化学气相沉积法再生钻石的实验室检测特征研究
唐诗, 苏隽, 陆太进, 马永旺, 柯捷, 宋中华, 张钧, 张晓玉, 代会茹, 李海波, 张健, 吴旭旭, 刘厚祥
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201802070017
再生钻石是使用化学气相沉积法(CVD)以天然钻石为基底再生长合成钻石层,得到具有整体外观的钻石产品。由于再生钻石含有天然钻石的氮杂质信息,传统的合成钻石排查方法和检测流程已不再适用于再生钻石的检测。本文对实验室检出的一颗再生钻石进行了详尽的宝石学测试分析,以建立再生钻石的最佳检测方案。结果显示:常规的显微观察、钻石仪器排查以及红外光谱测试都不能将再生钻石检出。DiamondViewTM多方位发光图像观察该样品呈现清晰的发光分层现象,上层为红色荧光与蓝绿色磷光,下层为深蓝色荧光与惰性磷光;红外透射光谱分区域定点扫描样品上层为Ⅱa型钻石,下层为Ⅰa型钻石;紫外可见吸收光谱分析和光致发光光谱测试显示样品同时具有N3和高浓度[Si-V]-缺陷。综合判定该样品亭部的下半部分为天然钻石,亭部的上半部分和冠部为CVD合成钻石,CVD层厚度约740μm。作为我国首例报道的再生钻石,与国外已报道的同类型样品相比,该样品中分层界限不可见,且合成层厚度呈现明显增长。研究认为,应用多方位发光图像分析及光谱测试技术是再生钻石检测的关键。
关键词: 再生钻石, CVD合成钻石, 光谱检测, 发光图像
无色-近无色高温高压合成钻石的谱图特征及其鉴别方法
宋中华, 陆太进, 苏隽, 高博, 唐诗, 胡宁, 柯捷, 张钧
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2016.05.008
实验室发现大量小颗粒的无色高温高压(HPHT)合成钻石与天然钻石混杂镶嵌在各种饰品中,前人提出荧光和磷光特征是主要的快速区分特征,然而荧光、磷光特征的差异并不能完全将HPHT合成钻石与天然钻石区分开来。本文将常规的宝石学观察分析与多种高精度谱学测试相结合,对五粒不同的无色-近无色HPHT合成钻石样品进行深入研究。结果表明,五粒钻石在紫外可见吸收光谱无270 nm吸收或是只有极弱的270 nm吸收,随着颜色级别的降低,270 nm吸收越明显。红外光谱测试显示,各粒样品中都含有不等量的硼元素。光致发光光谱测试表明,HPHT合成钻石含有与微量N、Ni、Si等相关的晶格缺陷。超短波紫外光源激发下,所有的HPHT合成钻石都有强磷光,在钻石观察仪下可以观测到清晰的八面体和立方体分区特征。显然,不同的合成钻石的特征略有差异,但综合其荧光及磷光特征以及红外、紫外、光致发光光谱特征,可以准确地将无色HPHT合成钻石与对应的天然钻石区分开来。
关键词: 高温高压合成钻石, 天然钻石, 紫外可见吸收光谱, 红外光谱, 光致发光光谱, 荧光和磷光特征
新型GV5000宽频诱导发光测试仪的研制及其应用于筛分无色小颗粒合成钻石和天然钻石
兰延, 陆太进, 张丛森, 梁榕, 丁汀, 陈华, 柯捷, 毕立君
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2016.05.009
天然钻石中普遍含有聚合氮以及复杂的生长结构,而合成钻石不含氮或含少量单氮并有典型的与合成条件有关的生长结构,利用此类性质可对天然和合成钻石进行区分。但对粒度细小或镶嵌复杂的钻石样品进行检测时,现有仪器由于局限性难以实现有效测量。本文研制了一种新型宝石发光性测试装置——宽频诱导发光测试仪(GV5000),通过对激发光源和滤光片、结构设计和测试方式的研发,实现了可同时观察多个小颗粒样品(最小为0.002 ct)的荧光特征和磷光特征,建立了一种以发光特征差异性作为筛分条件快速、准确筛分无色小颗粒天然钻石和合成钻石的分析方法。应用本方法测试了9015粒样品,并通过红外光谱、光致发光光谱等方法对筛查结果进行验证,表明97%的天然钻石具有蓝白色荧光并无磷光,而合成钻石的发光特征明显区别于天然钻石。本方法避免了样品大小和形状的影响,提高了小颗粒钻石鉴定的准确度和检测效率,对天然钻石的筛查率可达97%,对合成钻石的筛查率可达100%。
关键词: 宽频诱导发光测试仪(GV5000), 荧光, 磷光, 小颗粒无色合成钻石, 金刚石
利用吸收和发光光谱技术分析高温高压天然富氢钻石的鉴定特征
宋中华, 陆太进, 苏隽, 柯捷, 唐诗, 李键, 高博, 张钧
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201705040072
对不同类型褐色钻石进行高温高压处理和结构特性研究是钻石研究中的难点和重点之一。前人对富氢钻石的研究主要集中于其特殊的生长结构以及其形成环境的探讨,而对富氢钻石经高温高压处理后的变化特征鲜有涉及。本文对经高温高压处理前后的富氢钻石的红外光谱、紫外可见吸收光谱以及光致发光光谱等谱学特征进行了对比,研究其鉴定特征。结果表明:高温高压处理前后的富氢钻石的光谱特征具有明显差异,特别是红外光谱,经处理后的钻石中与氮氢有关的吸收峰如3310 cm-1、3232 cm-1、3189 cm-1等明显减弱甚至消失,并出现与孤氮有关的新的2688 cm-1吸收峰;紫外可见光吸收光谱中,经处理的褐色钻石中的无选择性吸收(钻石呈褐色的原因)变为孤氮的典型吸收,即550 nm至短波的吸收以及N3中心(415 nm)的吸收均明显增强,因此钻石也由原来的褐色变为黄色。钻石经处理前后的光致发光光谱中,与氮原子有关的缺陷类型、峰的强度以及缺陷组合也有变化。本文获得的光谱变化特征,为准确鉴定高温高压处理的黄色富氢钻石提供了依据,也为解释与氢和氮相关的晶格缺陷在高温条件下的变化机理提供了理论基础。
