Corindon

Le corindon, ou «alumine alpha», est une espèce minérale composée d'anhydre cristallisée, de formule Al 2 O 3 et aussi quelquefois noté α-Al 2 O 3.


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Oxyde (minéral) - Aluminium (minéral) - Matériau céramique - Céramique - Gemme

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Corindon
Catégorie III : oxydes et hydroxydes
Corindon azulEZ.jpg

Corindon
Général
Formule brute Al2O3
Numéro CAS 1302-74-5
Identification
Couleur variable
Classe cristalline et groupe d'espace scalénoèdre - ditrigonal R3c
Système cristallin trigonal
Réseau de Bravais rhomboédrique
Clivage aucun, se casse en 3 directions
Fracture conchoïdale à irrégulière
Échelle de Mohs 9
Éclat adamantin, vitreux
Propriétés optiques
Indice de réfraction ω=1, 768-1, 772 ε=1, 760-1, 763
Biréfringence Δ=0, 008-0, 009 ; biaxe négatif
Dispersion 2vz ∼.
Trait blanc
Autres propriétés
Densité 3, 9-4, 1
Caractères différentifs
Magnétisme aucun
Radioactivité aucune
Principales variétés

Le corindon, ou «alumine alpha», est une espèce minérale composée d'anhydre cristallisée, de formule Al2O3 et aussi quelquefois noté α-Al2O3.

Certaines variétés naturelles de corindon sont des pierres précieuses. Le rubis et le saphir sont les variétés de sesquioxyde d'aluminium les plus souvent utilisées en joaillerie. La variété émeri de cette pierre est une céramique particulièrement utilisée dans l'industrie, principalement comme abrasif à cause de sa dureté, et comme réfractaire.

La dureté du corindon est de 9 sur l'échelle de Mohs, que la pierre soit naturelle ou artificielle, ce qui en fait le deuxième minéral naturel le plus dur après le diamant (10). Cette dureté s'explique par la nature covalente des liaisons atomiques du diamant mais pour l'alumine les liaisons sont de nature ionique.

Cristallographie

Le corindon a une structure notée D51 en notation Strukturbericht. C'est une structure rhomboédrique, de groupe d'espace R3c (nº167). Un motif se compose de deux pentaèdres Al2O3 inversés qui se répètent aux nœuds du rhomboèdre. Ses paramètres de maille sont :

Un pentaèdre fait 2, 7 Å de haut (distance Al3+-Al3+) et 2, 49 Å de côté (distance O2--O2-).

Les ions O2- forment un réseau hexagonal compact, avec par conséquent une alternance de plans A-B ; les ions Al3+ occupent les deux-tiers des sites interstitiels octaédriques, avec trois types de plans a, b et c en alternance. On a par conséquent une alternance A-a-b-B-c-a-A-b-c-B-a-b-A-c-a-B-b-c-A-a… Les paramètres de maille dans cette description hexagonale sont :

Comparé à la description précédente, la distance entre les plans de O2- des pentaèdres est c/2.

Cristallochimie

Le corindon est le chef de file d'un groupe avec l'hématite, le groupe du corindon-hématite, contenant des matériaux ayant tous la même structure cristalline et une formule générale du type A2O3 où A peut être un cation tel que le fer, le titane, l'aluminium, le chrome, le vanadium, la magnésium, l'antimoine, le sodium, le zinc et/ou le manganèse.

Groupe corindon-hématite

  • Corindon Al2O3
  • Hématite Fe2O3
  • Eskolaite Cr2O3
  • Karelianite V2O3
  • Tistarite Ti2O3
  • Sous groupe de l'iménite
  • Brizziite
  • Ecandrewsite
  • Geikielite MgTiO3
  • Ilménite FeTiO3
  • Melanostibite
  • Pyrophanite MnTiO3

Utilité

Pierres précieuses

Les pierre gemmes de couleur rouges sont nommées rubis, l'ensemble des autres couleurs sont nommées saphir. Le saphir et le rubis font partie des quatre pierres précieuses.

Meulage

Abrasif, le corindon est utilisé dans certaines pierres à affûter, mais en particulier dans toutes sortes de meules. Cet usage semble dater de l'Antiquité, surtout en Crète minœnne et en Chine.

Horlogerie

Sous sa forme rubis, il est beaucoup utilisé dans l'horlogerie, pour la fabrication des paliers, qui supportent les pivots des axes du rouage en acier, à cause des frottements extrêmement réduits du métal sur la pierre. D'autre part, vu les pressions relatives particulièrement élevées (si on compare le couple transmis par les engrenages en rapport avec la surface extrêmement réduite des pivots (15/100e de mm de diamètre pour les plus fins), la platine de montre étant elle-même en métal, le frottement métal sur métal induirait infailliblement à court terme un grippement du palier après que les huiles auront perdu de leur efficacité (état inéluctable pour une montre fonctionnant plusieurs années consécutives).

La forme transparente du corindon, essentiellement issu du procédé Verneuil, et disponible sous la forme de cylindre jusqu'à 8 cm de diamètre, permet grâce à des outils diamantés (meules) de découper de fines tranches utilisées pour fabriquer les glaces de montre inrayables (sauf par le diamant, voir plus haut), qui résistent surtout à l'abrasion d'un grain de sable, qui lui est en quartz, par conséquent d'une dureté inférieure sur l'échelle de Mohs.

Certains fabricants horlogers ont même tenté d'utiliser le corindon pour fabriquer des boîtes de montre complètes en deux parties assemblées par exemple par collage, mais la difficulté d'usinage (outils diamantés ou laser) limite la richesse des formes qu'il est envisageable d'obtenir de cette manière. À part un horloger Suisse, Hans-Ulrich Klingenberg, qui en a réussi la gageure, grâce à son procédé breveté mais aussi les techniques de production développées : voir Century Time Gems Ltd.

Ces montres jouissent cependant des mêmes avantages que les glaces inrayables, à savoir une inaltérabilité durable, sauf à être malencontreusement rayées par un diamant.

Notes et références

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