基于静定梁和田玉、岫玉、蓝田玉的力学解析

大部分玉雕作品中长、细特性都以悬臂梁和外伸梁的形式体现出来,长细比例的确定是雕刻工艺中的难点。采用抗拉以及抗压测试对和田玉、岫玉、蓝田玉试样进行力学强度试验,根据静定梁的种类及截面类型,运用最大弯曲正应力公式σmax=|M zmax|/Wz≤[σ],对试验数据进行力学解析,得出以下结论:三种玉石和田玉的抗拉抗压强度最大;和田玉雕刻为矩形截面外伸梁且满足a=0.71 l时,长细比值范围最大为l/2 h≤2924.38;且合理运用不等强梁特性,可扩大雕刻玉石的长细比值范围。

和田玉、岫玉、蓝田玉的韧性及其矿物结构对比研究

玉石研究主要集中在光学、矿物学以及商业价值方面,对其力学韧性研究较少.已有的对玉石韧性研究,主要依赖于雕刻者的直观感受.本文使用万能材料试验机对和田玉、岫玉、蓝田玉的中心圆孔平台巴西圆盘(HFBD)试件进行劈裂试验,获得三种玉石的断裂韧度值,以表征其韧性;并利用偏光显微镜、扫描电镜测试三种玉石样品的矿物结构以及断面形貌特征.结果表明:和田玉主要矿物透闪石为毛毡状结构,相互交织透闪石颗粒对韧性的贡献最大,断裂韧度均值为9.52 MPa·m1/2;岫玉主要矿物为叶蛇纹石和透闪石,呈鳞片变晶结构和纤维状集合体,鳞片状的叶蛇纹石相互叠加,对韧性的贡献次之,断裂韧度均值为3.59 MPa·m1/2;蓝田玉主要矿物为方解石和蛇纹石,呈不等粒状结构和片状结构,方解石颗粒较大,解理发育,次要矿物存在于方解石矿物颗粒边界处,对韧性的影响较大,断裂韧度均值为1.60 MPa·m1/2.玉石的矿物结构影响玉石的韧性大小,颗粒越细小,结构越紧密,断裂韧度值越大,韧性越好.

不同亚类硅酸盐宝玉石矿物的近红外光谱研究

运用傅里叶变换红外光谱仪对不同亚类硅酸盐宝玉石矿物进行近红外光谱测试.分析发现:硅酸盐类宝玉石矿物广泛存在水的合频、倍频吸收峰,其存在形式又可以分为H2O和OH-.岛状硅酸盐宝石矿物存在广泛的类质同象替代现象,主要表现为羟基OH-以及阳离子跃迁和阳离子替代引起的吸收峰,如:石榴石中7 800 cm^-1±和5 880 cm^-1±位置阳离子跃迁和阳离子替代引起的吸收峰,橄榄石中7 065 cm^-1、4 986 cm^-1处OH-的吸收峰;环状硅酸盐和层状硅酸盐宝石矿物中的分子空隙通常较大,其中存在大量的金属阳离子(M)、OH-、H2O等,主要表现为4 200~4 800cm^-1处大量的M-OH振动吸收峰.除岛状硅酸盐宝石矿物外,环状、链状、层状及架状硅酸盐宝石矿物均存在Si=O=Si(桥氧)4 880cm^-1±的伸缩振动三级倍频吸收峰.