Der Korund ist ein Mineral aus der Mineralklasse der Oxide und Hydroxide und das weltweit am häufigsten eingesetzte Industriemineral. Es kommt in der Natur auch als Schmuckstein vor (Saphir, Smaragd, Rubin). Chemisch ist Korund Aluminiumoxid mit der Summenformel Al2O3.
Bei einer Reaktionstemperatur von über 2.000 °C werden aluminiumoxidhaltige Rohstoffe elektrothermisch geschmolzen, um die verschiedenen Korunde herzustellen. Je nach Art des gewünschten Korundes werden unterschiedliche Ausgangsstoffe benutzt. So wird für die Herstellung von Normal- und Halbedelkorunden Bauxit eingesetzt, während für den Edelkorund ausschließlich reines Aluminiumoxid (Tonerde) verwendet wird. Dieses wird in einem Vorprozess im Bayer-Verfahren aus Bauxit gewonnen.
Siliciumcarbid ist eine chemische Verbindung aus Silicium und Kohlenstoff und gehört zur Gruppe der Carbide. Die chemische Formel ist SiC.
Siliciumcarbid ist zugleich der härteste und leichteste keramische Werkstoff und zudem äußerst beständig gegen Säure und Laugen.
Aus Koks und Quarzsand wird nach dem Acheson-Verfahren im elektrischen Widerstandofen Siliziumcarbid (SiC) hergestellt. Werden Petrolkoks und Quarzsand um eine Graphitelektrode gruppiert und auf eine Temperatur von 2.000 °C erhitzt, so erhält man schwarzes und etwas höherwertiges grünes SiC. Das grüne SiC hat eine etwas höhere Reinheit und Härte, allerding auch eine geringere Zähigkeit
Korund ist das am häufigsten eingesetzte Schleifmittel. Je reiner, desto härter ist der Korund, was man auch an der Farbe erkennen kann. Die Zähigkeit kann durch den Zusatz von verschiedenen Metalloxiden und eine Verkürzung des Abkühlprozesses bei der Herstellung gesteigert werden. Folgende Unterscheidungen werden gemacht:
Die FEPA ist ein Zusammenschluss von europäischen Schleifmittelherstellern, der sich die Entwicklung und Veröffentlichung von Standards, Dokumenten und umfangreichen Sicherheitshinweisen für die Schleifmittelindustrie zur Aufgabe stellt.
Schleifmittelkörnungen werden u. a. nach dem FEPA-Standard hergestellt und verkauft. Damit soll sichergestellt werden, dass über verschiedene Hersteller hinweg eine gleichbleibende Qualität des jeweiligen Schleifmittels erzielt werden kann.
Weitere Informationen unter https://www.fepa-abrasives.com/
| Makrokörnungen | ________________ | Mikrokörnungen | ||||||
| FEPA F Schleifkörper | Micron µm | FEPA P Papier | Micron µm | FEPA F Schleifkörper | Micron µm | Micron µm FEPA P Papier | Micron µm | |
| F 5 | 4125 | P 240 | ||||||
| F 6 | 3460 | F 230 | P 280 | |||||
| F 7 | 2900 | P 320 | ||||||
| F 8 | 2460 | F240 | ||||||
| F 10 | 2085 | P 360 | ||||||
| F 12 | 1765 | P 12 | 1815 | F 280 | P 400 | |||
| F 14 | 1470 | |||||||
| F 16 | 1230 | P 16 | 1324 | F 320 | P 500 | |||
| F 20 | 1040 | P 20 | 1000 | P 600 | ||||
| F 22 | 885 | F 360 | P 800 | |||||
| F 24 | 745 | P 24 | 764 | P 1000 | ||||
| F 30 | 625 | P 30 | 642 | F 400 | ||||
| F 36 | 525 | P 36 | 538 | P 1200 | ||||
| F 40 | 438 | P 40 | 425 | F 500 | P 1500 | |||
| F 46 | 370 | P 2000 | ||||||
| F 54 | 310 | P 50 | 336 | F 600 | ||||
| F 60 | 260 | P 60 | 269 | P 2500 | ||||
| F 70 | 218 | P 3000 | ||||||
| P 80 | 201 | P 5000 | ||||||
| F 80 | 185 | F 800 | ||||||
| P 100 | 162 | F 1000 | ||||||
| F 90 | 154 | F 1200 | ||||||
| F 100 | 129 | P 120 | 125 | F 1500 | ||||
| F 120 | 109 | F 2000 | ||||||
| P 150 | 100 | |||||||
| F 150 | 82 | P 180 | 82 | |||||
| F 180 | 69 | P 220 | 68 | |||||
| F 220 | 58 |
Der d50 gibt die mittlere Partikelgröße an. D50 bedeutet, dass 50 % der Partikel in dem spezifizierten Kornbereich liegen.
