云南红宝石暗色条带改善研究

热处理可以有效地消除云南红宝石中的暗色条带,降低杂色影响,红宝石的红色调明显得以改善。通过能散X射线荧光测得,从红宝石内部析出的元素主要为Fe。吸收光谱测试结果显示,热处理后红宝石的吸收峰强度增强并发生蓝移现象,红色调加强,饱和度提高。

蓝宝石与相似宝石的拉曼光谱研究

蓝宝石是世界五大名贵宝石之一,优质蓝宝石较为稀少,因此市场上蓝宝石的仿制品也很多。本文通过对蓝宝石、堇青石、蓝色托帕石、海蓝宝石和蓝晶石的拉曼光谱进行测试与研究,得到蓝宝石具有由Al-O振动引起的特征拉曼位移413cm-1,640cm-1和668cm-1;堇青石具有由Si-O振动引起的特征拉曼位移550cm-1,662cm-1,964cm-1和1176cm-1;海蓝宝石具有由Si-O振动引起的特征拉曼位移678cm-1,1064cm-1,1232cm-1;蓝色托帕石具有由Si-O振动引起的特征拉曼位移844cm-1和924cm-1;蓝晶石具有由Si-O引起的特征拉曼位移933cm-1和1133cm-1。根据拉曼位移的位置和强度,可无损、快速、有效地区分蓝宝石、堇青石、海蓝宝石、蓝色托帕石和蓝晶石。

红宝石傅里叶红外光谱研究

天然红宝石的红外光谱通常有硬水铝石的 2 1 1 0 cm-1和 1 980 cm-1特征吸收双峰 ,或其它内含物的吸收峰 ;经 1 1 0 0°C热处理焰熔法合成红宝石的红外光谱均有 3 1 84 ,3 2 3 2和 3 3 1 0 cm-13个固有的特征吸收峰。这是笔者近两年来通过大量样品的红外光谱测试所得出的一般规律。

绿柱石中铁离子的晶格占位及致色作用

绿柱石族宝石颜色丰富,一直是市场上重要的宝石品种。几十年来,国内外学者对不同颜色绿柱石的致色机理及改色工艺开展了广泛的研究。铁离子作为重要的致色过渡金属离子之一,其价态调控是绿柱石改色工艺的关键,所以铁离子的价态、晶格占位和对应的致色作用也一直是绿柱石研究的焦点。铁离子被认为可能存在于绿柱石中的铝氧八面体Al^(3+)格位、硅氧四面体Si^(4+)格位、铍氧四面体Be^(2+)格位、结构通道2a或2b位和晶格间隙6g位等位置,是蓝、绿或黄等颜色绿柱石的主要致色元素。本文通过对绿柱石的晶体结构、铁离子的核外电子排布和晶格占位等方面文献资料的梳理及综合分析,认为Fe^(2+)和Fe^(3+)分别对蓝色和黄色绿柱石的呈色起着主导作用。当Fe^(2+)和Fe^(3+)处于晶格中不同位置时致色作用的具体差异,仍有待于进一步研究。

天然与处理翡翠的光谱学研究

文章通过对天然翡翠和漂白充填处理翡翠的共焦显微拉曼光谱(514nm)测定,得到表征翡翠硬玉结构的拉曼位移为1036cm-1,696cm-1和374cm-1,显微放大能观察到翡翠经酸洗产生的裂纹及其充填的有机物,经红外光谱的测定证实该充填物为环氧树脂,且表征环氧树脂的拉曼峰为777cm-1,1123cm-1,1611cm-1,2930cm-1和3065cm-1;通过相同测试条件下,并在极短的积分时间内对天然翡翠的绿色、白色部位和染绿色翡翠进行拉曼光谱(785nm)测定,并结合绿色翡翠紫外-可见光-近红外吸收光谱的测定,得到吸收光谱中的吸收峰637nm,658nm和691nm归属于翡翠晶体中的Cr3+,Cr3+的大量存在将使翡翠的拉曼光谱产生极强的荧光,而染色翡翠中染料产生的荧光相对较弱。

拉曼光谱(785nm)在翡翠检测中的应用

翡翠是一种名贵玉石,被誉为"玉石之冠"。随着翡翠处理技术的不断提高和处理翡翠的流入市场,给翡翠的检测带来了极大的困难。作者研究工作使用的拉曼光谱仪(785nm)秉承了以往测试所用拉曼光谱仪(514nm)无损、快速、准确的特点,还具有荧光弱的优点。通过大量翡翠样品的测定,证实拉曼光谱仪(785nm)是一种有效检测翡翠是否是天然产的仪器,通过测试结果分析得出:天然绿色翡翠荧光极强,其取决于翡翠晶格中Cr3+的含量,其他颜色翡翠显示硬玉的特征拉曼移位1045,698,373cm-1。染色翡翠绿色部位拉曼信号弱,所需积分时间长,拉曼位移高频区产生多个拉曼峰,有时可见有机拉曼峰;荧光现象明显及拉曼峰的湮没,说明翡翠经有机物充填和酸处理致表层晶体结构破坏。

