铜铬锆（CuCrZr）作为沉淀硬化合金，以其良好的耐热性、耐腐蚀性以及优异的力学、电学和热学性能而被广泛应用于航空航天、核能化工等领域。然而，CuCrZr是当前激光增材制造（LAM）难成形材料之一，相关研究报道还很有限。本文综述了近年来激光粉末床熔融（L-PBF）制备CuCrZr合金的研究进展，重点探究了绿激光与近红外激光对成形质量的影响规律，分析了热处理及构建方向与微观组织、力学性能的内在联系，并研究了热处理对于电学、热学性能的强化机制。近红外激光制备样品的致密度波动范围大（95.5%~99.9%），绿激光制备样品的整体致密度较低但波动范围较小（96.5%~98.5%），工艺参数仍有优化空间。合金的微观组织和综合性能都存在各向异性，即沿水平方向的晶粒细小，沿垂直方向的晶粒为柱状晶粒。固溶处理会使合金的熔池边界消失并改变晶粒形态，时效处理导致合金产生沉淀并改变晶粒取向。500 ℃左右处理1~2 h的直接时效处理对力学性能的提升最大，时效处理通过降低位错密度、减少热残余应力和促进沉淀物的形成，显著增强了合金的力学性能。对电学、热学性能提升最大的热处理条件为950~1000 ℃的固溶退火处理1 h+500 ℃左右的时效硬化处理1~3 h，这是因为固溶退火+时效硬化处理降低了位错密度和残余应力，并产生了有益的沉淀物。本文总结了L-PBF制备CuCrZr合金的成形行为、微观组织和综合性能的研究进展，并对其研究前景和发展方向进行了展望。

方沸石作为一种工业常见矿物, 在工业中被广泛应用, 方沸石的合成方法也极其成熟, 但可以用作宝石的天然方沸石却在世界范围内都非常少见。 该文讨论对象为湖北大冶矿区产出的天然宝石级方沸石, 旨在为对其进行种类鉴别并阐述其产地特征与鉴定依据。 该产地的方沸石多呈无色透明, 晶型完整者多见, 晶面花纹清晰, 晶体粒径最大可达36 mm, 总体净度较好。 通过背散射电子观察结果确定样品成分均匀, 结合XRD谱图及能谱分析结果计算确定该晶体为方沸石; 内部可见白色包裹体, 具束状结构与一组解理, 电子探针结果计算判断内部包裹体为交代残余结构的的斜钙沸石。 拉曼光谱特征如下: 81、 139、 201和298 cm-1的峰是由沸石的晶格振动导致; 298 cm-1的强峰可能代表金属氧的振动; 491 cm-1的极强峰是由O-Si-O键的弯曲振动导致的; 390、 671 cm-1的峰可能归因于硅氧和铝氧四面体的移位; 1 105 cm-1的一组峰指示硅氧四面体的伸缩振动, 这是天然沸石的典型峰位。 1 624 cm-1的弱峰则代表水的弯曲振动, 3 557 cm-1的强峰代表水的伸缩振动。 样品红外光谱主要表现为: 红外吸收谱线788、 1 259 cm-1是由硅氧四面体的伸缩振动导致的。 1 646 cm-1是由水的弯曲振动导致的; 3 635 cm-1弱吸收是由水的伸缩振动导致的。 部分样品仅可见3 635 cm-1一处吸收, 表明其内部水分子仅以一种形式参与晶格, 可见溶蚀凹坑与绿泥石的样品除3 635 cm-1一处吸收外, 在其左侧均可见吸收但3 635 cm-1强度相对较高, 表明其结构内水分子以多种形式参加晶格且数量稍多, 但总体仍较少。 结合光谱、 成分测试推测湖北大冶宝石级方沸石为高温沉积型方沸石, 交代斜钙沸石成矿, 后期经历了局部绿泥石化。

产于加拿大的宝石级铬钙铝榴石（又称沙弗莱石）, 常具有特殊的绿色团状色带, 其黑色或深绿色的核心往往被边缘的翠绿色色带包围, 形似“蛙卵”。 为了探究加拿大具“蛙卵”状色带沙弗莱石的宝石学性质以及谱学特征, 通过常规宝石学测试、 LA-ICP-MS、 紫外-可见-近红外光谱、 拉曼光谱对该区样品进行了系统研究, 旨在探明色带的颜色成因以及不同色区成分和谱学的变化。 化学成分分析表明, 加拿大沙弗莱石均以钙铝榴石成分为主（核部: Grossular>55.64 mol%; 边缘: Grossular>83.90 mol%）, 但不同颜色区域的Cr2O3含量存在明显差异。 在色带中心的深色核心区域呈现较高的钙铬榴石成分（Uvarovite平均为21.49 mol%）, 其中黑色的核心还具有较高的Ti含量（TiO2>1.9 Wt%）。 除此之外, 样品还均含少量的Fe以及微量的V, Mg和Mn。 紫外-可见-近红外光谱研究表明, Cr为主要的致绿色元素、 Fe为致黄色元素。 位于蓝紫区435 nm左右和红区603 nm左右的吸收带主要是由于Cr3+所致。 700 nm左右出现的双峰可作为区别V3+的Cr3+特征峰。 Fe3+在370 nm左右产生吸收峰, 同时对蓝紫区435 nm处的吸收带也有贡献, 1 220 nm处宽缓的吸收带是由Fe2+所致。 通过分析Fe2O3与Cr2O3+V2O3含量比值能够有效地区分不同绿色调的钙铝榴石。 当Fe2O3与Cr2O3+V2O3的比值小于或在1.61附近时, 常显示较为纯正的翠绿色色调; 当Fe2O3与Cr2O3+V2O3的比值在2.71附近时, 常显示黄绿色色调; 当Fe2O3与Cr2O3+V2O3的比值在4.38附近时, 常显示绿黄色色调。 拉曼光谱分析表示, 样品中黄绿色至翠绿色区域均显示出典型的钙铝榴石谱。 800～1 100 cm-1之间的拉曼峰主要是由［SiO4］四面体的伸缩振动引起的; 400～700 cm-1之间的拉曼峰主要是由［SiO4］四面体的弯曲振动引起的; 400 cm-1以下的拉曼峰主要是由晶格振动引起的。 通过样品不同色区的拉曼光谱与天然钙铬榴石拉曼光谱的对比表明, 从样品的边缘至黑色核心, 随着矿物结构中Cr3+含量的增加会导致拉曼峰位发生规律性的偏移。

