除了主要成分氧化铝外，它还含有少量的其他氧化物，这些杂质成分对其性能和颜色起到了关键作用。
详细成分分析
棕刚玉是以铝矾土为主要原料，在电弧炉中经高温（2000℃以上）熔炼而制成的。其典型化学成分为：
| 成分 | 化学式 | 大致含量 | 作用与影响 |
|---|---|---|---|
| 氧化铝 | Al₂O₃ | 94.5% - 97% | 主晶相，决定了材料的基本硬度、强度和耐磨性。 |
| 二氧化硅 | SiO₂ | 0.5% - 1.5% | 杂质成分，含量过高会降低硬度和韧性。 |
| 氧化铁 | Fe₂O₃ | 0.1% - 0.7% | 杂质成分。 |
| 氧化钛 | TiO₂ | 1.5% - 3.5% | 关键杂质！它是棕刚玉呈现棕色的主要原因。 钛元素以Ti³⁺或Ti⁴⁺的形式固溶在Al₂O₃晶体中，影响了其对光线的吸收，从而呈现出棕色。同时，TiO₂的存在会影响晶粒的形态和尺寸。 |
| 其他微量元素 | CaO, MgO, K₂O, Na₂O等 | < 1% | 来自原料的微量杂质。 |
杂质成分的重要性
值得注意的是，棕刚玉中的杂质（特别是氧化钛）并非完全有害。它们与主成分氧化铝在熔炼过程中会形成复杂的固溶体和硅酸盐玻璃相，这些物质填充在α-氧化铝晶体之间，在一定程度上影响了棕刚玉的韧性。这使得棕刚玉在保持高硬度的同时，比纯氧化铝制成的白刚玉具有更好的韧性，更适用于重负荷的磨削条件。
总结
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主要成分：α-氧化铝（α-Al₂O₃），这是其高硬度和高耐磨性的来源。
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关键特征成分：氧化钛（TiO₂），这是其区别于其他刚玉（如白刚玉）并呈现棕色的根本原因，同时也对其韧性有影响。
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性能：因其高硬度（莫氏硬度9，仅次于金刚石和碳化硅）、良好的韧性和较高的耐高温性，被广泛用作磨料（如砂轮、砂纸、喷砂材料）、耐火材料以及耐磨填料等。
