应用FTIR-SEM研究一类合成欧珀的微结构及其变彩成因机制
严俊, 胡丹静, 黄雪冰, 彭秋瑾, 刘晋华, 张旭, 张俭
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2017.01.009
近些年来,相关人工合成欧泊的研究工作主要聚焦于天然与合成欧泊的鉴别与筛选,而相关合成欧泊的微结构、变彩机制及其中水的赋存状态的深入研究鲜见报道。本文通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、场发射扫描电镜(FE-SEM)对一类合成欧泊的微结构、结构缺陷进行较系统的研究。同时,结合对样品的热处理就该合成欧泊体色、变彩机制及其中水的赋存状态作了初步探讨。结果表明:该样品的红外光谱中,在约2900 cm-1、1737 cm-1处出现合成欧泊特征吸收,且在4000~6000 cm-1波段,合成欧泊相比天然欧泊的吸收峰更为复杂。合成欧泊的颜色由体色与变彩两者共同构成,该体色与存在于其微结构中准球状、粒径约205 nm的二氧化硅颗粒的间隙填充物直接关联,且在热处理条件下随着间隙物的析出而渐退。同时,该类合成欧泊的变彩归因于结构致色并由其内部SiO2颗粒周期性排列而构成的三维的光子带隙结构所致。此外,在欧泊的微观结构发生重构前,变彩所呈现的颜色主要由准球状二氧化硅颗粒粒径与间隙填充物决定。
关键词: 合成欧泊, 体色, 微结构, 变彩成因机制, 傅里叶变换红外光谱, 场发射扫描电镜
应用傅里叶变换红外光谱与紫外可见吸收光谱鉴别两类海水养殖灰色珍珠
邵惠萍, 严雪俊, 严俊, 王金, 余思逸, 彭秋瑾, 胡仙超
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201809280109
Akoya珍珠属生物矿化有机宝玉石,该类珍珠的矿物组成与微结构分析、定性与其颜色形成属性的鉴定方法尚为缺乏。本文通过光学显微镜、紫外可见吸收光谱、傅里叶变换红外光谱、能量色散X射线荧光光谱对具有白色或灰色珠核的两类Akoya灰色珍珠的珍珠层与珠核的结构特征及显色机制、紫外吸收光谱、微量金属元素赋存特征进行了对比研究。结果表明:①灰色珍珠的珠核有白色与灰色两类,两类珍珠的直径主要分布在5~9mm,珍珠层厚度约300~500μm;②两类珍珠的珍珠层和珠核的主体矿物组成均为生物文石,且两者的珍珠层中均富Sr贫Mn。③灰色的珠核具有明显的富Mn特征,且由于辐照使得Mn元素的价态升高并使得珠核致灰色,并导致整个珍珠呈现灰色;④紫外可见吸收光谱检测中,一般而言具有白色珠核的灰色珍珠在300~400nm波段可见明显的反射带,而具有灰色珠核的灰色珍珠在400~500nm波段可见明显的反射带。两类灰色珍珠皆为海水养殖珍珠,研究表明这两类珍珠的紫外吸收光谱的差异可作为初步评判灰色系珍珠是否经辐照改色的依据之一。
关键词: 灰色珍珠, 紫外可见吸收光谱, 结构, 珍珠层, 珠核, 辐照处理
应用XRF-SEM-XRD-FTIR等分析测试技术研究丽水蓝色类欧泊(蛋白石)的矿物学与光学特征
严俊, 胡仙超, 方飚, 陶金波, 彭秋瑾, 张俭
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2014.06.006
直至目前, 我国相关欧泊的矿藏及其相应的矿物学特征鲜见报道, 近期在浙江丽水缙云地区发现的蓝色类欧泊石引起了宝玉石科研工作者的广泛关注, 但此矿物的相关研究至今尚未见论述。本文应用X射线荧光光谱(XRF)、场发射扫描电镜(FE-SEM)结合X射线粉晶衍射(XRD)与傅里叶变换红外光谱(FTIR)等多种综合检测技术首次对该类蓝色原矿的矿物学及光学变彩性质进行研究。结果表明:XRF分析显示蓝色原矿的主体化学组成为SiO2(质量含量95%), 仅含极少量的Fe2O3与Al2O3等杂质。同时, 蓝色原矿及其相应的热处理后样品局部区域具有明显的变彩特征, 主体的化学组成与其光学特征与天然欧泊的组成及变彩效应类同。XRD分析显示原矿粉体的无机相的晶型为方石英相, 衍射峰形锐化, 该晶体的结构特征明显相异于天然欧泊即微晶类的蛋白石(Opal-CT)、Opal-C与非晶蛋白石类(Opal-A)。此外, 样品的红外光谱与天然欧泊间存在一定的频率位移。鉴于此, 初步将该类原矿归属为类欧泊, 因蓝色原矿所在地丽水缙云地区属于中生代陆相火山岩的地质, 因此进一步将该原矿命名为一类火山岩类的类欧泊石, 而有关此类欧泊是否可以归属为广义上的欧泊有待再作商榷。同时基于对蓝色原矿有无变彩效应区域的FE-SEM测试结论, 本文初步推测该类矿物的光学变彩特征与原矿表面的“叠瓦状”结构形貌有关。
关键词: X射线荧光光谱法, 场发射扫描电镜, X射线粉晶衍射法, 傅里叶变换红外光谱法, 蛋白石, 微结构, 虹彩效应,  

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