Corindon

Le corindon, ou « alumine alpha », est une espèce minérale composée d' anhydre cristallisée, de formule Al₂O₃. On le note aussi 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 fréquemment utilisées en joaillerie. La variété émeri de cette pierre est une céramique très utilisée dans l'industrie, essentiellement comme abrasif en raison 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 .

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

• a = 5,13 Å ;
• α = 55,47° = 55°28'.

Un pentaèdre fait 2,7 Å de haut (distance Al-Al) et 2,49 Å de côté (distance O-O).

Les ions O forment un réseau hexagonal compact, avec donc une alternance de plans A-B ; les ions Al occupent les deux-tiers des sites interstitiels octaédriques, avec trois types de plans a, b et c en alternance. On a donc 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 :

• a = 4,76 Å ;
• c = 12,97 Å.

Par rapport à la description précédente, la distance entre les plans de O des pentaèdres est c/2.

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

• Ilménite

• Melanostibite

• Pyrophanite

Pierres précieuses

Les pierre gemmes de couleur rouges sont appelées rubis, toutes les autres couleurs sont appelées saphir. Le saphir et le rubis font partie des quatre pierres précieuses.

Meulage

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

Horlogerie

• Le corindon poly-cristallin

Sous sa forme rubis, il est largement 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 très élevées (si l'on compare le couple transmis par les engrenages en rapport avec la surface extrêmement réduite des pivots (15/100 de mm de diamètre pour les plus fins), la platine de montre étant elle-même en métal, le frottement métal sur métal induirait inévitablement 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).

• Le corindon mono-cristallin

La forme transparente du corindon, principalement 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 notamment à l'abrasion d'un grain de sable, qui lui est en quartz, donc d'une dureté inférieure sur l'échelle de Mohs.

• Boîtiers de montres

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 possible d'obtenir de cette manière. À part un horloger Suisse, Hans-Ulrich Klingenberg, qui en a réussi la gageure, grâce à son procédé breveté ainsi que 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.