અપઘર્ષક ખનિજો (abrasive minerals) : અપઘર્ષક તરીકે વપરાતાં ખનિજો. બંધારણની દૃષ્ટિએ ભિન્નતા ધરાવતાં હોવા છતાં ખનિજો કે ખડકો જો કઠિનતા પરત્વે સમાનધર્મી હોય તો તેમને તેમની મૂળ કુદરતી સ્થિતિમાં જ અપઘર્ષકો તરીકે ઉપયોગમાં લઈ શકાય છે. આવાં કુદરતી ખનિજોમાંથી હવે તો કૃત્રિમ અપઘર્ષકો પણ તૈયાર કરી ઉપયોગમાં લેવાય છે. કઠિનતા, દૃઢતા અને ભંગસપાટીના ગુણધર્મો ઘર્ષણ-હેતુઓ માટે અતિ મહત્વના બની રહે છે.
કુદરતી અપઘર્ષકો ત્રણ સમૂહોમાં ઉપલબ્ધ છે : 1. ઉચ્ચકક્ષાનાં અપઘર્ષકો : આ સમૂહમાં કઠિનતાના ઊતરતા ક્રમમાં હીરો, કોરન્ડમ, એમરી અને ગાર્નેટનો સમાવેશ કરેલો છે. 2. સિલિકાયુક્ત અપઘર્ષકો : રેતી, રેતીખડક, ક્વાર્ટ્ઝાઇટ, નોવાક્યુલાઇટ, ફ્લિન્ટ, ચર્ટ, સિલિકાયુક્ત ચૂનાખડક, ક્વાર્ટ્ઝ, ક્વાર્ટ્ઝ-માઇકાશિસ્ટ, ત્રિપોલી, પ્યુમિસ, ડાયટોમાઇટ વગેરેનો આ સમૂહમાં સમાવેશ થાય છે. 3. પ્રકીર્ણ અપઘર્ષકો : બૉક્સાઇટ, મૅગ્નેસાઇટ, મૅગ્નેશિયમ ઑક્સાઇડ, દળેલો ફેલ્સ્પાર, ચૉક, ચૂનો, ચિનાઈ માટી, શંખજીરું, કલાઈ-ક્રોમિયમ મૅંગેનીઝના ઑક્સાઇડ; સિલિકાયુક્ત કાર્બાઇડ (કાર્બોરન્ડમ), પિગાળેલ ઍલ્યુમિના (એલંડમ, એલૉક્સાઇડ) બોરૉન કાર્બાઇડ ધાતુઓના ઑક્સાઇડ વગેરેનો આ સમૂહમાં સમાવેશ કરેલો છે.
કુદરતી અપઘર્ષકોને મુખ્યત્વે કુદરતી સ્થિતિમાં (જેમ કે રેતી અને પ્યુમિસ સ્વરૂપે) અથવા ઘાટ આપીને (જેમ કે ઘંટિયા પથ્થર સ્વરૂપે) અથવા દળીને દાણા કે ચૂર્ણ સ્વરૂપે (જેમ કે સરાણમાં દાણા જડીને કે કાચ-કાગળ સ્વરૂપે) ઉપયોગમાં લઈ શકાય છે.
ઉદ્યોગોના વિકાસની સાથોસાથ અપઘર્ષકો પણ બહોળા પ્રમાણમાં ઉપયોગમાં લેવાવા લાગ્યા છે. સ્વયંસંચાલિત યાંત્રિક વાહનો–સાધનોના ઉદ્યોગોમાં અપઘર્ષકોનું પ્રથમ હરોળનું સ્થાન છે, હવાઈ જહાજ ઉદ્યોગમાં, પોલાદ ઉદ્યોગમાં, સાબુ ઉદ્યોગમાં ધાતુઓને ચમક આપવામાં કુદરતી અપઘર્ષકો ઉપયોગી બને છે. ઔદ્યોગિક ધાતુકાર્યો(metallurgy)માં હવે કૃત્રિમ અપઘર્ષકો વધુ વપરાશમાં લેવાય છે.
