コランダム
結晶格子中のイオン半径は、アルミニウムが68pm、酸素が126pmである。AlとOの位置は共に歪んでいるので図2にはならない。しかし、3つのOが作る窪みにAlイオンが座り(=Alを中心、Oを頂点とした6配位八面体を形成し)、窪みの1/3は規則的に空いているという点では正しい。この層を積み重ねてコランダム結晶の模型を組むことができ、積むときは、黒球が座っていない下層の窪みに上の層の白球が座るようにする(図2のa)。そうするとアルミニウムの黒球は、下の層の窪みと上の層の窪みとの間におさまる(図2のb)。
図2は六方晶的に描いてあるが、この結晶は菱面体晶にも描け、結晶構造は、対称性にまさる後者で記述される。
酸化アルミニウムの結晶はアルミナともいう。アルミナにはいろいろな結晶構造のものがあり、図2の構造のアルミナは、αアルミナである。
酸化クロムの結晶はコランダムと相似で、図2の黒球のAlは、Crと入れ替わることができる。微量のCrが入れ替わるとコランダムはピンクになり、2%くらい入れ替わると全くのルビー色になる。これが、ルビーである。
CrでなくFeなどが入ると青色になり、これが、サファイアである。ただし、人造単結晶(後記)では、ルビー色でないコランダムを、無色透明のものも含め、サファイアと総称することがある。
ボーキサイトをアーク炉で融解し精製して作る褐色溶融アルミナ(後記)が、黒褐色不透明なのは、Tiイオン、MgイオンがAlイオンの場所のところどころにあることによる。
なお、加熱加工された内容物の少ない白色系コランダムをギューダ (geuda) ともいい、淡灰、淡黄、淡青、無色があり、七段を経て美しい色味の青になるのだが、石の質により、どの温度が最高の色になるのかは様々。
ギリシャ系ドイツ人のSpyro Kyropoulosが1926年に開発した方法(w:Kyropoulos methodを参照)。
引き上げ法に似ているが、種結晶を引き上げるのではなく、原料自体の温度を徐々に下げることで種結晶の周りに大型の結晶を成長させる。結晶に温度差が生じないため格子欠陥が少ないが、成長速度が極めて遅いことが欠点。
窒化ガリウムベースのLED製造用の基板や、高級腕時計の原料などに用いられる。