显微激光拉曼光谱锆石定年方法及其应用

锆石是岩浆岩、沉积岩和变质岩中的常见副矿物,由于其具有高Th、U含量的特点,已成为地质年代学研究的理想矿物之一。显微激光拉曼光谱锆石定年方法的原理是锆石中U、Th原子自发的α衰变而引起其自身晶格的辐射损伤,锆石晶格破坏的积累和时间呈正相关关系,并且与锆石拉曼光谱半高宽Γ具有相关性。利用锆石显微激光拉曼光谱仪测量锆石特征峰的半高宽可以计算出锆石的辐射损伤累积,进而计算得到锆石发生辐射损伤所累计的时间。锆石辐射损伤定年方法具有空间分辨率高、样品制备和测试方法简单等优势。但是此方法也受控于诸多影响因素,例如锆石自身结构的不均一性、锆石发生热退火作用的速率、锆石重结晶作用及辐射损伤饱和度等对定年结果均具有影响。显微激光拉曼光谱锆石定年方法的建立将有助于判定碎屑锆石物源区、揭示岩体热演化史以及识别继承锆石经历的后期构造热事件等研究。本文从显微激光拉曼光谱锆石定年方法的基本原理、计算过程及年龄影响因素等方面对该方法进行了介绍,并通过对松多高压变质带中变泥质岩中锆石的年代学研究,结合前人的应用实例,对该方法的应用前景进行了展望,为锆石年代学研究提供新的技术手段。

显微激光拉曼光谱测定单个包裹体盐度的实验研究

水溶液激光拉曼光谱上 O-H 展宽区(2800～3800 cm^(-1))对盐浓度的改变非常敏感,通过计算显微激光拉曼光谱的偏移参数,就可以确定包裹体溶液(室温)的盐度。已有实验证明这种方法适合于标准溶液。人工合成流体包裹体作为天然包裹体的参照物,可以被用来验证许多涉及流体包裹体的假设的有效性,人工合成包裹体是检验激光拉曼光谱测定单个流体包裹体盐度可行性的关键。本文采用 Sterner 等(1984a)提出的方法,在50MPa/100 MPa,500～600℃范围内合成纯 H_2O 体系及 NaCl-H_2O 体系的包裹体,利用合成包裹体对单个流体包裹体盐度的激光拉曼光谱测定进行较为系统的研究。结果表明这种方法确定单个不饱和流体包裹体盐度是可行的,而且较精确(相差 1％±),是一种快速、简便、无损的盐度测定方法。

新疆阿斯塔那墓地出土唐代木质彩绘的显微激光拉曼分析

新疆吐鲁番地区气候干燥,大量的有机质文物保存较好。阿斯塔那墓地是晋唐时期高昌城居民的公共墓地,文化内涵较为丰富,其中发现的一件木质彩绘,由九种不同颜色绘成。通过显微激光拉曼对彩绘原料进行了原位无损分析,鉴定出石膏、铅丹、炭黑、赤铁矿和氯铜矿等无机颜料,以及植物染料藤黄和靛蓝;值得指出的是,该彩绘是我国目前已知最早的藤黄染料利用实物。研究结果表明,唐代吐鲁番地区的高昌居民已经娴熟掌握了颜料的制备、调配、使用,从而创作精美的彩绘作品;文物的颜料分析不仅为彩绘文物的保护提供依据,也为古代丝绸之路的颜料贸易、文化交流的研究提供佐证。

超薄不锈钢片的微激光焊接工艺研究

采用微型脉冲激光实现了0.2mm厚321不锈钢片的对接焊,并通过正交优化设计对工艺参数进行了优化,研究了工艺参数对焊接接头微观形貌及组织的影响。结果表明,焊接接头获得最大抗拉力的最优工艺参数是脉冲功率百分比为15、脉冲频率为5Hz、脉冲宽度为2.1ms,此时焊接接头的承载能力达到母材的95%。当微激光焊的脉冲能量过大时会产生热量的积累、导致焊缝发生烧穿,当脉冲宽度较小时激光脉冲的熔透能力较弱、导致焊缝未焊透,这两者都会导致焊接接头的承载能力较差。承载能力较高的焊接接头其显微组织由焊缝中心区的等轴晶和焊缝边缘细小的柱状晶组成。