ઔદ્યોગિક હીરા : રત્ન નામ પડતાં જ સર્વપ્રથમ રત્ન તરીકે હીરાનો ખ્યાલ આવી જાય છે, પરંતુ કુદરતમાં પારદર્શક ઝવેરાતી હીરા ઉપરાંત હલકી કક્ષાના કાર્બોનેડો અને બૉર્ટ નામના રંગીન, ખામીવાળા, ચમકવિહીન સસ્તા હીરા પણ મળે છે, જે અપઘર્ષકો તરીકે જ ઉપયોગમાં લેવાય છે. 3.42 ઘનતાવાળા અને 10 કઠિનતાવાળા કાર્બોનેડો એ દૃઢ, કાર્બનના જ બંધારણવાળા કાળા કે શ્યામરંગી હીરા છે. મુખ્યત્વે તે બ્રાઝિલમાં ઉપલબ્ધ છે. હીરાના ત્રણ ગુણો અગત્યના છે : અત્યંત કઠિનતા, રાસાયણિક નિષ્ક્રિયતા અને ઊંચી ઉષ્માવાહકતા. આ છેલ્લા ગુણને લીધે ગરમીની સામાન્ય અપઘર્ષક ઉપર થતી અસર હીરા ઉપર નહિવત્ થાય છે અને તેથી તે લાંબો સમય ઉપયોગી રહી શકે છે. તે તાર ખેંચવા માટે, શારકામ માટે જરૂરી શારડીઓના છેડામાં જડવા માટે અને ઘર્ષક ચક્રોમાં દાણા રૂપે જડવા માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે. બૉર્ટ એ કાર્બોનેડો કરતાં પણ હલકી કક્ષાનો અને વધુ સસ્તો હીરાનો એક પ્રકાર છે, જે શારડીઓમાં, ઘર્ષકચક્રોમાં, વિમાન એંજિનોમાં, રત્નો કે ખડકો કાપવા માટે કુદરતી રીતે મળતા બૉર્ટના સ્વરૂપે અથવા તેને દળીને, રજ બનાવીને ઉપયોગમાં લેવાય છે. બૉર્ટ મુખ્યત્વે બેલ્જિયન કૉંગો, ઘાના, અંગોલા અને દક્ષિણ આફ્રિકાની ખાણોમાંથી મળી આવે છે.
કોરન્ડમ : કુદરતી અપઘર્ષક તરીકે ઔદ્યોગિક હીરા પછી બીજું સ્થાન ધરાવતું કોરન્ડમ એ 95 %થી 98 % ઍલ્યુમિનિયમ ઑક્સાઇડ(AI2O3)ના બંધારણવાળું અને 9 કઠિનતા અંકવાળું અત્યંત દૃઢ ખનિજ છે. તેમાં મુખ્ય અશુદ્ધિઓ આયર્ન ઑક્સાઇડ અને સિલિકા હોય છે. એની વિ. ઘ. 3.9થી 4.1 છે. કઠિનતાના ગુણધર્મને કારણે તે અપઘર્ષક બની રહે છે, પણ હવે કૃત્રિમ કાર્બોરન્ડમે તેનું સ્થાન લીધું છે; તેમ છતાં છૂટા દાણા સ્વરૂપે કાગળ કે કાપડ ઉપર લગાડીને અથવા ઘર્ષકચક્રોની ધાર પર જડીને મુખ્યત્વે તે પ્રકાશીય (optical) સાધનોને ઘસીને તૈયાર કરવાના ઉપયોગમાં લેવાય છે. વ્યાપારી ધોરણે તે કૅનેડા, દ. આફ્રિકા, યુ.એસ., ભારત, માલાગાસી, રશિયા વગેરેમાંથી મેળવાય છે. ભારતમાં તે મુખ્યત્વે મધ્યપ્રદેશમાંથી તેમજ ઓછાવત્તા પ્રમાણમાં આંધ્રપ્રદેશ, બિહાર, ઓરિસા, આસામ, પશ્ચિચિમ બંગાળ, મહારાષ્ટ્ર, તમિળનાડુ, રાજસ્થાન અને જમ્મુ-કાશ્મીરમાં મળે છે.
