کورنڈم کیا ہے؟

کورنڈم (Al2O3) میں خام مال کے وافر ذخائر ہیں، جو زمین کی کرسٹ کے وزن کا تقریباً 25 فیصد ہے۔ یہ سستا ہے اور اس میں بہت سی بہترین خصوصیات ہیں۔ Al2O3 کے بہت سے مختلف کرسٹل ہیں، اور دس سے زیادہ اقسام کی اطلاع دی گئی ہے، لیکن تین اہم ہیں، یعنی α-Al2O3، β-Al2O3، اور γ-Al2O3۔

ٹیبلر کورنڈم

γ-Al2O3 ایک ریڑھ کی ہڈی کا ڈھانچہ ہے، جو زیادہ درجہ حرارت پر غیر مستحکم ہوتا ہے اور شاذ و نادر ہی ایک مواد کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔ β-Al2O3 بنیادی طور پر ایک ایلومینیٹ ہے جس میں الکلی دھاتیں یا الکلائن ارتھ میٹلز ہوتے ہیں۔ اس کی کیمیائی ساخت کا تخمینہ RO·6Al2O3 اور R2O·11Al2O3، ہیکساگونل جالی، کثافت 3.30~3.63g/cm3، 1400~1500 سے لگایا جا سکتا ہے یہ ℃ پر گلنا شروع ہوتا ہے اور α-Al2O3 میں تبدیل ہو جاتا ہے ℃1600℃ پر۔ α-Al2O3 ایک اعلی درجہ حرارت کی شکل ہے، جس کا درجہ حرارت پگھلنے کے نقطہ جتنا زیادہ ہے، اور کثافت 3.96~4.01g/cm3 ہے، جس کا تعلق ناپاک مواد سے ہے۔ یونٹ سیل ایک تیز پرزم ہے، جو قدرتی کورنڈم، روبی اور نیلم کی شکل میں فطرت میں موجود ہے۔ α-Al2O3 کا کمپیکٹ ڈھانچہ، کم سرگرمی، اچھی برقی خصوصیات، اور بہترین مکینیکل خصوصیات ہیں۔ محس کی سختی 9 ہے۔ α-Al2O3 کا تعلق ہیکساگونل کرسٹل سسٹم، کورنڈم ڈھانچہ، a=4.76، c=12.99 سے ہے۔

Al2O3 اعلی مکینیکل طاقت ہے. Al2O3 کی ترکیب جتنی خالص ہوگی، طاقت اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ مکینیکل طاقت آلہ چینی مٹی کے برتن اور دیگر میکانی اجزاء بنانے کے لئے استعمال کیا جا سکتا ہے. Al2O3 کی مزاحمتی صلاحیت زیادہ ہے، برقی موصلیت کی کارکردگی اچھی ہے، کمرے کے درجہ حرارت پر مزاحمت 1015Ω·cm ہے، اور ڈائی الیکٹرک طاقت 15kV/mm ہے۔ اس کی موصلیت اور طاقت کا استعمال کرتے ہوئے، اسے سبسٹریٹس، ساکٹ، اسپارک پلگ، سرکٹ شیل وغیرہ میں بنایا جا سکتا ہے۔ Al2O3 میں سختی زیادہ ہے، Mohs سختی 9 ہے، اس کے علاوہ پہننے کی بہترین مزاحمت ہے، اس لیے یہ بڑے پیمانے پر ٹولز، پیسنے والے پہیے، بنانے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ کھرچنے والے، ڈرائنگ ڈیز، بیرنگ، بیئرنگ جھاڑیاں اور مصنوعی جواہرات۔ Al2O3 میں پگھلنے کا ایک اعلی مقام اور سنکنرن مزاحمت ہے۔ اس کا پگھلنے کا نقطہ 2050 ° C ہے۔ یہ پگھلی ہوئی دھاتوں جیسے Be, Sr, Ni, Al, V, Ti, Mn, Fe, CO اور سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ، گلاس اور سلیگ کے کٹاؤ کے خلاف اچھی مزاحمت رکھتی ہے۔ یہ بھی اعلی مزاحمت ہے؛ یہ ایک غیر فعال ماحول میں Si, P, Sb, Bi کے ساتھ تعامل نہیں کرتا ہے، اس لیے اسے ریفریکٹری میٹریل، فرنس ٹیوب، گلاس ڈرائنگ کروسیبلز، ہولو بالز، فائبرز اور تھرموکوپل حفاظتی کور وغیرہ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔

