杂质对棕刚玉的熔点和熔体的凝固温度都会有影响。最典型的例子是含Al2O397.5%,含TiO2、MgO、Al2S3分别为2.5%的Al2O3-TiO2系统、Al2O3-MgO系统、Al2O3-Al2S3系统。含这三种杂质的刚玉分别代表棕刚玉、微晶刚玉、单晶刚玉。熔点与凝固点又决定了结晶温度范围,结晶温度范围又会影响晶体尺寸。有些杂质对刚玉晶体尺寸的影响非常大,所以被有意引入熔体,以控制结晶过程和晶体尺寸。含TiO22.5%的熔体从2030℃开始结晶,随着温度下降,不断析出刚玉晶体,熔体中TiO2含量相应升高。当熔体冷至1850℃时,整个熔体逐渐凝固并干涸。该温度相当于Al2O3与Al2O3·TiO2的低共熔点。熔体的结晶温度间隔是180℃,整个结晶过程是比较平稳的。
含MgO2.5%的熔体,开始结晶温度为1950℃,熔体全部凝固温度为1925℃,熔体的结晶温度间隔仅25℃,有利于刚玉熔体的急冷。因此,MgO又称为微晶刚玉的微晶促进剂。含Al2S32.5%的熔体,开始结晶温度为2000℃,析晶终止温度为1000℃,熔体的结晶温度间隔长达1000℃。所以,单晶刚玉的结晶温度过程非常平稳,晶体生长过程相当完整。本文来源http://www.wxhdjscl.com/ns.aspx?id=1262