“金课”背景下SPOC线上线下混合教学模式应用——以“宝石鉴定原理与方法”课程为例

针对“宝石鉴定原理与方法”课程中出现的问题,结合国家对“金课”建设的要求及SPOC教学的特点,文章构建了适合该课程的SPOC线上线下混合式教学模式,从教学目标、学习内容、混合式教学活动、考评方式等多个方面对课程进行设计。经过教学实践,发现SPOC混合式教学模式对于培养学生自主学习能力、锻炼学生创新精神、激发学生探索思维起到了积极的作用。本文旨在建立科学、有效且高效的宝石类课程教学体系,拓展SPOC教学模式的研究范畴,助力高标准、高质量珠宝专业人才培养。

6082铝合金FSW匙孔修复过程中温度场数值模拟

采用回填式搅拌摩擦点焊方法,对搅拌摩擦焊焊缝末端的匙孔进行修复.通过建立修复过程中的热力耦合模型,计算不同阶段的温度场.结果表明:预热阶段,旋转的搅拌针与塞棒上表面摩擦产热,塞棒上表面温度达到123℃;套筒下压阶段,匙孔附近塑性金属及高温状态的塞棒受到套筒的挤压,填充至搅拌针提升而形成的空腔内,当套筒下压量达到1.6 mm时,焊点附近塑性金属的温度达到391℃;回填阶段,搅拌针将塑性金属及塞棒挤压至焊点中心,挤压过程中塞棒表面形成大量凸起,与匙孔边缘中的凹坑形成机械互锁状结构,塑性金属的最高温度达到452℃.

偏钒酸铵对镁合金微弧氧化着色膜的影响

在硅酸盐体系电解液中加入偏钒酸铵,研究镁合金表面所成微弧氧化膜的颜色及其变化,探讨偏钒酸铵质量浓度变化对膜层外观质量、膜厚、微观形貌、物相组成及耐蚀性的影响.结果表明:NH4VO_3的加入使得微弧氧化膜呈现出一定的彩色,膜层中MgV2O_5、Mg3V2O_8和AlVO_3等物相的生成是导致膜层呈现彩色的根本原因;NH4VO_3质量浓度的增加,使得膜层的厚度不断增大,耐蚀性出现波浪变化的形式,但总体上呈不断增大的趋势,膜层的耐蚀性比镁合金基体高出8倍.

澳大利亚、埃塞俄比亚欧泊的对比研究

为了准确区分澳大利亚欧泊与埃塞俄比亚欧泊,作者分别观察研究两个产地的欧泊样品,对比分析它们的外观特征、宝石学特征、物象组成特征以及微观形貌等特征。结果表明,它们在色斑特征上有着明显的区别,埃塞俄比亚欧泊的变彩更丰富,可呈柱状、片状及斑点状。埃塞俄比亚欧泊的折射率和相对密度均普遍低于澳大利亚的。物象研究发现,埃塞俄比亚欧泊的结晶程度略高于澳大利亚欧泊。扫描电镜测试结果表明,埃塞俄比亚欧泊中的二氧化硅球体的直径很小,一般仅为30nm左右,明显小于传统的有变彩的澳大利亚欧泊中二氧化硅小球的直径（150-300nm）。排列无规律。可在一定范围内规则排列,呈现出规则的阶梯片层状结构,也可以在小范围内紧密地团聚在一起。

蓝色蓝晶石的宝石学特征及颜色成因探讨

蓝晶石,又叫做二硬石,属于硅酸盐类矿物,是一种耐火度高的天然耐火原料矿物,工业用途非常广泛,但是较少人知道蓝晶石还有非常可观的宝石学价值。选取了6块蓝色依次加深的蓝晶石样品,对它的宝石学特征进行了研究,并采用了傅里叶红外光谱仪、紫外-可见光分光光度计、电子探针等大型仪器对样品进行测试,重点分析了它的颜色成因。研究表明,蓝色蓝晶石在350nm^400nm(紫区)及540nm^650nm(绿区-红区)这两个范围内均有吸收带,随着蓝色调的加深,蓝晶石在紫区的吸收程度变弱,在绿区至红区的吸收程度变强。蓝晶石样品中的主要致色元素为Fe、Ni,Fe离子含量越高,蓝色越深,反之颜色越浅。

