高密度无色合成立方氧化锆的宝石学特征及密度成因

近年来,广西梧州出现一种高密度无色合成立方氧化锆(CZ),但目前对于此种人工宝石的宝石学特征研究很少。利用傅里叶红外光谱仪、X射线粉末衍射仪、X射线荧光光谱仪及LA-ICP-MS对这种高密度CZ样品的宝石学特征进行了系统研究。研究表明,高密度CZ的相对密度约为6.60,在长短波紫外光下呈强蓝色荧光;普通密度CZ样品的相对密度约为5.96,荧光惰性,其余常规宝石学参数二者几乎一致。高密度CZ中含有约32 wt%的Gd元素,确定其为Gd_(2)O_(3)作稳定剂,推测Gd元素的相对原子质量偏高而导致高密度CZ样品的密度偏高。根据LA-ICP-MS数据计算出分子式,推算高密度CZ样品的相对密度应为6.93,与实测不符。由此推断,影响其密度的因素不仅是Gd元素的相对原子质量。由于离子半径Gd^(3+)相较于Y^(3+)和Zr^(4+)偏大,推测Gd^(3+)半径偏大导致晶体常数发生变化,致使密度少许下降。

仿祖母绿立方氧化锆晶体研究

通过对天然祖母绿的光谱分析,设计了以Pr3+、Co3+、Cr3+等为主要掺杂离子的配方,采用冷坩埚技术生长了仿祖母绿立方氧化锆晶体。利用辉光放电质谱和紫外-可见光透过谱分析了仿祖母绿立方氧化锆晶体的成分和光谱学特征,透射光谱中的特征吸收峰来自于这些特定掺杂离子的特定能级跃迁。对比天然祖母绿的光谱特性,提出了进一步改善氧化锆晶体宝石效果的建议。

仿祖母绿立方氧化锆晶体的光谱特性研究

利用冷坩埚法生长了掺杂不同种类及含量着色离子的仿祖母绿立方氧化锆晶体(Zr O2),研究了它们的透射光谱特性,并分析了它们与国外仿祖母绿立方Zr O2晶体、天然祖母绿以及合成祖母绿在光谱特性上的差异。研究结果表明,仿祖母绿立方Zr O2晶体所形成的主要特征吸收峰源于Pr3+、Co3+和Cr3+等着色离子的特定能级跃迁。通过改变掺入着色离子的种类及含量可以调控特征吸收峰的宽度和强度,使仿祖母绿立方Zr O2的颜色与天然祖母绿接近。

氧化钇稳定立方氧化锆掺杂晶体的吸收光谱和辐照变色

稀土元素、铁族元素、铬、钒、钛和其它许多元素都能进入ZrO2晶体,某些杂质的浓度高达10％也不会改变其晶相的均一性。大多数杂质能以各种价态存在于ZrO2固溶体中。用“壳烙”冷坩埚技术生长了氧化钇稳定的立方氧化锆（YSCZ）掺杂晶体。

在立方氧化锆中MgO的掺入对其高压电子结构和光学性质的影响

采用基于密度泛函理论框架下的平面波超软赝势方法,分别计算了70 GPa压力下立方氧化锆理想晶体以及在其中掺入MgO时的电子结构和光学性质.计算结果表明,掺入MgO使得立方氧化锆禁带宽度稍微减小,从而导致其吸收边发生微小红移,但不影响立方氧化锆在可见光范围内的高压光吸收性(吸收系数仍为零).70 GPa压力下,立方氧化锆理想晶体和在其中掺入MgO时均在可见光区保持透明.同时,在立方氧化锆中掺入MgO使得大约120 nm处的反射谱主峰峰值强度有所降低,以及约120 nm处的能量损失谱主峰向长波方向移动,峰值强度有明显地降低.

立方氧化锆压腔下冰Ⅵ-Ⅶ相变的Raman散射光谱研究

295 K和1.1～3.3 GPa条件下,通过冰Ⅵ-Ⅶ的OH伸缩振动Raman光谱分析,对压力与冰Ⅵ-Ⅶ结构的关系进行了研究.可以看出:(i)在1.1～1.7 GPa范围内,OH的伸缩振动频率随压力升高而降低,dv_1/dp=-66.66 cm^(-1)·GPa^(-1);(ii)压力为2.1GPa时,OH的伸缩振动明显向高频方向移动;(iii)随着压力进一步增大(2.1～3.3 GPa),OH的伸缩振动再次向低频方向移动,dv_1/dp=-22.5 cm^(-1)·GPa^(-1).这是由于压力升高导致d_(OH)增大造成的;而压力为2.1 GPa时,OH的伸缩振动频率的突变则是冰Ⅵ-Ⅶ相变的结果.此外,根据冰Ⅶ的Ⅹ衍射数据,发现d_(OO)与压力存在以下经验公式:d_(OO)=0.0014 P^2-0.042 P+3.0028.