Al2O3 بہترین کیمیائی استحکام رکھتا ہے۔ بہت سے پیچیدہ سلفائیڈز، فاسفائیڈز، آرسنائیڈز، کلورائیڈز، نائٹرائڈز، برومائیڈز، آئوڈائڈس، ڈرائی فلورائیڈز، سلفیورک ایسڈ، ہائیڈروکلورک ایسڈ، نائٹرک ایسڈ، اور ہائیڈرو فلورک ایسڈ Al2O3 کے ساتھ تعامل نہیں کرتے ہیں۔ اس لیے اسے خالص دھات اور سنگل کرسٹل گروتھ کروسیبلز، انسانی جوڑوں، مصنوعی ہڈیوں وغیرہ میں بنایا جا سکتا ہے۔ Al2O3 آپٹیکل خصوصیات رکھتا ہے اور اسے Na vapor lamp tubes، microwave fairings، infrared windows اور لیزر بنانے کے لیے روشنی کی ترسیل کرنے والے مواد میں بنایا جا سکتا ہے۔ دولن کے اجزاء Al2O3 کی آئنک چالکتا شمسی خلیوں اور اسٹوریج بیٹریوں کے لیے بطور مواد استعمال ہوتی ہے۔ Al2O3 بھی عام طور پر سیرامک سطح کی میٹالائزیشن ٹیکنالوجی میں استعمال ہوتا ہے۔

ایلومینا پر مبنی فیوزڈ کورنڈم کا بنیادی کرسٹل مرحلہ کورنڈم مرحلہ ہے جس کا سائز 1.0-1.5 ملی میٹر اور آپس میں جڑے ہوئے کرسٹل ہیں۔ باقی روٹائل، ایلومینا اور ایلومینیم ٹائٹینیٹ کی ٹریس مقدار ہیں، اور کورنڈم مرحلے کے اندر یا کرسٹل مراحل کے درمیان واقع ہیں۔ شیشے کے مرحلے کی ایک چھوٹی سی مقدار۔ چین میں، دس سال سے زیادہ کی مسلسل کوششوں کے بعد، باکسائٹ پر مبنی فیوزڈ کورنڈم کو گلانے کے عمل نے بڑی پیش رفت کی ہے، جس کی سالانہ پیداواری صلاحیت 110,000 ٹن سے زیادہ ہے۔ باکسائٹ پر مبنی فیوزڈ کورنڈم کو مختلف فائر شدہ اینٹوں اور غیر شکل والے ریفریکٹری مواد کے لیے خام مال کے طور پر کامیابی کے ساتھ استعمال کیا گیا ہے۔ مثال کے طور پر، یہ بلاسٹ فرنس کاسٹبلز میں گھنے کورنڈم کو جزوی طور پر بدل سکتا ہے، اور کم کریپ پیدا کرنے کے لیے میٹرکس میٹریل اور دانے دار مواد کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔ ہائی ایلومینا اینٹوں کو دیگر Al2O3-SiO2 ریفریکٹریز میں سفید کورنڈم کو تبدیل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے تاکہ اعلی کارکردگی والی مصنوعات تیار کی جا سکیں۔

براؤن کورنڈم سمیلٹنگ اس بنیادی اصول پر مبنی ہے کہ ایلومینیم میں آکسیجن سے لوہے، سلیکون، ٹائٹینیم وغیرہ سے زیادہ تعلق ہے ferrosilicon مرکب. کرسٹل کوالٹی ضروریات کو پورا کرنے اور 2 فیصد سے زیادہ Al3O94.5 مواد کے ساتھ براؤن کورنڈم حاصل کرنے کے لیے اسے کورنڈم میلٹ سے الگ کیا جاتا ہے۔ Fe2O3 کو فیروسیلیکون مرکب پیدا کرنے کے لیے کم کیا جاتا ہے اور پگھلانے کے عمل کے دوران اسے ہٹا دیا جاتا ہے، لیکن آئرن آکسائیڈ اور ایلومینا سے تیار کردہ اسپنل کی تھوڑی سی مقدار ابھی بھی مصنوعات میں باقی ہے۔ گلنے کے عمل کے دوران TiO2 جزوی طور پر فیروسیلیکون مرکب میں کم ہو جاتا ہے، اور اس کا کافی حصہ براؤن کورنڈم میں رہتا ہے، جو کہ براؤن کورنڈم کے رنگنے کا بنیادی عنصر ہے۔ پگھلنے کے عمل کے دوران CaO اور MgO کو کم کرنا مشکل ہے، اور خام مال میں زیادہ تر CaO اور MgO اب بھی مصنوعات میں موجود ہیں۔ اگرچہ Na2O اور K2O پگھلنے کے عمل کے دوران اعلی درجہ حرارت پر اتار چڑھاؤ کا شکار ہو سکتے ہیں، لیکن انہیں کم نہیں کیا جا سکتا اور وہ براؤن کورنڈم میں رہتے ہیں، جس کا معیار پر بہت زیادہ اثر پڑتا ہے۔

