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为什么棕刚玉锻炼后的颜色会发生变化?

发布时间:2020-11-02 16:35 作者: 点击:309 字号:

为什么棕刚玉煅烧后的颜色会发生变化?
 
棕刚玉
 
棕刚玉锻烧后的颜色对棕刚玉的消费者和制造者都是一个再现性的质量标志。当棕刚玉在氧化气氛中煅烧之后,棕刚玉的棕色颗粒即变成兰色,是固溶的Ti2O3导致兰色的出现。
 
Ti2O3是钛能够固溶于α-氧化铝晶粒中的唯一的氧化物,TiO2又是钛的热动力稳定性较好的氧化物。在1000℃以上,氧能够扩散到α-氧化铝晶粒里,将Ti2O3氧化成更稳定的TiO2。然后包裹在α-氧化铝晶粒体中。
 
TiO2的核继续聚结并以与温度相关的速率生长。一旦二氧化钛晶粒达到0.01至0.1μ大小,它们就开始散射类似于胶体悬浮物的光。这种以兰色光的较短波长有选择的散射,使α-氧化铝晶粒呈兰色。这种小颗粒的光的有选择散射,称为“坦道尔(Tyndall)效应”。如果TiO2的核允许长大到约0.1μm,它们就不再仅散射兰光了,而将散射光的所有波长,经过热处理的棕刚玉将会变成浅灰色。
 
只有含固溶氧化钛(Ti2O3)的棕刚玉才会出现煅烧兰色。低Ti2O3含量的棕刚玉不会变兰。像颗粒材料的许多特性一样,煅烧后变兰是样品所有颗粒的平均颜色。
 
在一种锻烧后的棕刚玉样品中,兰色颗粒所占比例为典型二氧化钛(TiO2)含量技术条件2.4%~3.0%的高到中等范围,而非兰颗粒则低于技术条件的下限。可能存在某种棕刚玉,其化学成分在典型的技术条件范围之内,但煅烧后却不会发兰,那是因为它多数是低二氧化钛颗粒的混合物,掺杂了一些高二氧化钛颗粒。

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