Corindo

Corindo é uma forma cristalina de óxido de alumínio (Al₂O₃) tipicamente contendo traços de ferro, titânio, vanádio e cromo. É um mineral formador de rocha. É um material naturalmente transparente, mas pode apresentar cores diferentes dependendo da presença de impurezas de metais de transição em sua estrutura cristalina. O corindo tem duas variedades principais de gemas: rubi e safira. Os rubis são vermelhos devido à presença de cromo, e as safiras exibem uma variedade de cores, dependendo do metal de transição presente. Um tipo raro de safira, padparadscha safira, é rosa-laranja.

O nome "corindo" é derivado da palavra tâmil-dravidiana kurundam (rubi-safira) (que aparece em sânscrito como kuruvinda).

Devido à dureza do corindo (o corindo puro é definido como tendo 9,0 na escala de Mohs), ele pode arranhar quase todos os outros minerais. É comumente usado como abrasivo em lixas e em grandes ferramentas usadas na usinagem de metais, plásticos e madeira. O esmeril, uma variedade de corindo sem valor como pedra preciosa, é comumente usado como abrasivo. É uma forma granular preta de corindo, na qual o mineral está intimamente misturado com magnetita, hematita ou hercinita.

Além de sua dureza, o corindo tem uma densidade de 4,02 g/cm³ (251 lb/cu ft), o que é incomumente alto para um mineral transparente composto por elementos de baixa massa atômica alumínio e oxigênio.

Geologia e ocorrência

Corundum do Brasil, tamanho aproximadamente 2 cm × 3 cm (0,8 em × 1 in)

O corindo ocorre como mineral em mica xisto, gnaisse e alguns mármores em terrenos metamórficos. Também ocorre em sienitos ígneos com baixo teor de sílica e intrusivos sienitos nefelínicos. Outras ocorrências são como massas adjacentes a intrusivos ultramáficos, associadas a diques de lamprófiros e como grandes cristais em pegmatitos. Ocorre comumente como um mineral detrítico em areias de riachos e praias devido à sua dureza e resistência ao intemperismo. O maior cristal único documentado de corindo media cerca de 65 cm × 40 cm × 40 cm (26 in × 16 in × 16 in) e pesava 152 kg (335 lb). O recorde já foi superado por certas bocha sintéticas.

O corindo para abrasivos é extraído no Zimbábue, Paquistão, Afeganistão, Rússia, Sri Lanka e Índia. Historicamente, foi extraído de depósitos associados a dunitas na Carolina do Norte, EUA, e de um sienito nefelino em Craigmont, Ontário. Corindo de grau de esmeril é encontrado na ilha grega de Naxos e perto de Peekskill, Nova York, EUA. O corindo abrasivo é fabricado sinteticamente a partir da bauxita.

Quatro machados de corindo datados de 2.500 aC da cultura Liangzhou foram descobertos na China.

Corindo sintético

• Em 1837, Marc Antoine Gaudin fez os primeiros rubis sintéticos reagindo alumina a uma alta temperatura com uma pequena quantidade de cromo como um colorido.
• Em 1847, J. J. Ebelmen fez safiras sintéticas brancas reagindo alumina em ácido bórico.
• Em 1877, Frenic e Freil fizeram corundum de cristal a partir do qual pequenas pedras poderiam ser cortadas. Frimy e Auguste Verneuil fabricado ruby artificial por fusing BaF2 e Al2O3 com um pouco de cromo a temperaturas acima de 2.000 °C (3.630 °F).
• Em 1903, Verneuil anunciou que poderia produzir rubis sintéticos em uma escala comercial usando este processo de fusão de chamas.

O processo Verneuil permite a produção de safira monocristal impecável e gemas de rubi de tamanho muito maior do que normalmente encontradas na natureza. Também é possível cultivar corindo sintético com qualidade de gema por crescimento de fluxo e síntese hidrotérmica. Devido à simplicidade dos métodos envolvidos na síntese do corindo, grandes quantidades desses cristais estão disponíveis no mercado por uma fração do custo das pedras naturais.

Além de usos ornamentais, o corindo sintético também é usado para produzir peças mecânicas (tubos, hastes, rolamentos e outras peças usinadas), óptica resistente a arranhões, cristais de relógios resistentes a arranhões, janelas de instrumentos para satélites e espaçonaves (devido a sua transparência na faixa do ultravioleta ao infravermelho) e componentes do laser. Por exemplo, os espelhos principais do detector de ondas gravitacionais KAGRA são safiras de 23 kg (50 lb) e o Advanced LIGO considerou espelhos de safira de 40 kg (88 lb). O corindo também encontrou uso no desenvolvimento de armaduras de cerâmica, graças à sua alta resistência.

Estrutura e propriedades físicas

Estrutura de cristal de corundum

Volume mole vs. pressão à temperatura ambiente

O corindo cristaliza com simetria trigonal no grupo espacial R3c e tem os parâmetros de rede a = 4,75 Å e c = 12,982 Å em condições padrão. A célula unitária contém seis unidades de fórmula.

A tenacidade do corindo é sensível à rugosidade da superfície e à orientação cristalográfica. Pode ser de 6 a 7 MPa·m^1/2 para cristais sintéticos e cerca de 4 MPa·m^1/2 para naturais.

Na rede do corindo, os átomos de oxigênio formam um empacotamento hexagonal ligeiramente distorcido, no qual dois terços dos locais octaédricos entre os íons de oxigênio são ocupados por íons de alumínio. A ausência de íons de alumínio de um dos três locais quebra a simetria do empacotamento hexagonal, reduzindo a simetria do grupo espacial para R 3c e a classe de cristal para trigonal. A estrutura do corindo é por vezes descrita como uma estrutura pseudohexagonal.

Generalização

Devido à sua prevalência, o corindo também se tornou o nome de um tipo de estrutura principal (tipo de corindo) encontrado em vários compostos binários e ternários.