【引用本文】 鲍雪, 陆太进, 魏然, 等. 表面接触角的测量及表面张力在宝玉石鉴定中的应用[J]. 岩矿测试, 2014, 33(5): 681-689.
BAO Xue, LU Tai-jin, WEI Ran, et al. Application of Surface Contact Angle and Surface Tension Measurements in the Identification of Gem Materials[J]. Rock and Mineral Analysis, 2014, 33(5): 681-689.

表面接触角的测量及表面张力在宝玉石鉴定中的应用

1. 

国土资源部珠宝玉石首饰管理中心北京珠宝研究所, 北京 100013

2. 

国家珠宝玉石质量监督检验中心, 北京 100013

3. 

国土资源部珠宝玉石首饰管理中心, 北京 100013

收稿日期: 2014-03-27  修回日期: 2014-05-05  接受日期: 2014-06-20

作者简介: 鲍雪, 助理研究员, 主要从事珠宝玉石评估管理和宝玉石表面物性研究工作.E-mail:baoxue1229@163.com。

Application of Surface Contact Angle and Surface Tension Measurements in the Identification of Gem Materials

1. 

Gem & Jewelry Institute of Beijing, Ministry of Land and Resources, Beijing 100013, China

2. 

National Gemstone Testing Center, Beijing 100013, China

3. 

National Gems & Jewelry Technology Administrative Center, Beijing 100013, China

Received Date: 2014-03-27
Revised Date: 2014-05-05
Accepted Date: 2014-06-20

摘要:表面张力是固体表面重要的物理化学参数之一,其大小与温度和界面两相物质的性质有关。基于Young方程的推导,使用接触角测量法计算固体表面张力已被广泛应用于表面科学和工程领域。宝玉石材料大多具有光洁的表面,在接触角测量的准确性方面较其他表面不均一的固体材料具有明显的技术优势。本文运用现代仪器(FTA200动态接触角测量仪)测量了15个天然和合成宝玉石品种(钻石、合成碳硅石、合成立方氧化锆、碧玺、托帕石、翡翠、琥珀等),以及经覆膜和充填2种处理方法的宝玉石样品(镀膜钻石、覆膜托帕石、覆膜翡翠、覆膜琥珀、充填碧玺)的表面接触角,并运用公式计算其表面张力。测试数据表明,不同品种宝玉石的接触角数值存在差异,如钻石的接触角值为56.68°,其仿制品立方氧化锆的接触角值为37.79°;覆膜处理与未经覆膜处理的天然宝玉石的接触角数值差异明显,如琥珀的接触角值为92.49°,覆膜琥珀的接触角值为66.49°;充填处理宝玉石接触角的测试由于控制液滴的大小受条件限制操作难度较大,测试结果不能准确表达为裂隙中充填物的接触角数值,故充填处理的宝石不宜采用此方法进行区分。研究表明,对于部分宝玉石品种和覆膜处理宝玉石,其表面接触角及表面张力数值差异显著,可以作为宝玉石品种的辅助鉴定依据;尤其是运用接触角的差异对于宝玉石鉴定具有较好的判别性,能够对不同品种的天然宝玉石与表面覆膜的宝玉石样品进行有效区分。与常规宝石检测方法(如红外光谱、折射率测量方法)对比,接触角测量方法具有测量准确、操作简便,不破坏样品的特点,符合宝玉石无损鉴定的基本原则,且能够安全快速地测量高折射率宝石,可以解决宝玉石表面覆膜等与表面物性相关的检测疑难问题。

关键词: 接触角, 表面张力, 宝玉石, 覆膜处理, 充填处理, 鉴定

Application of Surface Contact Angle and Surface Tension Measurements in the Identification of Gem Materials

KEY WORDS: contact angle, surface tension, gemstone, coating treatment, filling treatment, identification

本文参考文献

[1]

罗晓斌, 朱定一, 石丽敏, 等. 基于接触角法计算固体表面张力的研究进展[J]. 科学技术与工程, 2007, 7(19): 4997-5003. doi: 10.3969/j.issn.1671-1815.2007.19.042

[2]

Nassau K, Schonhorn H. The contact angle of water on gems[J].Gem  &  Gemology, 1977-1978, , XV(12): 354-360.

[3] Pocius A V. Adhesion and adhesion technology: An introduction[M] . New York: Marcel Dekker, 2002: 73-102.
[4]

朱定一, 戴品强, 罗晓斌, , 等. 润湿性表征体系及液固界面张力计算的新方法(Ⅰ)[J]. 科学技术与工程, 2007, 7(13): 3067-3072.