近年来宝石颜色改善的热处理工艺综述

热处理,通常是在氧化或还原的气氛中,对宝石进行一定温度和一定时间的加热,再缓慢降至室温,从而达到对宝石预期的改善目的,可以稳定提升宝石的颜色和净度。产自于斯里兰卡的蓝宝石会沿次生愈合裂隙充填大量的浸染状黄褐色褐铁矿,经过热处理后这种褐铁矿会发生脱水反应而转变为红褐色的赤铁矿;加热海蓝宝石晶体内部的生长空管中会产生黑色蜘蛛状或烟雾状色斑;经过热处理的低品质碧玺,在晶体内部会出现矿物包裹体的熔蚀,从而愈合裂隙中气液包裹体的缺失,部分指纹状包裹体呈镜面状;热处理后琥珀的颜色和净度都明显得到改善,但也会形成大量的盘状裂隙称之为"太阳光芒";经过热处理的南洋金珠体色均匀,但在表面的凹坑或瘤刺处会有颜色富集,借助紫外-可见光分光光度计可以清晰地与天然南洋金珠区分开来。

热处理绿黄色绿柱石光谱特征与颜色成因探究

绿柱石族宝石属六方晶系的铍-铝硅酸盐矿物,因含不同微量元素而呈绿、蓝、黄、红、粉、棕和黑色。绿黄色绿柱石和海蓝宝石常由不同价态的铁离子致色, Fe^3+和Fe^2+可以赋存于四面体位(Fe4^2+)、八面体位(Fe6^3+)和结构通道中([Fe2(OH)4]^2+),随着配位离子含量的改变,其颜色呈现变化。绿黄色绿柱石经热处理可以获得浅蓝色海蓝宝石, 300~550℃还原和氧化条件连续阶段性加热样品颜色依次呈浅绿色、淡黄绿色、浅黄色、淡蓝色和浅蓝色, 550~600℃褪色为淡蓝色,最佳颜色出现在500~550℃。利用中红外吸收光谱(mid FT-IR)、紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)和电子自旋共振波谱(EPR)对热处理前后绿柱石样品进行分析。Mid FT-IR光谱显示,样品热处理后与天然绿黄色绿柱石具有相似吸收光谱,归属于[Si6O(18)]基团特征振动的1 250~600 cm^-1区吸收峰向低波数方向偏移,峰值强度同时出现不同程度减弱,推测与通道中的Fe^3+被还原为Fe^2+导致的Fe^3+-O2-电荷迁移强度减弱和加热失水行为导致的结构水弯曲振动减弱有关。UV-Vis吸收光谱显示,还原和氧化气氛中的热处理绿柱石光谱特征基本一致,与天然样品相比,紫外-可见光区归属于O2-—Fe^3+电荷迁移的吸收峰向紫外区方向迁移形成322 nm吸收峰,6A(1g)→4T(2g)跃迁向紫区偏移产生370 nm附近吸收峰,6A(1g)→4Eg+4A(1g)跃迁向红区偏移产生427 nm附近吸收峰,导致Fe^3+禁戒跃迁减弱,样品黄色调消失;红区823 nm附近的宽吸收带增强且向可见光区偏移指示结构通道中Fe^2+含量增加,最终使样品呈现蓝色色调。EPR谱显示天然绿黄色绿柱石Al—O八面体和结构通道中存在Fe^3+和Mn^2+及OH自由基。结合UV-Vis结果分析认为,还原和氧化气氛热处理后样品结构通道中Fe^3+还原为Fe^2+, Al—O八面体中的Fe^3+禁戒跃迁减弱,二者共同作用使样品颜色逐渐由绿黄色转变为浅蓝色。