合成镁橄榄石的矿物学研究

人工合成的镁橄榄石具有优越的物理化学性能,使其在诸多领域得到应用,其中蓝紫色合成镁橄榄石被用作坦桑石的替代品进入珠宝市场,引起了珠宝行内外的广泛关注。本文通过X射线荧光光谱的定量分析和紫外-可见光吸收光谱的颜色成因分析,得出人工合成的蓝紫色镁橄榄石的主要成分为MgO和SiO2,并添加了致色金属元素钴和钒,组份相对简单,蓝紫色调的产生与钴离子有关;对合成橄榄石、天然橄榄石和坦桑石进行拉曼光谱(785nm)的定性分析,得到合成镁橄榄石与天然橄榄石都具有特征Si-O伸缩振动引起的拉曼位移820cm-1、853cm-1和961cm-1,而坦桑石中存在特征Si-O伸缩振动引起的拉曼位移866cm-1、923cm-1和1148cm-1,可有效鉴定该三种矿物。

缅甸翡翠中黑色条带的表征研究

在缅甸矿区发现一种具有黑色条带的翡翠,外观呈现灰黑色至黑色。X射线粉晶衍射物相分析表明,该种翡翠的主要矿物成分为硬玉与少量的绿辉石。扫描电子显微镜观察到该翡翠的硬玉晶粒间隙与张性裂隙中密布着大量细小的黑色矿物包体,拉曼光谱观测到1 582cm-1的特征峰,部分包体同时出现1 346cm-1的峰,表明该矿物包体为石墨,根据其拉曼特征进一步标识为石墨单晶与无定形石墨。这些黑色石墨包体以各种形式结合成尺寸不一的组合,在3 000nm至可见光波长范围区间造成极大的光散射损耗,导致包体密集区域透明度大大降低,形成黑色条带的外观。通过显微观察在样品中还发现两组锆石包体,经拉曼光谱测试证实其结晶度高,未出现明显的蜕晶化,属于高型锆石。

祖母绿的充填技术

选择3种充填物香柏油、蓖麻油与液体石蜡来充填祖母绿以掩盖其裂隙且提高透明度,并在不同充填温度及时间下对充填效果进行对比研究。升高充填温度有利于降低充填物黏度,增加其流动性,从而优化充填工艺,充填温度60℃为宜。采用静态注入法与真空注入法进行充填,充填时间1d为宜。相同工艺条件下,充填绿柱石与祖母绿得到的实验结果类似。通过红外光谱检测充填物质,香柏油在3 065、2 957cm-1及2 872cm-1处有特征吸收峰,蓖麻油在3 012、2 927、2 854cm-1处有特征吸收峰,液体石蜡则在2 955、2 924、2 854cm-1处有特征吸收峰。

缅甸墨绿色长石质玉石谱学特征研究

采用X射线粉晶衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)、激光拉曼光谱和紫外可见吸收光谱等方法,对产自缅甸翡翠矿区的一种类似于绿辉石质翡翠的墨绿色玉石品种进行了化学成分、矿物成分及谱学特征研究。XRD表明该玉石主要成分为钠长石与钙长石,XRF测试表明该玉石属于富铁的斜长石亚族,端元组分在Ab0.731An0.264Or0.004～Ab0.693An0.303Or0.004之间。利用拉曼光谱对比分析了该玉石与钠长石、钙长石的谱学特征,并对各特征谱峰作出指认。紫外-可见吸收光谱测试表明其墨绿色与所含较高的Fe3+以及Cr3+的d—d电子跃迁有关。

珍珠的光泽与其表面结构的关系研究

光泽是评判珍珠价值的主要依据之一。以产于江浙地区的粉色淡水珍珠和产于广东省的白色海水珍珠为研究对象,采用偏光显微镜和扫描电镜测试方法对其表面结构进行了观察。分析了珍珠的光泽与其表面结构的关系。

黄色钙铝榴石多晶质集合体的拉曼无损检测

目前市场上出现了一些与黄褐色翡翠非常相似的玉石品种——多晶质的黄色钙铝榴石,与符山石相近的物理参数,常规鉴定难度较大。本文采用BTR111-785MiniRam型拉曼光谱仪对颜色均为黄色的钙铝榴石多晶质集合体和单晶体、翡翠、符山石进行测定和分析,得到黄色钙铝榴石多晶质集合体与单晶体具有相同的特征拉曼位移874cm-1,543cm-1,370cm-1,且在874cm-1的左侧产生肩峰820cm-1;黄色翡翠具有硬玉结构的特征拉曼位移1033cm-1,694cm-1,371cm-1;而黄色符山石具有特征拉曼位移634cm-1和925cm-1。通过特征拉曼位移的明显差异,可有效、无损地将三者鉴别。

珍珠染色技术的研究

介绍了淡水珍珠化学着色的染色技术 ,阐述了染色的原理及染色工艺参数的选择与确定 ,通过实验 ,获得 6种染料所染的淡水珍珠。

“天龙生”翡翠

使用 XRD衍射仪、电子显微镜、显微硬度计、偏光显微镜、折射仪等测试仪器 ,对新出现的“天龙生”翡翠种的矿物晶体结构、化学成份、物理性质作了较为详细的研究 ,给出具体参数 ;同时还对其市场走势作了技术性的评述 .