C/C复合材料结构显微激光喇曼光谱研究

采用显微激光喇曼光谱,以增强体为薄毡叠层、基体分别为粗糙层及光滑层结构热解炭的两种C/C复合材料为研究对象,分析、表征了两种材料炭结构的微观分布特征及其在石墨化过程中的变化状况。结果表明,不仅复合材料中不同组元,而且同一组元不同部位石墨微晶的完整度不同。在石墨化过程中,各自的石墨化进程及可石墨化能力存在差异:炭纤维体积含量较高的炭布层中的热解炭,与网胎层中的热解炭相比,石墨微晶的完整度较好,石墨化进程较快;在炭纤维体积含量较低的网胎层中,炭纤维及热解炭在其界面部位的石墨化进程较快;粗糙层结构热解炭比光滑层结构热解炭容易石墨化。借助激光喇曼光谱微区分析手段,有可能实现对复合材料中石墨化程度微观分布状态的调整和控制。

显微激光拉曼光谱仪的地质应用

显微激光拉曼光谱仪作为一种新型的微区分析仪器,其高精度、方便、快捷、无损的特点,为地学研究中新技术、新方法的应用提供了最先进的手段。通过研究不同物质拉曼光谱的变化特征,可以帮助确定流体包裹体中流体的成分和盐度,同时利用激光诱导荧光还可以获得显微组分的荧光变化特性。因此,激光拉曼光谱分析可以为流体性质、沉积环境及成藏期次研究提供重要依据。

应用显微激光拉曼光谱分析单个流体包裹体同位素

单个流体包裹体同位素是研究特定成岩成矿(藏)阶段古流体成因和来源最有效的方法之一,在矿床、油气、地质流体和大地构造演化动力学等多个领域具有十分重要的用途。但是,目前还没有成熟的分析单个流体包裹体同位素的方法。文中在对目前国内外流体包裹体分析技术总结分析基础上,认为激光拉曼光谱是一项可以分析单个流体包裹体同位素的最有效方法,国外在该领域已经开展了许多创新性的研究工作,并取得了一些重要进展。对激光拉曼光谱分析单个流体包裹体同位素的原理和可行性进行了分析论证,提出通过对已知比值的同位素标准物质拉曼光谱测试和研究,在确定稳定同位素分子的拉曼参数和实验条件等基础上,可以建立起单个流体包裹体稳定同位素激光拉曼测试方法,从而改变目前只能依靠分析群体包裹体同位素来示踪古流体成因和来源的局限性和不确定性。

应用显微激光拉曼光谱测定CO_2气体碳同位素值δ^(13)C的定量方法研究

单个流体包裹体同位素在研究岩矿古流体成因、矿床、油气和大地构造演化动力学等多个领域具有十分重要的意义,激光拉曼光谱是一项可以分析单个流体包裹体同位素的有效方法。本文提出应用显微激光拉曼光谱法来计算CO_2气体碳同位素值δ^(13)C。利用自行设计的装置将^(12)CO_2和^(13)CO_2按比例分别与N2混合,对混合气体样品进行显微激光拉曼测试分析后确定^(12)CO_2和^(13)CO_2的拉曼参数,这为用激光拉曼分析碳同位素值δ^(13)C奠定了理论基础。通过对不同比例的^(12)CO_2/^(13)CO_2人工合成CO_2包裹体样品和胜利油田CO_2天然气藏样品进行激光拉曼光谱分析,发现CO_2气体碳同位素摩尔分数比N_(13)/N_(12)与拉曼参数之间存在数学关系式,由此建立了根据碳同位素计算公式δ^(13)C=[(C_(13)/C_(12))_(样品)/(C_(13)/C_(12))_(标准)-1]×1 000‰,用激光拉曼分析获得的CO_2气体有关激光拉曼参数来计算δ^(13)C值的方法。按照该方法,应用显微激光拉曼光谱对胜利油田CO_2天然气藏样品分析计算其δ^(13)C值为-5.318‰,与用质谱仪分析测出的δ^(13)C值(-5.6‰)比较,其相对误差较小(≈5%),可以初步建立起应用显微激光拉曼光谱测定CO_2气体碳同位素值δ^(13)C的定量方法。

显微激光拉曼光谱在矿床学中的应用

介绍了显微激光拉曼光谱在矿床学研究中的应用原理、应用领域及研究现状 ,同时对其发展前景作了简要分析。

显微激光拉曼光谱鉴别直接染料及其染色纤维

目的研究显微激光拉曼光谱对直接染料及其染色纤维的鉴别。方法使用显微激光拉曼光谱仪分别检验了9种直接蓝染料、6种直接黑染料和6种直接红染料及其染色的棉、苎麻和粘胶纤维。结果当使用显微激光拉曼光谱仪检测直接染料时,514nm激光器的区分能力较强,且光谱基本不受荧光干扰;633nm和785nm激光器的区分能力相似,但较514nm激光器略弱,且光谱更易受到荧光干扰。当使用显微激光拉曼光谱仪检测染色纤维时,若染料本身拉曼光谱信号较强时,其染色纤维的拉曼光谱与染料基本一致;当染料本身拉曼光谱信号较弱且受荧光干扰时,其染色纤维的拉曼光谱受到更大荧光干扰;相同染料染色的不同纤维的拉曼光谱一致。结论显微激光拉曼光谱是无损检验染料及其染色纤维的有效手段,染色纤维的拉曼光谱基本反映的是染料的拉曼信号。