光致变色天然白色方钠石宝石学和光谱学特征探究

方钠石为似长石类矿物,常作为无机光致变色材料广泛应用于建筑、照明和放射量测定等领域。高品质方钠石宝石以其迷人的光致变色效应为大众熟知,并得到消费者认可,价格也不断攀升。因天然宝石级方钠石的宝石学特征和光致变色机理研究较薄弱,为鉴定提供理论依据并探究其变色机制,特选取具光致变色效应的天然白色方钠石分别进行UVA(365nm)和UVC(254 nm)紫外光致变色实验,并结合傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)和电子顺磁共振波谱(EPR),探讨其光致变色机理。紫外光辐照实验显示,天然白色方钠石具有橙粉色-橙红色荧光,受UVA紫外光辐照5分钟变为紫红色,可维持1~2 min,使用白光(700~400 nm)照射可以快速褪至初始白色;受UVC紫外光辐照,紫色调浓度持续加深且产生持久稳定的光致变色;初始白色样品紫外荧光强度明显强于光致变色后紫红色样品。FTIR吸收光谱指示,5250 cm^(-1)处强吸收峰归属于H 2O的弯曲振动与伸缩振动的组合吸收,证实存在结晶水;4698和4555 cm^(-1)两处弱吸收峰与金属阳离子(M)和O—H相互吸引而成的面外弯曲振动γ(M—OH)有关(M=Mg^(2+),Na^(+),K^(+),Al^(3+));1002 cm^(-1)处强吸收峰与标准方钠石吸收特征相比,向高波数偏移约20 cm^(-1),指示硅氧四面体结构中AlⅣ含量减少,结合EPR波谱结果认为上述现象可能由Mn^(2+)和Ti 3+替换AlⅣ—O四面体结构所致,并分别形成以3511 G(g=2.002)处为中心的多条超精细谱线及3573 G(g=1.967)处单一谱线。UV-Vis和EPR谱指示,白色方钠石短波紫外产生持续光致变色产生的主要原因是,因S 2-2替代Cl-导致体系存在部分Cl缺失(空位V Cl)来平衡电价,S 2-2受紫外线激发分解:S 2-2→S-2+e-,e-进入导带而被V Cl捕获形成色心,位于色心的电子转变为激发态而产生539 nm宽吸收带,伴有向紫外区的拖尾增强吸收,导致样品呈紫红色,EPR 3480 G(g=2.02)处单一谱峰可作为判别依据。

近年来宝石扩散处理的改色研究进展

宝石的扩散改色是一种处理工艺,主要机理是在热处理过程中添加特定的致色剂或活化剂,辅以温度、恒温时间和氧化还原环境的控制,从而达到部分或整体改变宝石颜色的目的。扩散改色按照着色层的深度可分为表面扩散和体扩散处理。目前比较常见的扩散处理方法包括:Ti元素的表面扩散处理,Co元素的表面扩散处理,Cu元素的表面扩散处理,Bc元素的体扩散处理以及Mg元素的体扩散处理。根据前人研究,Ti^(4+)与Fc^(2+)联合扩散无色-浅色蓝宝石可得到深蓝色蓝宝石,还能产生星光效应;Co元素可以使浅色托帕石和尖晶石变为深蓝色;对无色至黄色长石进行Cu的扩散处理可以得到红色长石;Bc扩散则可以使过深的蓝宝石色调减弱,与其他致色元素联合后更可以得到颜色多样的扩散蓝宝石,但由于其剧毒的特性,操作时需要非常严格的工作环境,近来有研究者提出一种Mg代替Bc的体扩散处理工艺,并成功将浅色蓝宝石改变为黄色。

近年来宝石辐照处理技术的研究进展

宝石的辐照处理改色技术是指借助^(60)Co辐照源装置、辐照(电子、粒子)加速器以及核反应堆等大型仪器,使高能重入射粒子和轻入射粒子进入宝石的晶格中,通过位移碰撞(弹性碰撞、非弹性碰撞)、电离激发的方式产生晶格缺陷,形成离子缺陷心和电荷缺陷心,最终改变宝石的颜色或色调的一种物理方法。经过辐照处理的宝石,颜色会发生一定的改变,需要通过低温热处理工艺来去除不稳定色心,稳固需保留的辐照色心或改变辐照后的色心类型,从而达到更好的改色效果。市场上常见的辐照处理宝石主要集中于彩色钻石、蓝宝石、绿柱石、托帕石、水晶和珍珠等,还有一些比较少见的辐照粉红色碧玺、辐照蓝色方柱石、辐照蓝紫色锂辉石和辐照绿色水铝榴石等中档宝石。

