Zaffiro e rubino sintetico

Zaffiro e rubino sintetico

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Lo zaffiro è un cristallo anisotropico romboedro di ossido di alluminio.

Lo zaffiro-rubino industriale è ottenuto dalla fusione controllata in forni speciali di polveri di allumina molto pure (Al2O3) a 2.040 °C.
Il risultato è un monocristallo (boule) di elevatissima durezza (9 su scala di Mohs), quindi seconda solo al diamante, che può essere interamente lavorata in varie forme e particolari.

Vi sono diversi metodi di produzione con svariati livelli di qualità, dimensioni e costi.

Questo materiale possiede le stesse proprietà chimico-fisiche delle migliori ceramiche di allumina, come altissime resistenze all’abrasione, corrosione e alte temperature.
La struttura monocristallina consente di ottenere alti gradi di finitura e precisione anche in dimensioni minime.

Per il rubino vengono aggiunte piccole quantità di Cromo (tipicamente ≤ 0,05% in peso) che varia la colorazione in rosso, senza influenzare le proprietà meccaniche.

Nella tabella sono indicate le caratteristiche principali.

Proprietà       Unità
Formula Al2O3 (Rubino Al2O3/Cr2O3)
Composizione Gew.% 99.99 (Rubino 99/1)
Densità g/cm3 3.99
Durezza HV 2300
Resistenza alla compressione MPa 2100
Resistenza alla flessione Mpa 400-700
Carico di rottura K1c MN/m3_2 1
Modulo di elasticità Gpa 430
Coefficiente di espansione termica 10-6/K 5,4
Conducibilità termica W/mK 36
Calore specifico J/kgK 755
Rigidità dielettrica Ac V/mil 1200
Costante dielettrica @ 1 Mhz 9.3-11.5
Birifrangenza No-Ne 0.008
Banda di trasmissione µm 0.3-5.0 lunghezza d’onda (>80% trasmissione)
Temperatura massima di utilizzo °C 1800
Punto di fusione °C 2040
Resistenza chimica acidi/basi eccellente/buona