相反,而是延长方向与慢光平行。往往能见到平行{1011}的聚片双晶。一轴晶负光性,但有时表现为二轴晶,光轴角一般不大(最大值可达58°)。
2、刚玉的化学性质
(1)与酸碱反应
刚玉耐酸耐碱,但在高压条件、浓碱溶液可能发生:Al2O3 2NaOH 3H2O=2NaAl(OH)4,且反应受温度的影响,以60%氢氧化钠溶液、反应时间为6小时为例,当温度升高从180℃升高至200℃,刚玉溶解速率增加12.5%,而随着反应温度从200℃增加到220℃,溶解速率增加46%。
(2)与金属反应
刚玉在常温下一般不会与金属发生化学反应,如在低于65GPa的压力和低于2000K的温度下,刚玉和铁不会发生反应。但在高于此压力和温度下,其与铁能发生一种反应:(2 3x)Fe xAl2O3==2FeAlx 3xFeO,其中x从0.02-0.03到0.25变化。 此外,钛在磨削高温下与刚玉起反应,主要反应方程式Ti Al2O3 O2==Al2TiO5。