还原法热处理锆石的宝石学特征及颜色初探

热处理可以去除锆石中因放射性衰变而产生的色心,从而改善其颜色和透明度,提升其观赏价值和商业价值。市场上,绝大多数的蓝色锆石为红褐色锆石经高温热处理获得,其颜色成因目前一直存在争议。笔者选取红褐色锆石和黄褐色锆石样品,通过高温还原法热处理,探索其颜色变为蓝色的最佳温度,同时结合常规宝石学测试、红外光谱和紫外-可见吸收光谱测试,分析其热处理前、后的特征变化。结果显示,还原条件下,950~1000℃的热处理实验可以使红褐色锆石变为浅蓝色。红外光谱测试结果显示,热处理前锆石样品434 cm^(-1)和610 cm^(-1)指示其非晶质化程度不高;热处理后,438/436 cm^(-1)吸收增强,1100~900 cm^(-1)吸收变窄,说明热处理使锆石的结晶程度略有增强。紫外-可见光谱测试结果显示,热处理前位于510 nm附近的宽吸收带由Y^(3+)替换Zr^(4+)所致,是锆石样品呈现红褐色的原因;热处理后,Y^(3+)产生的色心分解致使510 nm处吸收消失,而800 nm处吸收峰大大减弱,相伴出现640 nm附近的宽吸收,653 nm和690 nm处的较强吸收峰和一系列弱吸收峰由U^(4+)(U^(5+)+e^(-)→U^(4+))所致;可见光范围内出现640 nm处宽吸收带是锆石呈蓝色的主要原因,可能是653 nm强吸收与附近一系列弱吸收峰的整体表现。

高等学校宝石学专业术语的规范——宝石内含物专业术语厘定

对宝石内含物的研究，是宝石学界一项迷人且教育价值极高的课题。宝石学专业宝石内含物的专业术语的老化和概念模糊严重制约着学科的发展。宝石内含物是由宝石主晶内部因素导致的影响宝石矿物整体均一性的所有特征，应按其形成方式、颜色、形状、特殊光学效应及排列方式，且结合外国研究中已经取得的进展和约定俗成的方式准确定名。

新疆“金丝玉”的宝石学特征及光谱学特征分析

近年来,新疆“金丝玉”的销售市场不断扩大,受到广大消费者青睐,但由于兴起的时间较短,对新疆“金丝玉”的认识还不够全面,需要对其矿物组和颜色成因进行厘定。该研究收集了来自新疆杜热地区的“金丝玉”,采用X射线荧光光谱(XRF)、红外光谱(IR)和紫外-可见光光谱(UV-Vis)分析等方法,进行系统地宝石学特征、光谱学特征及颜色成因分析。结果显示,新疆“金丝玉”为一种含氧化铁矿物的石英质玉石,成矿过程中曾受到动力变质和变质重结晶作用影响;样品的黄色调与针铁矿有关,而褐红色调则由褐铁矿所致。

Effects of electrical parameters and their interactions on plasma electrolytic oxidation coatings on aluminum substrates

Based on orthogonal experiments,the effects of voltage,frequency,duty ratio and their interactions on the thickness and corrosion resistance of coatings prepared by plasma electrolytic oxidation(PEO)on aluminum in an alkaline silicate-containing electrolyte were investigated.The thicknesses of these coatings were obtained by measuring their cross-section using Image J software.Their corrosion resistances were evaluated in HCl and NaCl media through spot test and electrochemical test.The results show that the experimental design of this study is the key to investigate the interactions among these electrical parameters.Additionally,not only each independent factor,but also their interactions exhibit a remarkable influence on the coatings.The combination of high voltage,low frequency and large duty ratio significantly increases the coating thickness and content of the corrosion resistance phase,and thus improves the corrosion resistance of the coating in HNO3 medium.Conversely,the coating possessing the densest microstructure and best corrosion resistance in NaCl medium is obtained when low voltage and high frequency match with a small duty ratio.