[5]

丁晓峰, 管蓉, 陈沛智, 等. 接触角测量技术的最新进展[J]. 理化检验(物理分册), 2008, 44(2): 84-89.

[6]

陈晓磊. 固体聚合物表面接触角的测量及表面能研究//长沙: 中南大学, 2012.

[7]

张远超, 朱定一, 许少妮, 等. 高聚物表面的润湿性实验及表面张力的计算[J]. 科学技术与工程, 2009, 9(13): 3595-3600. doi: 10.3969/j.issn.1671-1815.2009.13.003

[8]

王民民, 李海波, 李梅, 丁佩. 琥珀及其相似品实验室检测方法探讨//北京: 国土资源部珠宝玉石首饰管理中心, 2013: 136-138.

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[1]

孙海涛, 吕淑红. BJKF-1型便携式近红外矿物分析仪在宝玉石鉴定中的应用. 岩矿测试, 2008, 27(6): 418-422.

[2]

刘世敏. 现代测试技术在宝玉石检测中的应用现状及前景. 岩矿测试, 2006, 25(1): 68-70.

[3]

何昌璟, 刘文涵, 滕渊洁, 郑存江, 胡勇平, 刘江美. 原子光谱测定中表面活性剂对铅锌矿粉末悬浮液雾化效率的影响. 岩矿测试, 2016, 35(3): 245-250. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2016.03.005

[4]

邹耀辛, 林维峰, . 天然水晶片中双晶纹的成因及其鉴定意义. 岩矿测试, 2002, (1): 66-.

[5]

赵爱林, 林维峰, 迟广成. 水晶中裂隙成因及其鉴定意义. 岩矿测试, 2005, (4): 317-318.

[6]

徐万臣, 邹耀辛, 迟广成, 林维峰. 深色天然烟晶中内含物的成因及其鉴定意义. 岩矿测试, 2005, (1): 62-64.

[7]

张涛, 王小飞, 黎爽, 邓平晔. 压汞法测定页岩孔隙特征的影响因素分析. 岩矿测试, 2016, 35(2): 178-185. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2016.02.010

[8]

郭立鹤, 吴淑琪. 傅立叶红外光谱技术在翡翠研究中的应用. 岩矿测试, 1997, (4): 250-254.

[9]

艾德生, 李庆丰, . 超细白云石矿粉润湿接触角的测定. 岩矿测试, 2001, (2): 97-99.

[10]

宋中华, 陆太进, 唐诗, 高博, 苏隽, 柯捷. 高温高压改色处理Ⅰa型褐色钻石的光谱鉴定特征. 岩矿测试, 2020, 39(1): 85-91. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201905200067

[11]

张玉芳, 林锦璇. 计算机在岩矿测试数据处理方面的应用实例砂矿物鉴定数据处理程序. 岩矿测试, 1985, (2): 173-175.

[12]

樊守忠, 李国会. TAP,PET等分析晶体的表面处理. 岩矿测试, 1989, (2): 147-148.

[13]

王德海. 化学分析电子谱法分析经表面活性剂处理的李咀矿矸石粉. 岩矿测试, 1996, (1): 68-72.

[14]

刘玉龙, 张家祥, 刘宏清, 陈萍, 张治军, 廖复东. 仪器分析数据处理接口程序. 岩矿测试, 2006, 25(3): 291-293.

[15]

朱丹尼, 邹胜章, 周长松, 刘菲, 谢浩, 卢海平. 岩溶高原区农业地膜中邻苯二甲酸二乙基己酯的释放及其对覆膜土壤的影响. 岩矿测试, 2019, 38(3): 297-304. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201808150095

[16]

张宗久. 野外快速鉴定金. 岩矿测试, 1985, (1): 76-77.

[17]

金钦汉, 王大宁. 微波技术在分析样品预处理中的应用. 岩矿测试, 1992, (1): 87-94.

[18]

田松柏. 离子色谱分析中的样品预处理. 岩矿测试, 1999, (1): 77-79.

[19]

宋浩威, 郭琳, 温宏利. 仪器分析输出数据的转换和处理软件. 岩矿测试, 2003, (1): 49-54.

[20]

张绿茵, 余晓平, 郭亚飞, 邓天龙. 生物样品中硒形态分析前处理技术. 岩矿测试, 2012, 31(3): 407-412.

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表面接触角的测量及表面张力在宝玉石鉴定中的应用

鲍雪, 陆太进, 魏然, 张勇, 李海波, 陈华, 柯捷