Laut FEPA ist die Schüttdichte einer Schleifmittelkörnung der Quotient aus der Masse und dem Volumen, das die in bestimmter Weise geschüttete Körnung einnimmt. Die Schüttdichte, auch Schüttgewicht genannt, wird in g/cm3 angegeben. Je runder die Partikel sind, umso größer ist die Packdichte, also umso kleiner das Volumen/KG => umso höher ist die Schüttdichte.
Das spezifische Gewicht ist das Verhältnis zwischen dem Gewicht eines Körpers und seinem Volumen. Bei Korund beträgt das spezifische Gewicht bei Normalbedingung 3,94 g/cm3.
Die Kornform wird meist von „splittrig“ über „nadelig“ bis „kugelrund“ beschrieben. Hat der dimensionslose Formfaktor den Wert 1, so ist das Korn kugelrund. Je kleiner der Formfaktor wird, desto spitzer ist das Korn
Die spezifische Oberfläche bezeichnet die auf die Masse bezogene äußere Oberfläche eines Stoffes einschließlich aller zugänglichen Poren. Sie wird nach der Methode von Brunauer-Emmett-Teller (BET) bestimmt.
Die Porosität ist definiert als der Gasanteil (Hohlraumvolumen) am Gesamtvolumen eines Partikels. Sie kann mit verschiedenen Messtechniken bestimmt werden, dazu gehören z. B. die Gasadsorption und Quecksilber-Porosimetrie. Bei gleicher Korngröße und Kornform entspricht eine geringere Schüttdichte einer größeren Porosität der Körner.
Das Fließverhalten von Pulvern ist von vielen Faktoren abhängig. Grundsätzlich gilt: Gröbere, trockene Körnungen fließen gut, je feiner die Körnungen aber werden, desto mehr beeinflussen die Morphologie sowie diverse Haftkräfte das Fließverhalten:
Meist wird ein Produkt als gut fließfähig bezeichnet, wenn es z. B. ohne Störung aus einem Silo ausläuft oder sich nicht während der Lagerung oder dem Transport verfestigt.
Die Mohshärte (nach Friedrich Mohs, 1773 - 1839) schreibt bekannten Mineralien einen relativen Härtewert auf einer Skala von 1 (Talk) bis 10 (Diamant) zu. Danach gilt ein Mineral im Vergleich zu einem anderen als härter, wenn es dieses ritzen kann.
Zu beachten ist, dass die Werte der Skala auf Ordinalskalenniveau liegen: Ein höherer Wert bedeutet größere Härte, aber die Abstände der Skalenwerte sind zueinander nicht gleich.
Eine Mohshärte von 10 wird dem Diamanten, dem härtesten Material, zugeordnet. Deshalb lässt sich der Diamant auch nur mit Hilfe eines anderen Diamanten schleifen.
Dicht gefolgt wird der Diamant von der Gruppe der Korunde, zu welcher Rubine und Saphire zählen.
Die Mohshärte – eine Skala von 1 bis 10
Beim Funktionalisieren von Korund wird eine hauchdünne Schicht einer Silan-Haftgruppe auf die Korund-Partikel aufgebracht. Diese organische Oberflächenbeschichtung bewirkt z. B. in einer Melaminharz-Matrix eine bessere Einbindung und eine erhöhte Kratzfestigkeit. Korund hat einen hohen Brechungsindex (n = 1,76). In transparenten Beschichtungen wie z. B. in Lacken und Melaminharz käme es ohne Beschichtung zu einer „Vergrauung“. Durch die Beschichtung wird der Brechungsindex an den des Lackes angeglichen und so dessen Transparenz verbessert.
Der Brechungsindex von Korund liegt bei ca. 1,76, der von normalen Glassorten bei ca. 1,4. Je näher die Brechungsindizes beieinander liegen, desto transparenter ist das System (z. B. Lacke).
Al2O3 Tonerde ist der Ausgangsstoff der Aluminiumherstellung, sowohl von metallischem Aluminium, als auch für Aluminiumoxid. Sie ist porös und hat eine große reaktive Oberfläche.