蓝色托帕石的宝石学特征及放射性研究

发布时间：2017-07-16 14:03

  本文关键词：蓝色托帕石的宝石学特征及放射性研究

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【摘要】：本文以辐照处理蓝色托帕石为主要研究对象,以扩散处理、镀膜处理以及天然未处理的蓝色托帕石作为对比,通过阴极发光、差热分析、化学成分分析、谱学分析等方法,系统探究不同成因蓝色托帕石的宝石学特征,并对辐照托帕石的放射性残余及商业颜色“伦敦蓝”、“瑞士蓝”、“天空蓝”进行了定量表征。本文所用的蓝色托帕石是F型,主要成分Al2O3、SiO2以及F的含量与理论值接近,微量元素总量基本低于1%,其中经辐照的托帕石的微量元素La、Pr、 Nd、Gd、Ge、Ti含量较高。辐照蓝色托帕石的宝石学特征与天然蓝色托帕石相似,折射率介于1.610-1.627之间;相对密度为3.51-3.57;长波紫外荧光为浅绿色,阴极发光均为蓝色,辐照托帕石发光强度稍弱；镀膜处理蓝绿色托帕石的亭部与冠部颜色不一致,在滤色镜下与扩散处理蓝色托帕石均呈浅粉红色。差热分析结果表明托帕石的放热反应是内部致色的空穴缺陷随着温度的升高逐渐消失引起的,宏观表现为蓝色托帕石在350℃～600℃之间快速退色,整个反应过程失重为3.5-6.1%,可视为除颜色外不引起其他性质变化。谱学方面,各种蓝色托帕石的紫外-可见光吸收均以610nm为吸收中心,吸收强度随颜色加深而增强,深灰蓝色因430nm处的弱吸收而带灰色调；扩散处理和TCF镀膜处理的蓝色托帕石在602nm,642nm有两个对称吸收峰,并且与热处理无色托帕石均在紫外光区350nm附近存在弱反射,推测为高温处理所致;蓝色托帕石的红外光谱谱形相似,OH基团的基频伸缩振动和合频、倍频振动位于最强吸收峰4802～4423cm-1,3964～3352cm-1;辐照蓝色托帕石缺少天然蓝色的A1-O弯曲振动的拉曼峰,且Si-O弯曲振动峰519cm4以及Si-O对称伸缩振动925cm-1存在向低波数漂移现象。电子白旋共振谱证实了色心的存在。采用高能锗伽马仪测得辐照深灰蓝色托帕石的放射性比活度高于蓝绿色辐照浅蓝绿色与天然蓝色托帕石未检测到明显的放射性,便携式辐照仪测得的剂量率低于个人年剂量率标准,通过模拟计算公式推测放射性比活度得到一般需要放置半年以上才能使放射性残余剂量降到国际规定的免检值70Bq/g以下。通过对商业颜色划分的色度学量化表征反映出饱和度对三种颜色的价值影响较大。
【关键词】：托帕石 谱学特征 放射性 颜色表征
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P619.28
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 引言9-15
• 1.1 研究目的和意义9
• 1.2 研究现状和目前存在的问题9-12
• 1.2.1 蓝色托帕石的处理方法9-10
• 1.2.2 蓝色托帕石的研究进展10-12
• 1.3 研究思路、内容及方法12
• 1.4 论文的主要工作量统计12-15
• 第2章 蓝色托帕石的宝石学特征15-27
• 2.1 样品描述15-16
• 2.2 常规宝石学测试16-21
• 2.2.1 小型仪器测试16-19
• 2.2.2 显微观察19-20
• 2.2.3 阴极发光20-21
• 2.3 差热分析21-25
• 2.4 小结25-27
• 第3章 蓝色托帕石的成分分析27-31
• 3.1 主要化学成分27-29
• 3.2 微量元素29
• 3.3 小结29-31
• 第4章 蓝色托帕石的谱学特征31-40
• 4.1 紫外-可见光吸收光谱31-33
• 4.1.1 反射法31-32
• 4.1.2 透射法32-33
• 4.2 红外吸收光谱33-37
• 4.2.1 反射法33-35
• 4.2.2 原石透射法35-36
• 4.2.3 粉末透射法36-37
• 4.3 拉曼光谱37-38
• 4.4 电子自旋共振谱(ESR)38-39
• 4.5 小结39-40
• 第5章 蓝色托帕石放射性研究40-46
• 5.1 辐照蓝托帕石的放射性残余测试40-43
• 5.1.1 高能锗谱仪40
• 5.1.2 手持便携式辐射仪40-43
• 5.2 辐照蓝托帕石的放射性讨论43-45
• 5.2.1 放射性的计算43-44
• 5.2.2 放射性的避免44-45
• 5.3 小结45-46
• 第6章 辐照蓝色托帕石的颜色量化表征46-56
• 6.1 色度学基础知识46
• 6.2 蓝色托帕石的表征探讨46-55
• 6.2.1 Color i5颜色测试46-53
• 6.2.2 Photoshop取色法53-55
• 6.3 小结55-56
• 第7章 结论56-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-63
• 附录63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 殷雅晴;薛秦芳;;透射法在山东蓝宝石颜色量化中的应用(下)[J];超硬材料工程;2011年05期

2 殷雅晴;薛秦芳;;透射法在山东蓝宝石颜色量化中的应用(上)[J];超硬材料工程;2011年04期

3 刘迎新;秦善;李海建;李晓东;刘景;;黄玉的原位高压X射线衍射研究[J];核技术;2008年07期

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本文编号：548976