從剛玉磨料的化學(xué)成分規(guī)律可以看出,各種剛玉磨料的主要區(qū)別在于氧化鋁含量和雜質(zhì)的不同。國家標(biāo)準(zhǔn)中剛玉的化學(xué)成分主要是控制氧化鋁的含量。其目的是,剛玉磨料中的氧化鋁含量占很大比例,而其他物質(zhì)僅為少量。剛玉磨料的磨削性能和其他優(yōu)異性能主要由氧化鋁決定。一般來說,磨料主要成分的含量和純度在其質(zhì)量指數(shù)規(guī)定的范圍內(nèi)越高,磨料的性能越好。
- 對(duì)于棕剛玉磨料,氧化鋁成分的范圍有限。該范圍的含義是氧化鋁含量低于95.00%,非剛玉的礦物成分相應(yīng)增加,這將影響磨料的研磨性能。但是,如果高于97.5%,棕剛玉的韌性會(huì)大大降低,顏色會(huì)惡化。因此,Al2O3的含量預(yù)計(jì)不會(huì)超過97.50%。然而,應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是,Al2O3含量高于97.50%的剛玉塊不存在缺陷。雖然其韌性降低,但硬度和磨削能力并不差。這種剛玉在國外被稱為半脆性剛玉,在國內(nèi)被稱為高鋁剛玉。
氧化鈦的含量對(duì)剛玉的顏色有很大影響。因此,國家標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了棕剛玉化學(xué)成分中氧化鈦的含量,為1.50%~3.80%。如果氧化鈦小于1.50%,棕剛玉顏色將變?yōu)榛疑?;如果氧化鈦的含量超過3.80%,則會(huì)影響Al2O3的含量。氧化鐵的含量對(duì)剛玉的顏色也有很大的影響,這會(huì)使磨料的顏色變暗。然而,國家標(biāo)準(zhǔn)并未規(guī)定所有剛玉磨料化學(xué)成分中Fe2O3的含量。原因是氧化鐵含量對(duì)磨料磁性的影響大于顏色。國家標(biāo)準(zhǔn)在磨料磁性含量標(biāo)準(zhǔn)中嚴(yán)格規(guī)定了磁性材料的含量,對(duì)氧化鐵的含量有著極其嚴(yán)格的限制。事實(shí)上,它對(duì)氧化鐵的含量做出了間接和更嚴(yán)格的規(guī)定。
剛玉結(jié)晶的科研和生產(chǎn)進(jìn)度表明,氧化鈣和氧化鎂對(duì)剛玉的質(zhì)量有很大影響。即使是少量的Cao也會(huì)消耗大量的Al2O3并生成六鋁酸鈣,因此國際上指定的Cao≤ 0.45%. 少量氧化鎂也會(huì)產(chǎn)生更大的影響。氧化硅對(duì)剛玉幾乎沒有影響,但仍有影響。然而,國家標(biāo)準(zhǔn)中沒有規(guī)定棕剛玉磨料中隊(duì)中MgO和SiO2的含量。有人認(rèn)為,剛玉磨料化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)充分規(guī)定硅、鐵、鈣、鎂等雜質(zhì)氧化物的含量要求,以全面反映剛玉磨料化學(xué)成分的總體情況和標(biāo)識(shí)質(zhì)量的整體水平。另一種觀點(diǎn)是,目前使用的鋁土礦和氧化鋁粉末中的氧化鎂含量很低。按照現(xiàn)有工藝冶煉,只要控制氧化鋁、氧化鈦和氧化鈣的含量,磨料中MgO、SiO2等雜質(zhì)氧化物的含量不會(huì)超過規(guī)定范圍。 - 由于氧化鈉對(duì)白剛玉危害很大,少量氧化鈉會(huì)消耗大量的Al2O3(Na2O質(zhì)量的18.10倍)來生產(chǎn)鋁酸鈉。因此,白剛玉的化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)不僅規(guī)定了Al2O3的含量,而且嚴(yán)格限制了Na2O的含量。由于氧化鋁粉中除Al2O3和微量Na2O外,其他成分很少,可以忽略不計(jì),因此國家標(biāo)準(zhǔn)中未規(guī)定白剛玉磨料的其他成分。
- 磨料的化學(xué)成分含量隨磨料粒度的變化略有波動(dòng)。這也反映在標(biāo)準(zhǔn)條款中。磨料粒度越細(xì),純度越低。也就是說,隨著粒度變細(xì),磨料中主要化學(xué)成分的含量會(huì)不同程度地降低,雜質(zhì)含量也會(huì)相應(yīng)增加。
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