TiNi形状记忆合金薄片的微激光焊接工艺研究

采用微激光对厚度为0.2mm的TiNi形状记忆合金薄片进行焊接,通过正交试验以获得最大的接头抗拉力为目标对工艺参数进行了优化,并分析了工艺参数对焊接接头表面及横截面形貌的影响。结果表明,焊接接头获得最大抗拉力的最优工艺参数是:脉冲功率百分比21%、脉冲宽度2.3ms、脉冲频率4Hz,此时焊接接头的承载能力达到母材的97%。当微激光焊的功率百分比、脉冲频率、脉冲宽度过大时会产生热量的积累、导致焊缝发生烧穿;过小时激光脉冲的熔透能力较弱、导致焊缝未焊透,这两者是导致焊接接头承载能力较差的主要原因。

单个活态细胞显微激光拉曼散射光谱处理方法研究

单细胞激光共焦拉曼散射光谱由于受扫描条件、样品自身浓度以及样品分子组成等因素的影响,其谱线信噪比较低、荧光背景有时较明显从而导致谱线质量较差。本文主要针对活态单细胞的拉曼光谱进行谱线预处理技术研究用以提高谱线的信噪比、灵敏度及降低荧光背景干扰。首先是宇宙射线的去除,之后进行谱线的归类,这是提高谱线灵敏度的关键步骤;其次是进行滤波及样品平均提高谱线的信噪比;最后是比较谱线本底降低荧光背景对定量分析的干扰。经过上述系列处理后单细胞拉曼谱线可使一些变化小、但灵敏的谱线表现出来,使其能更好地反映细胞内分子及结构信息等的变化。

贝壳的显微激光拉曼光谱研究

本文采用显微激光拉曼光谱对马氏珍珠贝和三角帆蚌贝壳进行了研究。结果表明 ,三角帆蚌贝壳珍珠层与棱柱层中的无机相皆为文石相 ,其中的有机相为类胡萝卜素类。马氏珍珠棱柱层中的无机相为方解石相。

基于红外热成像探讨830nm微激光治疗背肌筋膜炎的临床研究

利用红外热成像技术观察830 nm微激光治疗背肌筋膜炎的疗效。采用自主研发的半导体激光光灸仪(波长为830 nm,功率密度0.335 W/cm^2)对13例背肌筋膜炎患者的肌筋膜扳机点(MTrPs)、养老穴和承山穴进行光灸,每次4 min,每周3次,共治疗4周;用红外热像仪分别在首次、第7次和末次光灸前后对患者上背部采集图像,对MTrPs进行压痛阈值(PPT)的测定并进行VAS评分,对所得数值进行分析。在光灸6次、末次后患者VAS数值与治疗前相比均有显著性降低(P≤0.001);而治疗6次后有6个、末次治疗后有4个感兴趣区(ROIs)与治疗前相比PPT数值显著降低(P≤0.05)。红外热成像结果显示,首次、第七次和末次光灸后患者ROIs温度与相应部位治疗前相比均有增加,部分增高显著(P≤0.05);但整个疗程结束后,上背部ROIs温度与首次治疗前相比未见显著变化,红外热成像数值与PPT数值也未见显著相关。830 nm微激光光灸治疗背肌筋膜炎疗效确切,但红外热成像技术用于微激光光灸治疗背肌筋膜炎累积疗效评价尚缺乏有力证据。

850nm微激光美白效应的光谱法研究

850 nm微激光已被发现能够减少黑色素细胞内酪氨酸酶的表达,进而抑制黑色素的合成。在此基础上本文选用C57BL/6J小鼠为模型,采用拉曼光谱法和荧光光谱法初步研究了850 nm微激光的在体美白效应。黑色素含量丰富时,小鼠皮肤拉曼谱线中代表黑色素的信号(1 405 cm-1和1 609 cm-1)变得异常明显;而经过微激光的照射后这些拉曼信号明显减弱。在NIR光的激发下黑色素也能发出强烈的荧光,这种荧光信号也会因微激光的照射而减弱。通过计算相对的拉曼信号强度及荧光信号强度对850 nm微激光的美白效应进行了定量分析。最后,采用常规的组织学检测(H&E染色和Fontana-Masson染色)验证了光谱学检测手段的有效性。因此,光谱学技术可以作为一种简单有效的方法用于黑色素相关生理事件的实时检测。