关键词: 高温高压处理钻石, 富氢钻石, 紫外可见吸收光谱, 红外光谱, 光致发光光谱
高温高压合成钻石晶体表面微形貌观察及其成因探讨
吴旭旭, 陆太进, 杨池玉, 张健, 唐诗, 陈华, 张勇, 柯捷, 何明跃
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201811150122
我国作为世界上最大的合成钻石生产国,其产量占据世界总产量的90%以上,其中以高温高压法(HPHT)合成钻石为主。国内外学者对于HPHT合成钻石物性的测试方法和性质分析较为完备,但是对HPHT合成钻石生长完成后的酸洗过程以及酸洗后留下的内外部微形貌亟待研究。本文采用激光共聚焦显微镜和超景深三维显微镜对118粒产自我国的HPHT合成钻石进行内外部特征观察,并配合激光拉曼光谱仪对这些微细结构内的包裹残余进行定性分析。发现了三类特征的结构类型:成一定夹角的阶梯型生长结构,揭示了HPHT合成钻石聚型晶的结晶学特质;近平行线状划痕,反映了生长腔体内钻石晶粒间的接触关系;通过独特的"绳捆纹"结构进行观察和分析,认为这一结构反映了HPHT合成钻石的生长速率。这些钻石表面的微形貌反映了HPHT合成钻石梯度高温和持续高压的生长条件和环境,对于HPHT合成钻石的鉴别具有指导意义。
关键词: 合成钻石, 高温高压, 表面微细特征, 激光共聚焦显微镜, 晶体生长速率
基于相对密度和X射线粉晶衍射技术测定硬玉岩中硬玉的含量
兰延, 陆太进, 陈伟明, 刘洋, 梁榕, 马瑛, 张小虎
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.02.009
硬玉岩能否命名为宝石级“翡翠”, 其硬玉的含量是关键参数, 目前测量岩石中矿物质量分数的方法多为有损分析, 难以应用于珠宝玉石检测中。本文基于硬玉岩矿物组成及其质量分数的变化, 建立了一种通过测量硬玉岩相对密度获得硬玉质量分数的无损分析方法。对186件相对密度在3.30~3.24之间的硬玉岩样品采用静水称重法测试, 根据相对密度范围进行分组, 利用X射线粉晶衍射、人工重砂分析、电子探针、红外光谱、拉曼光谱等技术确定硬玉岩的主要矿物及其质量分数, 进而统计分析硬玉质量分数与硬玉岩相对密度的线性关系。研究表明:硬玉岩的主要矿物为硬玉和杂质矿物钠长石、方沸石。随着硬玉的质量分数(wA)下降, 钠长石、方沸石质量分数增加, 硬玉岩实测相对密度(SG)发生相应变化, 两者的线性方程为wA=1.3454 & #215;SG-3.4531(相关系数为0.9814), 线性关系良好。由于本方法的硬玉岩实测相对密度近似等于理论相对密度, 即可通过测量相对密度获得硬玉的质量分数, 这种无损测试方法适用于相对密度在3.3~3.0, 硬玉含量在95%~60%, 硬玉与钠长石的质量分数之和在90%~97%之间的硬玉岩样品。
关键词: 硬玉岩, 翡翠, 矿物组分, 相对密度, 质量分数, X射线粉晶衍射法, 人工重砂分析, 电子探针, 红外光谱法, 拉曼光谱法
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
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
新疆奥米夏和田玉矿床成因及锆石LA-ICP-MS定年研究
张勇, 魏华, 陆太进, 陈华, 韩冬, 冯晓燕, 买托乎提·阿不都瓦衣提
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201801170007
新疆奥米夏和田玉矿床分布在西昆仑造山带中段,产于花岗岩与镁质大理岩之间,该玉矿规模大,开采历史悠久,然而其矿床成因和成矿年代缺乏研究。本文采用岩相学、全岩分析手段对该玉矿的成因进行了研究,利用玉石中的锆石LA-ICP-MS定年方法限定了玉矿的成矿时代。岩相学观察结果表明玉石多期次形成的现象较为明显;全岩稀土配分模式表明玉石稀土元素总量丰度低(∑REE平均值7.228 μg/g),Eu负异常(δEu=0.58~0.73),LREE下降,HREE平坦;和田玉中锆石206Pb/238U年龄显示该玉矿的成矿上限年龄介于411.1±5.3 Ma~489.6±10.5 Ma之间。综合分析认为,该玉矿为接触交代成因的镁质矽卡岩型和田玉矿床,玉石形成过程中经历了透闪石化、细粒化、重结晶等复杂的成矿过程,其形成时代与西昆仑地区其他玉矿一致,整体上可能形成于加里东晚期至海西早期。本研究有助于认识新疆西昆仑地区和田玉的形成机理,也可为西昆仑地区的地质研究提供新的基础数据。
关键词: 镁质矽卡岩, 和田玉, 接触交代, 锆石定年

出版年份

相关作者

相关热词

  • 首页
  • 上一页
  • 1
  • 2
  • 末页
  • 共:2页
  • 跳转
  • Go