锆刚玉磨料是以矾土(或铝氧粉)、锆英砂、碳素材料和铁屑为原料,在倾倒炉或流放炉内高温冶炼,熔液经急冷、破碎、加工而制成的磨料。
矾土、铝氧粉、碳素材料和铁屑与制造棕刚玉、白刚玉用的原料相同。只有锆英砂或二氧化锆是新增加的原料。
二氧化锆(ZrO2)白色、黄色或灰色,熔点为2690℃,莫氏硬度为6.5级,20~1000℃时的平均线膨胀系数为10×10-6,导热系数为2.0934W/(m·K),2000℃时的电阻率为0.59Ω·cm,熔化热为706.26J/g。二氧化锆在室温下为单斜晶系、密度为5.56g/cm3,1000℃左右转化为四方晶系,密度为5.70g/cm3,2370℃左右转化为立方晶系、密度为6.10g/cm3。
锆英砂(ZrSiO2)为无色,四方晶系,昌北杂质染成黄、橙、红灯色泽,具有金属光泽,熔点为2420℃,密度为4.6~4.7g/cm3,莫氏硬度为7~8级。锆英砂自1540℃开始慢慢离解,从1750℃其迅速离解,到1870℃时离解量达95%。离解的产物为单斜结晶的氧化锆和二氧化硅玻璃。锆英砂具有一定的放射性,因含有Hf,Th、U及稀土元素等。对锆英砂的质量要求为:(Zr·Hf)≥60%,SiO2≤35%,TiO2≤3%,P2O5≤0.80%,Fe2O3≤1.00%。