肇庆市四会玉器与玉雕产业发展前景与人才培养探讨

改革开放以来,我国翡翠加工业得到全面发展,广东肇庆市的四会翡翠玉器市场历史悠久,发展势头强劲。四会翡翠玉器市场主要以玉雕摆件和价格低廉的吊坠及手镯为主要销售产品,传统的家庭作坊式经营模式仍是这里最常见的产业类型,珠宝玉石镶嵌工艺与其它三个翡翠玉器市场相比要薄弱,虽然翡翠加工从业者人数众多,却极少有发展为具有影响力的珠宝品牌。结合四会当地的地理环境和资源条件,建议与珠宝类高等学校搭建"产、学、研"校企合作平台,提高玉器市场知名度;建立玉雕大师示范基地,稳定培养玉器加工人才,提升市场整体素质;加大市场质量监督与管理力度,抵制假冒伪劣证书的流通,为电商营销提供支持。

宝石及材料工艺学专业教学的交叉性探究——以“宝石内含物”课程为例

文章以华南理工大学广州学院珠宝学院2015级宝石及材料工艺学专业的61名学生为研究对象,结合课程评价调查问卷对"宝石内含物"课程的教学情况进行分析。调查发现,68.33%的学生能够在未进行说明的情况下正确判断出该课程的课程类型;63.33%的学生认为传统的参考书无法满足实际的教学;同时,认可使用本校标本库中宝石样品制作的音频、视频和内含物图示图例的学生分别占80%,83.33%和73.33%。按照课程中所做的尝试与反馈,"宝石内含物"课程的交叉教学改革应当从以下三个方面进行,即教学方法的交叉、教学内容的交叉、交叉教学成果的展示。

热处理棕褐色电气石光谱学特征与颜色成因初探

电气石属三方晶系的硼铝硅酸盐,主要有铁电气石、锂电气石、镁电气石、钠-锰电气石等品种,因含不同的过渡元素或色心而呈绿、蓝、黄、红、粉、棕和黑色。选取棕褐色电气石样品在还原和中性气氛加热3 h,结果显示,600℃晶体出现大量裂隙;500和450℃棕褐色调减弱,透明度大大提升,500℃裂隙稍多;350℃加热,样品变绿黄棕色;250℃加热样品略微变浅,仍为棕褐色调;加热后∥c轴切面见明显绿色与棕色二色性,垂直c轴切面,即{0001}面,为棕色;综合显示,最佳变色温度在450~500℃。利用X射线荧光光谱(XRF)、红外吸收光谱(IR)和紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)对热处理前后样品进行分析,样品属于富Mn和Fe的锂电气石。样品中红外特征吸收峰在3800~3400,1350~1250,1200~800与800 cm^(-1),近红外光谱有4720,4597,4537,4441,4343,4203和4170 cm^(-1)特征峰。热处理后,由M—OH(M为Al,Mg,Fe和Mn等)伸缩和弯曲振动所致的3800~3400 cm^(-1)吸收峰减弱,600℃消失,与加热失水行为导致的结构水弯曲/伸缩振动减弱有关;近红外光谱4170和4720 cm^(-1)吸收消失。棕褐色电气石在∥c轴切面的可见光范围内具有715,540和417 nm吸收带,依次为Fe^(2+)d—d(5 T 2g→5 E g)跃迁、Fe^(2+)→Fe^(3+)(IVCT)、Fe^(2+)→Ti^(4+)(IVCT)所致。样品具有高的Mn含量,417 nm附近的吸收可能存在Mn^(2+)d—d(^(6)A_(1g)→^(4)A_(1g),^(4)T_(Eg))自旋禁阻跃迁产生的413/414 nm叠加。热处理使Mn^(3+)还原成Mn^(2+),Mn^(2+)增加导致414 nm吸收峰增强,因此417 nm附近吸收带变化不大。同时,热处理后与Mn^(3+)有关的520 nm吸收也同时消失,520 nm吸收带的存在也可能是540 nm吸收带呈非对称吸收峰的原因。450℃以上热处理后,715和417 nm吸收带变化不大,位于绿光区的540 nm吸收带消失,分析认为加热使得部分Fe^(3+)还原为Fe^(2+),导致Fe^(2+)→Fe^(3+)(IVCT)减少,在∥c轴切面上540 nm吸收显著减弱。540 nm吸收带在绿色光区域,其消失导致绿色光透过,样品呈绿色。