微激光对皮肤美白的效果评价及影响

目的:观察850nm波长微激光对皮肤的美白效果以及联合化妆品(无限极美白精华乳,生产批号20150915)对人体皮肤的调理作用。方法:将60名符合条件的就医者随机编号,按照单双号分为①组和②组。照射光源为850nm微激光(Near Infrared,NIR),照射区域为左前臂内侧区域。其中手臂内侧区域又分为a和b两个小区域(a区域最外沿与肘部关节线重合),其中b区域(b区域最内沿与肘部关节线重合)用以涂抹美白化妆品。①组每位就医者NIR光仅照射左臂2.5min;②组每位就医者NIR光仅照射左臂5min,隔天照射1次,每周3次,持续8周。右前臂内侧a区域不进行光照仅作为空白对照,b区域涂抹美白护肤品作为试剂组。以皮肤的黑色素水平为评价指标,应用光纤光谱仪、皮肤黑色素测试仪测定试验前后皮肤同一位置的黑色素水平,进行定性、定量分析。结果:试验前后就医者手臂内侧的黑色素平均值变化较空白对照组明显,NIR光照射区域的黑色素降低率较空白对照组明显变小,差异有统计学意义(P<0.05)。试验中选用了两种剂量,即照射2.5min和5min(均为850nm光源),两者引起的美白效果差异不显著;光照与美白护肤品联合使用未发现协同效应。结论:NIR(850nm)微激光照射可以有效地减少皮肤中黑色素的含量,具有较好的美白效果。与护肤品的联合使用在本试验中未得到较好的协同效果,在试验结束后的跟踪观察中两者的协同效应表现明显。

显微激光拉曼定量分析CO_2气体碳同位素组成方法研究

制备了一系列不同比例的^(12)CO_2/N_2和^(13)CO_2/N_2混合物,对样品进行显微激光拉曼测试分析后发现气体拉曼特征峰峰面积比与其摩尔分数比成正比例关系,拟合方程的斜率被认为是拉曼量化因子F_(12CO_2)和F_(13CO_2)。用气相组分中只含有^(12)CO_2和N_2的流体包裹体验证了当F_(12CO_2),为1.163 49时,根据气体的拉曼特征峰峰面积比能估算出其摩尔分数比。由线性拟合后的方程斜率得出F_(13CO_2)和F_(12CO_2)分别为1.610 86和1.163 49,它们的比率F_(13CO_2)/F_(12CO_2)是1.3845。在确定稳定同位素分子的拉曼参数和实验条件基础上,CO_2气体碳同位素摩尔分数比C_(12)/C_(13)可根据A_(12Co_2)/A_(13CO_2)(拉曼峰峰面积比)和F_(13CO_2)/F_(12CO_2)的乘积求出。此外,用已知摩尔分数比(C_(12)/C_(13))的人造包裹体验证了此方法具有一定的可行性,可以建立起定量分析CO_2气体碳同位素激光拉曼测试方法。

微激光冲击DZ17G合金的表面完整性影响研究

为了在不影响柱状晶组织的前提下改善DZ17G定向凝固合金的力学性能,采用微激光冲击强化方法进行表面处理,通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和显微硬度计,测试分析微激光冲击对DZ17G定向凝固合金表面完整性的影响。试验结果表明:在水下无吸收保护层微激光冲击处理后,合金表面发生了烧蚀、熔融,1次冲击后形成光滑熔融区,但随着冲击次数增加而形成了大量微小烧蚀孔洞和难熔颗粒;表层组织仍由γ和γ′两相组成,柱状晶内形成了高密度位错和位错缠结,但未发生晶粒细化;硬度在深度上呈梯度分布,冲击1次后硬化层深度仅为100μm,表面硬度值达到503HV,提高了22.7%,而且硬度值和硬化层深度都随着冲击次数增加而增大。

显微激光拉曼光谱法鉴别黑色圆珠笔油墨的初步研究

利用显微激光拉曼光谱法对纸张上黑色圆珠笔油墨字迹进行检验，结果表明 ,对不同的黑色圆珠笔油墨可以有效鉴别。该方法快速、简便、不破坏样品。