એમરી : કોરન્ડમનું આ અશુદ્ધ સ્વરૂપ છે. તે કોરન્ડમ, મૅગ્નેટાઇટ અને ક્યારેક હેમેટાઇટ અને સ્પિનેલના બંધારણથી બનેલું કુદરતી મિશ્રણ છે. તેમાં લોહ, મૅગ્નેશિયમ અને સિલિકાની અશુદ્ધિઓ હોય છે. તેની ઘનતા લગભગ 4 જેટલી અને કઠિનતા 8 જેટલી હોય છે. અશુદ્ધિઓને કારણે તેની કઠિનતા અને ઘર્ષકક્ષમતા કે તરણ-ક્ષમતા તેમાં રહેલા કોરન્ડમના પ્રમાણ પર અવલંબે છે. તે મોટા/સૂક્ષ્મ દાણાદાર સ્વરૂપે મળતું હોવા છતાં અતિ દૃઢ હોય છે અને ઊંચી ઉષ્ણતા સહન કરી શકે છે. વ્યાપારી ધોરણે તે કઠિનતાના ઊતરતા ક્રમમાં ગ્રીક, ટર્કિશ અને અમેરિકન એવી ત્રણ કક્ષામાં ઓળખાય છે. તે ખાસ તો દળવાના ઉપયોગમાં લઈ શકાય તે માટેનાં ચક્રો, એમરી-કાપડ, તેમજ દાણા અને કાચને ચમક આપવા માટેનાં ચૂર્ણો બનાવવાના ઉપયોગમાં લેવાય છે. ગ્રીસ, તુર્કસ્તાન, યૂરલ પર્વતો, રશિયા અને યુ.એસ.માંથી તે ઘણુંખરું મળી આવે છે.
ગાર્નેટ : સામાન્ય રીતે સમાન લક્ષણો ધરાવતાં પરંતુ કૅલ્શિયમ, મૅગ્નેશિયમ, ઍલ્યુમિનિયમ, લોહ, ક્રોમિયમ, મૅંગેનીઝ–ટ્રાય સિલિકેટના જુદા જુદા બંધારણવાળાં સાત ખનિજોના સમૂહને ગાર્નેટ-વર્ગ નામ આપેલું છે. તેમની ઘનતા 3.9થી 4.2 અને કઠિનતા 6.5થી 7.5 સુધીની છે. ગાર્નેટ-વર્ગના ખનિજ-સ્ફટિકોમાં તથા ભૌતિક ગુણોમાં સામ્ય હોઈ, દૃઢ અને કઠિન હોઈ, અપઘર્ષક તરીકે તે બહુધા ઉપયોગમાં લેવાય છે. આલ્મન્ડાઇટ વધુ ઉપયોગમાં લેવાય છે, જ્યારે ઍન્ડ્રેડાઇટ અને રહોડોલાઇટ પણ વપરાય છે; જોકે ગાર્નેટનું ઉત્પાદન પ્રમાણમાં ઓછું છે. ઘર્ષક તરીકે ગાર્નેટ છૂટા દાણાના રૂપમાં કે કાગળ અથવા કાપડ પર લગાડીને ઉપયોગમાં લેવાય છે. સખત લાકડાં, સખત રબર, સેલ્યુલૉઇડ, ચામડાં, ફેલ્ટ અને રેશમી ટોપા જેવી વસ્તુઓને છેવટનો ઓપ (finishing) આપવા માટે. વૉર્નિશ કરેલી કે રંગેલી સપાટીઓ, સ્વયંસંચાલિત યાંત્રિક સાધનોનાં ઉપકરણો તથા ત્રાંબા–પિત્તળને ઘસવા માટે ગાર્નેટ લગાડેલા કાગળનો ઉપયોગ થાય છે. કાચની નાની મોટી તકતીઓ, પાષાણ-સુશોભન અને આરસ-પડ કાપવા માટે ગાર્નેટ દાણાનો ઉપયોગ થાય છે. ગાર્નેટનું ઉત્પાદન મોટેભાગે યુ.એસ., સ્પેન, ભારત, કૅનેડા અને માલાગાસીમાં થાય છે. ભારતમાં જુદા જુદા પ્રકારનાં ગાર્નેટ ખનિજો રાજસ્થાન, આંધ્રપ્રદેશ, બિહાર, મહારાષ્ટ્ર, મધ્યપ્રદેશ, તામિલનાડુ, કર્ણાટક, કેરળ અને કાશ્મીરના કેટલાક પ્રદેશોમાંથી મળી આવે છે.