雨课堂在珠宝专业英语教学中的应用

文章首先阐述了珠宝专业英语教学现状,然后提出了雨课堂在珠宝专业英语教学中的应用策略,包括课前、课中、课后三个阶段,最后总结了雨课堂在珠宝专业英语教学中应用的优势及雨课堂在珠宝专业英语教学中应用的效果.

轴肩构型对6082铝合金搅拌摩擦焊温度场的影响

采用DEFORM软件,分别计算了搅拌摩擦焊(FSW)、静止轴肩搅拌摩擦焊(SSFSW)、内外双轴肩FSW过程中温度场,分析轴肩构型对6082铝合金FSW温度场及焊缝成形性的影响.结果表明,搅拌针插入阶段,随着搅拌针的持续插入,焊接温度逐渐升高,最高温度出现在搅拌针底端;行走阶段,SSFSW过程中热输入较低,最高温度仅为356℃,塑性金属流动性差,在焊缝前进侧形成了隧道缺陷.针对FSW焊接过程中产生的飞边及隧道缺陷问题,通过对搅拌头进行内外双轴肩设计,旋转的内轴肩与待焊摩擦产热,确保了焊接热输入,静止的外轴肩防止塑性金属的溢出而形成飞边缺陷,最高温度出现在匙孔边缘,达到了448℃.

变色镁铝-锰铝榴石的宝石学特征及变色机理研究

石榴子石的化学通式为A_(3)B_(2)[SiO_(4)]_(3),属于岛状硅酸盐矿物。极少数石榴子石因过渡元素(如Cr、V等)的类质同象替代,而在可见光区形成两个透过窗,并随外部光源变化而呈现不同颜色,以日光灯下呈紫至绿色调,而白炽灯下呈黄至红色调最为常见。具变色效应的石榴子石常为镁铝榴石、锰铝榴石或镁铝-锰铝榴石。选取宝石级变色镁铝-锰铝榴石,利用电子探针(EPMA)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱仪、紫外-可见光(UV-Vis)分光光度计和光致发光(PL)光谱仪测试,探求其变色机理。EPMA成分分析显示样品是一种含Cr^(3+)的镁铝-锰铝榴石,含少量钙铝榴石和铁铝榴石。UV-Vis吸收光谱呈现420 nm(Mn^(2+)d-d轨道跃迁^(6)A_(1g)→4Eg)附近的拖尾宽吸收带与571 nm(Cr^(3+)d-d轨道跃迁^(4)A_(2g)→^(4)T_(2g))宽吸收带叠加,形成蓝绿光区(500 nm为中心)和红光区(650 nm以上)的两个透过窗。由于日光灯偏蓝绿光而白炽灯偏红橙光,样品选择性透过两个区域并产生变色效应,样品最终受日光灯激发产生靛青色,而在白炽灯下呈现橙红色调。结合UVVis和PL光谱分析,镁铝-锰铝榴石中的Mn^(2+)、Fe^(2+)和Cr^(3+)在立方体空隙和八面体结构中类质同象替代频繁,Cr^(3+)的最强发光中心位于686 nm附近,是样品在长波下呈现弱红色紫外荧光的原因,Fe^(2+)作为荧光淬灭剂对Cr^(3+)产生的荧光有非常强的抑制作用甚至导致样品在紫外光线下荧光呈惰性。样品出现变色效应的结果是锰铝榴石中含有的Cr^(3+)所致。