黑色珍珠的无机染色

通过银盐着色法制备黑色珍珠,对黑色珍珠的无机染色工艺进行初步的研究和改善。对比得出染黑效果较好的方案,选出稳定、耐久的黑珍珠染色方法,获得相对理想的染色处理工艺,通过模拟汗液酸碱性实验测试无机染色珍珠的耐久性。在黑珍珠染色处理中,银盐着色法制备的黑珍珠操作简便,上色均匀且稳定,具有一定的商业价值。

紫色翡翠致色机理探讨

通过X射线衍射、X荧光光谱等测试手段对紫色翡翠的致色机理进行讨论,紫色翡翠中Fe含量较高,Mn含量极低。在氧化气氛下,将紫色翡翠加热到650℃,其颜色变淡,认为是Fe2+被氧化成Fe3+所致。紫色翡翠热处理前后的紫外可见光谱图中缺乏Mn3+在540 nm的吸收峰,故Mn离子并非致色的主要原因。在还原气氛下,热处理可使紫色翡翠颜色加深变暗,这是因为Fe2+含量增加,使得Fe2+→Fe3+电荷转移跃迁的强度增大,导致其吸收带覆盖了整个可见光区。Fe2+与Fe3+之间的电子跃迁应为致色的主要原因。

拉曼光谱技术在仿古玉鉴别中的应用

由热处理法可制得软玉的仿古效果,为古玉的科学鉴定提供理论依据,为此使用拉曼光谱对三组不同颜色的软玉原料及经不同温度热处理所得的样品进行了研究。实验结果表明:经热处理法得到的仿古玉样品的拉曼谱图同未经热处理的软玉原料的拉曼谱图相比在位移上有显著差异。未经热处理的软玉原料在252～395cm^(-1)拉曼位移带的数个谱峰在经热处理得到的仿古玉的谱图中会集中显示为324～327cm^(-1)和389～395cm^(-1)处的两个拉曼峰,在666～668cm^(-1)和1019～1027cm^(-1)处的谱峰会稍向低频方向漂移至662～665cm^(-1)和1007～1010cm^(-1), 510～526cm^(-1)处的拉曼峰会变钝,926cm^(-1)处的谱峰几乎消失,而1304～1310cm^(-1)处的拉曼峰则是经热处理法得到的仿古玉才具有的。因此,1304～1310cm^(-1)处的拉曼峰可作为鉴别经热处理法得到的仿古玉的特征峰。

热处理对阿富汗黄绿色和粉色碧玺颜色的改善

采用热处理的方法将阿富汗黄绿色碧玺改善为粉色,优化其外观,并将热处理致色的样品与同产地天然粉色碧玺进行对比,利用大型仪器如红外吸收光谱仪、紫外可见光谱仪、拉曼光谱仪、激光诱导击穿光谱(LIBS)仪、X射线荧光光谱(XRF)仪、X射线光电子能谱(XPS)仪等对其组成、结构以及致色机理进行测试分析,结果表明阿富汗黄绿色碧玺为铁离子和锰离子致色,粉色碧玺为锰离子致色。

石榴石族宝石的拉曼光谱研究及鉴别

石榴石族单晶体之间的常规鉴别较难实现,另外,市场上存在较多的黄色钙铝榴石多晶质集合体,并常被用于冒充黄色翡,同样鉴定难度较大。本文通过对各类石榴石单晶体和钙铝榴石多晶质集合体的拉曼光谱测定和分析,得出石榴石中归属于[SiO4]四面体Si-OStr、Si-OBend引起的拉曼位移(A1g模),会随着金属阳离子种类的变化发生规律性偏移,据此可实现石榴石族宝石的品种鉴别;钙铝榴石多晶质集合体的特征拉曼位移在874cm-1、543cm-1、368cm-1附近,与翡翠的拉曼光谱存在明显的差异,容易鉴别。

拉曼光谱在蓝宝石包体研究中的应用

在斯里兰卡Ratnapura地区的蓝宝石样品中观察到丰富的流体包体(部分流体包体中含有无色针状包体),形貌相似的深色板状矿物包体,以及3组交角约为60°的红棕色针状矿物包体等。通过肉眼观测,研究人员对上述各类包体的矿物种类无法进行有效鉴别。利用激光共聚焦显微拉曼光谱仪对蓝宝石样品中的包体进行测试分析得出,深色矿物包体有两类,分别为磁铁矿和石墨;无色透明针状包体是位于液态CO2内的硬水铝石晶体;红棕色针状包体是赤铁矿,而不是易混淆的金红石针状包体。激光共聚焦显微拉曼光谱仪能够准确鉴定出蓝宝石中各种包体的种类,对不具备典型晶形的包体和常规仪器难以判别的包体十分有效。