સિલિકા : સિલિકા (SiO2) ઉપર જણાવ્યા મુજબનાં વિવિધ રૂપે વ્યાપક પ્રમાણમાં જોવા મળે છે. ક્વાર્ટ્ઝના ખનિજ રૂપે ઘણા ખડકોમાં તે અગત્યના ઘટક તરીકે મળી આવે છે. ચકમક (flint) એ સિલિકાનું સઘન સ્વરૂપ છે. તેની ઘનતા 2.6 અને કઠિનતા 7 છે. ભંગસપાટીના ગુણધર્મ મુજબ કુદરતમાં તે ધારદાર ખૂણાઓવાળા ટુકડાઓ રૂપે મળે છે. તેથી તે અપઘર્ષક તરીકે ઉપયોગી છે. સિલિકાયુક્ત ખડકોનું ખનનકાર્ય કરી જુદા જુદા ઘાટ આપી દળવાના ઘંટિયા પથ્થર તરીકે તથા ચૂર્ણ તરીકે તેને તૈયાર કરવામાં આવે છે. સિલિકાયુક્ત અપઘર્ષકોની રજ શ્વાસ સાથે ફેફસાંમાં જતાં સિલિકોસિસ નામનો રોગ થતો હોઈ, ધીમે ધીમે આ પદાર્થનું સ્થાન સંશ્લેષિત પદાર્થો લઈ રહ્યા છે. તૈયાર કરવામાં આવતા કૃત્રિમ અપઘર્ષકો પૈકી કેટલાક વધુ પડતા કઠિન, તીક્ષ્ણ અને એકધારી ગુણવત્તા જાળવી રાખી શકે એવા છે. મોહના નૂતન કઠિનતા અંક માપ મુજબ ક્વાર્ટ્ઝ 8, ગાર્નેટ 10, કોરન્ડમ 12 અને હીરો 15 મુજબ ગોઠવાય છે. કાર્બાઇડ 10 અને 14 વચ્ચે અને બોરૉન કાર્બાઇડ 14 કઠિનતા ધરાવે છે. કૃત્રિમ સંશ્લેષિત અપઘર્ષકોને સિલિકોન કાર્બાઇડ, પિગાળેલ એલ્યુમિના, બોરૉન કાર્બાઇડ અને ધાત્વિક અપઘર્ષકોમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય. આ પૈકી સિલિકોન કાર્બાઇડ(SiC) અને પિગાળેલ (fused) એલ્યુમિના વધુ ઉપયોગી બની રહ્યાં છે અને તેમને અનુક્રમે કાર્બોરન્ડમ, ક્રિસ્ટોલોન, કાર્બોલોન-13 કઠિનતાવાળાં અને એલન્ડમ, એલૉક્સાઇડના નામે વેચાય છે.
ગિરીશભાઈ પંડ્યા