华东理工大学材料科学与工程学院，上海 200237
磷硅酸盐玻璃因有着良好的生物活性和光学性能，已广泛用于生物材料、光纤等领域。运用分子动力学模拟方法研究Li2O含量对Na2O-Al2O3-SiO2-P2O5玻璃的微观结构以及扩散性能影响，着重讨论了其微观结构与维氏硬度，扩散系数之间的关系。结果表明：玻璃的磷网络聚合度(Qp)随着Li2O逐渐替代Na2O而增加，硬度随着Qp的增加而增大。体系中Li+的自扩散系数比Na+大，即Li+比Na+更易扩散。Li+的势垒随着Li2O增加而逐渐变小，Li2O对Na2O取代有益于Li+扩散。
磷硅酸盐玻璃 分子动力学 模拟 结构性质 扩散行为 网络聚合度 phosphosiliate glass molecular dynamics simulation structure properties diffusion behavior network polymerization
1 山东大学, 晶体材料国家重点实验室, 济南 250100
2 山东本源晶体科技有限公司, 济南 250100
3 山东大学光学高等研究中心, 山东 青岛 266200
稀土钙氧硼酸盐RECa4O(BO3)3 (RECOB, RE:Y和稀土元素)系列晶体具有高的熔点、高的电阻率、低的介电损耗和适中的压电活性, 是一类重要的高温压电晶体材料。介绍了该类晶体的提拉法制备工艺、宽温域电弹性能表征及其在高温传感技术领域的研究新进展, 包括以该类晶体为基础的高温声表面波温度传感器件、高温压电换能器件以及高温振动加速度传感器件, 阐述了该类高温压电晶体与传感器件在工业领域中的潜在应用及技术优势。
稀土钙氧硼酸盐晶体 提拉法 晶体生长 高温压电 传感应用 rare earth calcium oxyborate crystal Czochralski method crystal growth high-temperature piezoelectric sensing application
1 山东大学 晶体材料国家重点实验室, 山东 济南 250100
2 山东本源晶体科技有限公司, 山东 济南 250000
作为重要的无损检测器件, 压电超声换能器已广泛应用于国民经济的各个领域。随着现代工业技术特别是航空航天、核电能源和智能制造等工业技术的发展, 各类工矿环境对压电换能器的性能提出了更高的要求, 迫切期望压电换能器能在宽温域范围内稳定地监测设备的运转状况, 提前预警, 避免重要设备的结构性损坏。宽温域响应的压电超声换能器是目前压电器件技术领域的前沿性研究内容, 该文重点介绍了能够工作在宽温域范围内的压电超声换能器及其结构, 阐述了压电超声换能器在无损探伤方面的独特优势。
压电超声换能器 宽温域 高温 无损检测 piezoelectric ultrasonic transducer wide temperature range high temperature nondestructive test
1 上海建桥学院珠宝学院, 上海 201306
2 上海张铁军翡翠股份有限公司, 上海 200010
3 华东理工大学分析测试中心, 上海 200237
4 华东理工大学宝石检测中心, 上海 200237
选取缅甸的白、淡粉紫和淡蓝紫3种颜色类型的翡翠样品,测试和分析了其元素和光吸收谱,并对其颜色成因进行了初步研究。结果表明,淡紫色翡翠样品含有少量的铁、锰和钛,而铬、钒、铜等元素的含量极低。除了Fe
3+的吸收峰之外,淡粉紫色翡翠光谱中还存在峰值位于566 nm处的宽吸收带,淡蓝紫色翡翠光谱中存在峰值位于534 nm处的宽吸收带及长波侧625 nm处的肩带,因此,淡粉紫色和淡蓝紫色翡翠分别由Mn
3+和Ti
3+离子致色。
光谱学 颜色成因 光吸收谱 淡紫色翡翠 缅甸 激光与光电子学进展
2019, 56(7): 073001
Author Affiliations
Abstract
1 Gemstone Testing Center, East China University of Science & Technology, Shanghai 200237, China
2 Jewelry College, Shanghai Jian Qiao University, Shanghai 201306, China
3 Research Center of Analysis and Test, East China University of Science & Technology, Shanghai 200237, China
A light purplish red sapphire is heat treated in an airtight crucible. The sample changes little in color after receiving heat treatment at 1100°C, but turns to light blue and blue after being treated at 1200°C and 1300°C, respectively. Before heating, the UV-VIS absorption spectra of the sample are dominated by the 551 nm broad absorption band contributed by the d-electron transition A24→T24 of Cr3+. After heating, the UV-VIS absorption spectra are dominated by the 563 nm broad absorption band contributed by the intervalence charge transfer of Fe2+ Ti4+. The x ray photoelectron spectroscopy test reveals that the Fe2+ and Ti4+ ion contents increase with increasing temperature. The sapphire changing from light purplish red to blue in the heating process is owing to the fact that the Fe2+ and Ti4+ contents grow and the intervalence charge transfer of Fe2+ Ti4+ selectively absorbs UV-VIS light.