براؤن کورنڈم

براؤن کورنڈم کا خام مال α-alumina کرسٹل اناج اور شیشے کے مرحلے کی تھوڑی مقدار پر مشتمل ہوتا ہے، α-alumina کرسٹل Al2O3 ٹھوس محلول پر مشتمل ہوتا ہے جس میں Ti2O3 ہوتا ہے، اور شیشے کا مرحلہ زیادہ تر ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ اور سلکان ڈائی آکسائیڈ اور دیگر پر مشتمل ہوتا ہے۔ الیکٹرک آرک فرنس میں موجود ٹریس آکسیڈیشن۔ یہ آکسائڈ شیشے کے مرحلے کو تشکیل دیتے ہیں، اور ایلومینا کے دانوں کے کرسٹل ڈھانچے میں ان کی حل پذیری صرف کم ہوتی ہے۔ Ti2O3 واحد آکسائیڈ ہے جسے Ti ایلومینا کے دانوں میں تحلیل کر سکتا ہے۔ TiO2 Ti کا تھرموڈینامیکل طور پر مستحکم آکسائڈ ہے۔ براؤن کورنڈم کو گلانے اور کم کرنے کے دوران، TiO2 کا حصہ ٹائٹینیم کے ذیلی آکسیکرن میں کم ہو جاتا ہے۔ (Ti2O3)، 1000℃ سے اوپر، آکسیجن Ga-alumina کے دانوں میں پھیل سکتی ہے، Ti2O3 کو زیادہ مستحکم TiO2 میں آکسائڈائز کر سکتی ہے اور پھر اسے α-alumina کے دانے میں لپیٹ سکتی ہے، اس لیے زیادہ تر ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ α-alumina کرسٹل کا ٹھوس محلول ہے۔ اناج موجود ہے.

بھورے کورنڈم میں ضرورت سے زیادہ TiO2 شیشے کے مرحلے میں نہیں رہ سکتا، لیکن ایلومینیم ٹائٹانیٹ (TiO2·Al2O3) بنانے کے لیے ایلومینا کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے۔ ایلومینیم ٹائٹینیٹ α-ایلومینا اناج اور شیشے کے مرحلے کے درمیان انٹرفیس میں تیسرا مرحلہ ہے۔ بھورے کورنڈم کی سختی TiO2 کرسٹل نیوکلی کے بڑھنے کے ساتھ بڑھ جاتی ہے۔ α-alumina کرسٹل اناج میں یکساں طور پر منتشر ہونے والا TiO2 مرحلہ α-alumina کے ذرات کو سخت کرتا ہے۔ براؤن کورنڈم ٹھوس محلول Ti2O3 کی وجہ سے براؤن کورنڈم نیلے رنگ کا ہوتا ہے۔

Ti2O3 واحد آکسائیڈ ہے جسے Ti ایلومینا کے دانوں میں تحلیل کر سکتا ہے۔ TiO2 Ti کا تھرموڈینامیکل طور پر مستحکم آکسائڈ ہے۔ براؤن کورنڈم کو گلانے اور کم کرنے کے دوران، TiO2 کا حصہ ٹائٹینیم کے ذیلی آکسیکرن میں کم ہو جاتا ہے۔ (Ti2O3)، 1000℃ سے اوپر، آکسیجن Ga-alumina کے دانوں میں پھیل سکتی ہے، Ti2O3 کو زیادہ مستحکم TiO2 میں آکسائڈائز کر سکتی ہے اور پھر اسے α-alumina کے دانے میں لپیٹ سکتی ہے، اس لیے زیادہ تر ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ α-alumina کرسٹل کا ٹھوس محلول ہے۔ اناج موجود ہے. بھورے کورنڈم میں ضرورت سے زیادہ TiO2 شیشے کے مرحلے میں نہیں رہ سکتا، لیکن ایلومینیم ٹائٹانیٹ (TiO2·Al2O3) بنانے کے لیے ایلومینا کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے۔ ایلومینیم ٹائٹینیٹ α-ایلومینا اناج اور شیشے کے مرحلے کے درمیان انٹرفیس میں تیسرا مرحلہ ہے۔ بھورے کورنڈم کی سختی TiO2 کرسٹل نیوکلی کے بڑھنے کے ساتھ بڑھ جاتی ہے۔ α-alumina کرسٹل اناج میں یکساں طور پر منتشر ہونے والا TiO2 مرحلہ α-alumina کے ذرات کو سخت کرتا ہے۔ براؤن کورنڈم ٹھوس محلول Ti2O3 بھورے کورنڈم کو نیلا ظاہر کرنے کا سبب بنتا ہے۔