Corundo

Corindón es una forma cristalina de óxido de aluminio (Al₂O₃) que normalmente contienen trazas de hierro, titanio, vanadio y cromo. Es un mineral formador de rocas. Es un material naturalmente transparente, pero puede tener diferentes colores dependiendo de la presencia de impurezas de metales de transición en su estructura cristalina. El corindón tiene dos variedades principales de gemas: rubí y zafiro. Los rubíes son rojos debido a la presencia de cromo, y los zafiros exhiben una gama de colores según el metal de transición presente. Un tipo raro de zafiro, el zafiro padparadscha, es de color rosa anaranjado.

El nombre "corindón" se deriva de la palabra tamil-dravidiana kurundam (rubí-zafiro) (que aparece en sánscrito como kuruvinda).

Debido a la dureza del corindón (se define que el corindón puro tiene 9,0 en la escala de Mohs), puede rayar casi todos los demás minerales. Se usa comúnmente como abrasivo en papel de lija y en herramientas grandes que se usan para mecanizar metales, plásticos y madera. El esmeril, una variedad de corindón sin valor como piedra preciosa, se usa comúnmente como abrasivo. Es una forma granular negra de corindón, en la que el mineral está íntimamente mezclado con magnetita, hematita o hercinita.

Además de su dureza, el corindón tiene una densidad de 4,02 g/cm³ (251 lb/cu ft), que es inusualmente alta para un mineral transparente compuesto por elementos de baja masa atómica aluminio y oxígeno.

Geología y ocurrencia

Corundum de Brasil, tamaño alrededor de 2 cm × 3 cm (0.8 en × 1 en)

El corindón se encuentra como mineral en esquistos de mica, gneis y algunos mármoles en terrenos metamórficos. También ocurre en intrusivos de sienita ígnea baja en sílice y sienita nefelina. Otras ocurrencias son como masas adyacentes a intrusivos ultramáficos, asociados con diques de lamprófiros y como cristales grandes en pegmatitas. Comúnmente ocurre como un mineral detrítico en arenas de arroyos y playas debido a su dureza y resistencia a la intemperie. El cristal individual más grande documentado de corindón medía alrededor de 65 cm × 40 cm × 40 cm (26 pulgadas × 16 pulgadas × 16 pulgadas) y pesaba 152 kg (335 lb). Desde entonces, el récord ha sido superado por ciertas bolas sintéticas.

El corindón para abrasivos se extrae en Zimbabue, Pakistán, Afganistán, Rusia, Sri Lanka e India. Históricamente, se extraía de depósitos asociados con dunitas en Carolina del Norte, EE. UU., y de una nefelina sienita en Craigmont, Ontario. El corindón de grado esmeril se encuentra en la isla griega de Naxos y cerca de Peekskill, Nueva York, EE. UU. El corindón abrasivo se fabrica sintéticamente a partir de bauxita.

Se han descubierto en China cuatro hachas de corindón que datan del año 2500 a. C. de la cultura Liangzhou.

Corindón sintético

• En 1837, Marc Antoine Gaudin hizo los primeros rubíes sintéticos reaccionando al alumina a alta temperatura con una pequeña cantidad de cromo como colorante.
• En 1847, J. J. Ebelmen hizo zafiros sintéticos blancos reaccionando a la alumina en ácido bórico.
• En 1877, Frenic y Freil fabricaron corundum de cristal de donde se podían cortar piedras pequeñas. Frimy y Auguste Verneuil fabrican rubí artificial al fusionar BaF2 y Al2O3 con un poco de cromo a temperaturas superiores a 2.000 °C (3,630 °F).
• En 1903, Verneuil anunció que podría producir rubíes sintéticos a escala comercial utilizando este proceso de fusión de llamas.

El proceso Verneuil permite la producción de gemas impecables de zafiro y rubí monocristalino de un tamaño mucho mayor que el que normalmente se encuentra en la naturaleza. También es posible cultivar corindón sintético con calidad de gema mediante crecimiento por flujo y síntesis hidrotermal. Debido a la simplicidad de los métodos involucrados en la síntesis de corindón, grandes cantidades de estos cristales están disponibles en el mercado a una fracción del costo de las piedras naturales.

Además de los usos ornamentales, el corindón sintético también se utiliza para producir piezas mecánicas (tubos, varillas, cojinetes y otras piezas mecanizadas), ópticas resistentes a los arañazos, cristales de relojes resistentes a los arañazos, ventanas de instrumentos para satélites y naves espaciales (debido a su transparencia en el rango ultravioleta a infrarrojo), y componentes láser. Por ejemplo, los espejos principales del detector de ondas gravitacionales KAGRA son zafiros de 23 kg (50 lb), y Advanced LIGO consideró espejos de zafiro de 40 kg (88 lb). El corindón también ha encontrado uso en el desarrollo de armaduras de cerámica gracias a su alta resistencia.

Estructura y propiedades físicas

Estructura cristalina del corintio

Volumen de molde vs. presión a temperatura ambiente

El corindón cristaliza con simetría trigonal en el grupo espacial R3c y tiene los parámetros de red a = 4,75 Å y c = 12,982 Å en condiciones estándar. La celda unitaria contiene seis unidades de fórmula.

La tenacidad del corindón es sensible a la rugosidad de la superficie ya la orientación cristalográfica. Puede ser de 6 a 7 MPa·m^1/2 para cristales sintéticos y alrededor de 4 MPa·m^1/2 para cristales naturales.

En la red de corindón, los átomos de oxígeno forman un empaquetamiento cerrado hexagonal ligeramente distorsionado, en el que dos tercios de los sitios octaédricos entre los iones de oxígeno están ocupados por iones de aluminio. La ausencia de iones de aluminio de uno de los tres sitios rompe la simetría del empaquetamiento cerrado hexagonal, reduciendo la simetría del grupo espacial a R 3c y la clase de cristal a trigonal. La estructura del corindón se describe a veces como una estructura pseudohexagonal.

Generalización

Debido a su prevalencia, el corindón también se ha convertido en el nombre de un tipo de estructura principal (tipo de corindón) que se encuentra en varios compuestos binarios y ternarios.