300.6550 Spectroscopy, visible 300.1030 Absorption 300.6170 Spectra Chinese Optics Letters
2016, 14(5): 053001
1 华东理工大学宝石检测中心, 上海 200237
2 上海建桥学院珠宝学院, 上海 201306
3 华东理工大学分析测试中心, 上海 200237
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。
光谱学 蓝宝石 拉曼光谱 包体 赤铁矿 石墨 激光与光电子学进展
2016, 53(3): 033004
对缅甸、马达加斯加以及中国云南的红宝石样品进行不同温度制度的热处理,通过热处理前后的光谱特征分析可知,红宝石的主要致色元素为Cr,而Fe、Ti 是红宝石产生蓝紫色调的原因.高温热处理后,由硬水铝石产生的两个红外特征吸收峰1986 cm-1和2123 cm-1消失.Fe 元素的含量对缅甸红宝石的热处理效果有重要的影响；而最高温度的控制是影响马达加斯加红宝石热处理效果的重要因素,其内部黑色钛铁矿会随着温度的升高形成不同的固溶体,这种变化可以在拉曼光谱上明确体现.未经热处理的云南红宝石显示出3310 cm-1的O－H 红外特征吸收峰.光谱学特征分析可以为无损检测红宝石提供可靠的理论依据.
光谱学 红宝石 热处理 马达加斯加 钛铁矿 激光与光电子学进展
2015, 52(8): 083005
1 华东理工大学宝石检测中心, 上海 200237
2 华东理工大学分析测试中心, 上海 200237
利用激光显微拉曼光谱仪，对市场上俗称“鸡血石”的6块产地不同的样品进行测试分析。测试得到6块样品的特征拉曼光谱，可为无损鉴定提供一定参考。临安市昌化镇玉岩山的3块鸡血石样品的“血”为同一种矿物，均为辰砂（HgS）；“地”包括地开石、高岭石、明矾石或石英等不同的矿物成分。临安市潜川镇紫溪村的鸡血石样品“血”为赤铁矿（α-Fe2O3），“地”为纯度较高的地开石。桂林鸡血石样品“血”为赤铁矿，而“地”是硬度较高的石英。贵州鸡血石样品的“血”是辰砂，“地”是黑色、灰色的碳酸盐矿物。各样品测得的X 射线粉晶衍射数据结果与激光显微拉曼光谱数据一致。
光谱学 鸡血石 拉曼光谱 辰砂 地开石 明矾石
华东理工大学材料科学与工程学院超细材料制备与应用教育部重点实验室, 上海 200237
目前市场上的和田玉产自新疆、青海、俄罗斯和韩国等地，分别称为新疆料、青海料、俄料和韩料。韩料是和田玉市场上较新出现的一个品种，目前对其研究还不够系统。通过拉曼光谱、红外光谱(FTIR)、X 射线衍射（XRD）、X荧光光谱（XRF）、扫描电子显微镜(SEM)及偏光显微镜分析等测试系统地研究了韩料和青海料的矿物组成、化学成分和显微结构等方面的特征。测试分析表明两者的主要矿物组成和化学成分极为相似，且主要成分为透闪石，特征拉曼位移为667 cm-1 和1051 cm-1。XRF 显示Fe 含量的高低与颜色的深浅呈正相关。青海料的结晶度明显好于韩料，结构也更细腻、致密，定向性也更好，结构上的差异为和田玉的评价提供了一定的理论依据。
光谱学 结构 和田玉 韩料 青海料 激光与光电子学进展
2014, 51(7): 073002
使用多种测试手段对热处理前后的缅甸深紫色翡翠样品进行测试。物相分析表明其属于硬玉型翡翠，X射线荧光光谱测试证明深紫色区域Mn、Fe含量高于白色区域，电子顺磁共振谱表明Mn 主要以Mn3+形式存在，而非传统观点认为的Mn2+。热处理前后紫外-可见光吸收光谱表明，572 nm 处宽吸收谱带应归因于Fe2+的5A1(5T2)→3T1(3H)跃迁以及Fe2+-Fe3+离子对间的电荷转移，这是紫色翡翠致色的主因。此外，Mn3 +在545 nm 处的6A1(S)→4T2(G)和6A1(S)→4T1(G)电子跃迁叠加是紫色翡翠致色的另一原因。
光谱学 紫色翡翠 电子顺磁共振谱 紫外-可见吸收光谱 致色成因 激光与光电子学进展
2014, 51(6): 063001