合成彩色立方氧化锆的宝石学特征

市场上出现的紫色、浅紫色、浅黄色、粉红色、酒黄色、黄褐色、红色人造立方氧化锆均为亚金刚光泽 ,火彩明显 ;密度为 5 .99～ 6.3 4g/cm3 ,相对硬度为 8～ 9;除粉红色者表现出非均质性和弱多色性且内含大量定向排列的白色脱溶物外 ,其余的为均质性 ,内部洁净 ;不同颜色的立方氧化锆的吸收光谱、紫外荧光以及滤色镜下的变色情况均存在差异 ;浅紫色立方氧化锆的吸收光谱特征表明它是 Nd致色。能谱分析结果表明 :彩色立方氧化锆的常见元素有 Zr,Y,P,Hf,Ca等 ;Er,Ce,Fe分别是粉红色、红色、酒黄色立方氧化锆的致色元素 ;当 Y2 O3 的摩尔分数大于或近于 7%时 ,立方氧化锆为立方面心结构且内部洁净 ;当 Y2 O3 的摩尔分数小于 5 %时 ,立方氧化锆表现为非均质性且内含大量定向分布的白色脱溶物。用拉尔森改写的格拉斯顿 -代尔公式计算其近似折射率为 2 .1 2～ 2 .1 9。

立方氧化锆宝石研究

稳定立方氧化锆单晶体具有折射率高、色散强、硬度高和物化性能稳定等特点,酷似天然金刚钻,堪称人造宝石之冠。它与金刚钻同样具名贵感,但其价格仅后者的几千分之一。它是国际流行的装饰宝石。1.晶体生长:用冷坩埚壳熔法生长非金属晶体,感应加热非金属氧化物时。

掺氧化钙及相变对高压下立方氧化锆电子结构和光吸收的影响

研究表明,立方氧化锆可作为冲击波实验中的窗口材料.为了使得该材料在常态下保持结构稳定,需添加稳定剂——氧化钙.然而,掺杂会导致其在29 GPa的冲击压力下从立方转变为斜方Ⅱ结构相.因此,该材料在冲击压缩下的电子结构和光学吸收性质以及作为光学窗口的适用压力范围是值得研究的重要问题.本文运用第一性原理的方法,分别计算了在100 GPa范围内两种结构氧化锆的电子结构和光学吸收性质.结果表明:(1)在立方结构相区,冲击压力将导致其吸收边蓝移,而在斜方Ⅱ结构相区,却使得其吸收边红移;(2)在立方结构相区,掺杂将引起能隙变窄(吸收边红移),但对于斜方II相区,却导致能隙变宽(吸收边蓝移);(3)冲击结构相变使得能隙变窄,吸收边红移.本文数据建议,掺氧化钙的立方氧化锆在95GPa的冲击压力范围内可作为光学窗口材料.

钻石与合成立方氧化锆的简易鉴别

钻石与合成立方氧化锆外观相似，在没有鉴定仪器的条件下，使用10倍放大镜和肉眼观察颜色、光泽、色散、瑕疵、加工工艺、腰围等，辅以透字试验、亲油性实验、称重、测量直径等简单方法即可将钻石与合成立方氧化锆快速鉴别。

防指纹膜对合成立方氧化锆宝石学性质检测的影响

先采用反应磁控溅射工艺在无色的合成立方氧化锆(SCZ)表面沉积SiO_(2)底膜,再采用真空蒸镀法镀覆有机氟化物防指纹表面膜,检测对比了SCZ镀膜前后的宝石学性质。结果表明,在优化工艺条件下,SCZ镀膜后的水接触角可达110°以上,显示了优良的抗脏污性能。经颜色、折射率、热导率、紫外荧光、红外光谱、拉曼光谱等检测,除SCZ颜色受到轻微影响外,未发现镀膜对其他宝石学性质的检测结果有干扰作用。

《宝石级合成立方氧化锆晶体》行业标准研究及修订

文章对《宝石级合成立方氧化锆晶体》行业标准修订所涉及的生产工艺、市场现状及发展趋势进行了调研,重点对产品的名称、标准化范围、标准分级、检测项目和技术指标等进行了研究和修订。

彩色合成立方氧化锆谱学特征及致色元素研究

合成立方氧化锆是一种具有高折射率、强色散、高硬度和稳定的物理化学性能的合成宝石。彩色合成立方氧化锆的颜色是在生长过程中加入不同的掺杂元素而形成的。采用宝石学基础测试、红外光谱仪、紫外可见吸收光谱和LA-ICP-MS对四组不同系列颜色的合成立方氧化锆谱学特征和致色元素进行研究分析。结果表明,蓝色系合成立方氧化锆由Co元素致色;在红色系中,红色和橘红色立方氧化锆是由Ce元素致色,粉色立方氧化锆由Er致色;在黄色系样品中,推测Fe元素和Pr元素是黄色调的致色元素;在绿色系样品中,推测橄榄绿色样品是由Cr和Fe共同致色。且不同颜色合成立方氧化锆的紫外荧光特征及紫外-可见光吸收光谱等性质均与致色元素的种类及含量有关。

彩色镀膜立方氧化锆的宝石学特征

通过显微观察、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜-能谱仪、紫外-可见分光光度计等对彩色镀膜立方氧化锆和无色立方氧化锆的宝石学特征进行对比研究分析。结果显示,彩色镀膜立方氧化锆呈强玻璃光泽至亚金刚光泽,相对密度为5.6~5.9,放大观察可见台面具有激光刻蚀品牌标记及表面局部膜层脱落;彩色镀膜及无色立方氧化锆在红外光谱指纹区(800~400 cm^(-1))均显示相同吸收。能谱分析显示,无色立方氧化锆元素组成均为Zr、Y、Hf、Al、O;彩色镀膜立方氧化锆除含有这些成分外,还存在Si、Na、Cr、Fe、Co、Zn、Br、Sn,不同颜色镀膜的立方氧化锆均含有独特元素组成,紫色镀膜立方氧化锆含Sn。蓝色镀膜立方氧化锆含Br,绿色镀膜立方氧化锆含Zn,黄色镀膜立方氧化锆含Na、Fe、Zn。紫外-可见光谱结果显示,紫色镀膜立方氧化锆具540 nm处吸收峰,蓝色镀膜立方氧化锆具有546、585、628 nm处吸收峰,绿色镀膜立方氧化锆具有606、660 nm处吸收峰,黄色镀膜立方氧化锆存在417、500 nm处弱吸收。样品的表面特征、吸收光谱和成分特征可为鉴别彩色镀膜立方氧化锆提供参考依据。

立方氧化锆废弃物综合利用工艺研究

采用烧结 浸出 浓缩结晶 分步沉淀分离锆钇的方法处理立方氧化锆废弃物 ,制备出纯度分别为 99 9%的氧化锆和氧化钇。回收率分别为 90 40 %和 89 3 0 %。探索了最佳工艺条件 ,有效地综合回收立方氧化锆废弃物中的锆和钇 ,使资源得到有效的再生利用。

是合成碳硅石还是合成碳化硅——兼谈立方氧化锆

合成SiC成了当今珠宝界的热门话题。这种最新的仿钻材料是美国克瑞公司生产,由美国C3公司统一加工并独家配销。C3公司宣传合成SiC是“独特的、在实验室中生成的新宝石”,不是作为金刚石(钻石)替代品出销,批发价为同等重量钻石价格的十分之一。这种仿钻材料去年秋天开始进入中国珠宝市场,先后在南京、北京、济南、杭州、天津、上海、广州、长春和郑州被发现,持有人皆按钻石裸钻或钻戒相同价格购进。

一种快速无损鉴定合成立方氧化锆的方法

对于体积很小的样品,常规仪器无法检测,本文利用X-射线荧光光谱仪对这种体积小的样品进行成分分析,所测样品的主要成分为Zr,其次为Y,为合成立方氧化锆的主要成分。利用样品的成分分析,可以快速、无损鉴定成分简单的宝石品种。

立方相纳米氧化锆基催化剂脱硝机理研究

以纳米c-ZrO2为载体,用浸渍法制备出MnOx-CeO2/c-ZrO2催化剂,考察了组分负载量、反应温度对催化剂NH3-SCR脱硝活性影响,探讨了催化剂表面织构特征,分析了催化剂脱硝活性机理。结果显示,增加活性组分负载量和反应温度,催化剂脱硝效率增加,100℃时,2.5%MnOx-CeO2/c-ZrO2脱硝效率为65.3%,15%MnOx-CeO2/cZrO2脱硝效率达97.9%。XRD、BET、XPS、H2-TPR表征结果表明,负载后催化剂表面织构对脱硝反应有利。NH3-TPD测试显示,MnOx-CeO2/c-ZrO2催化剂表面Lewis酸位为强酸性位,NH3吸附在Lewis酸性位形成配位态NH3,经生成NH2NO最后分解为N2和H2O。