广西大化和贵州罗甸软玉是近年来我国南方具有一定开采规模的软玉品种, 两个产地的软玉矿地理位置较接近, 软玉品种既有相似性也有差异。 为了对比研究两个产地的软玉品种的光谱学特征及颜色成因, 针对产自广西大化和贵州罗甸的玉石样品进行了宝石学常规测试、 傅里叶变换红外光谱、 激光拉曼光谱和激光剥蚀等离子体质谱等现代谱学仪器测试。 研究发现: 红外光谱仪测试结果显示大化软玉样品出现1 033, 932, 771, 699, 524, 490和427 cm-1的吸收峰, 罗甸软玉出现1 032, 932, 773, 700, 525, 490和426 cm-1的吸收峰, 其中1 033, 1 032和932 cm-1附近较尖锐的吸收谱带归因于O—Si—O的反对称伸缩振动、 O—Si—O对称伸缩振动和Si—O—Si反对称伸缩振动; 773, 771, 700和699 cm-1附近的吸收谱带是由Si—O—Si的对称伸缩振动导致的。 525, 524, 490, 427和426 cm-1附近的吸收谱带由Si—O的弯曲振动和M—O晶格振动导致。 不同于前人的研究结果, 该研究在大化软玉样品的红外光谱中发现了850 cm-1附近的肩状吸收带, 推测是样品中少量的透辉石所致。 通过激光剥蚀等离子质谱仪分析大化软玉的主要化学成分为SiO2（58.91%）, MgO（25.77%）和CaO（13.67%）; 罗甸样品的主要化学成分为SiO2（57.07%）, MgO（24.85%）和CaO（17%）, 钙含量较大化软玉稍高, 两个产地的软玉样品中还含有少量的FeO, MnO, Al2O3, Na2O, K2O, P2O5和TiO2, Mg/Mg+Fe值大化样品的平均值为97.3%, 罗甸样品的平均值为98.8%, 证实两地软玉主要矿物均为透闪石, 罗甸软玉样品中V的含量随着青色调的加深而上升, 故认为V对罗甸软玉的青色调有贡献。 研究了大化青玉的致色离子, 大化软玉样品中Cr和Fe的含量随着青色调的加深而上升, 认为Cr和Fe是大化青玉致色的原因。 利用稀土元素特征值的差异, 可以很好地区分两个产地的软玉, 并且通过产地示踪树状图, 可以有效地判定目前国内已知不同产地来源的软玉。

南红玛瑙是玛瑙中比较特殊的品种, 因其温润的质地和鲜艳的颜色被广大消费者接受。 云南保山南红玛瑙原石中常出现一种在外侧透明且与内侧分界明显的特殊条带, 在研究南红玛瑙时较少有提到这种条带。 采用显微激光拉曼光谱、 场发射扫描电镜来对此条带展开分析, 测试结果表明拉曼光谱中外侧（Ⅰ区）与内侧（Ⅱ区）区别在于503 cm-1峰的强弱变化和400 cm-1峰的分裂程度变化。 两个样品结果都显示503 cm-1峰强从外到内呈现逐渐减少直至消失以及400 cm-1峰在Ⅰ区和Ⅱ区规律性变化。 503 cm-1拉曼峰代表一种二氧化硅中间相矿物——斜硅石, 说明从外到内斜硅石的含量逐渐降低直至消失。 400 cm-1分裂峰396和402 cm-1的分裂程度随着503 cm-1峰强的减弱其分裂程度增强, 而400 cm-1的分裂程度差异反映玛瑙的结晶程度, 因此结晶程度与斜硅石的含量存在一定的相关性。 选取YND-6#2进行计算斜硅石的含量, 通过模拟I（503 cm-1）/ I（465 cm-1）峰强度比值与斜硅石含量的关系函数, 计算得到斜硅石含量最大值为11.67%, 表明其形成为非蒸发环境。 扫描电镜结果表明从Ⅰ区到Ⅱ区颗粒的尺寸增加、 排列的有序程度增加、 自形程度增加, 表明从Ⅰ区到Ⅱ区结晶程度增加, 综上得到南红玛瑙特殊条带内斜硅石含量的规律变化和结晶程度的变化以及Ⅰ区与Ⅱ区微观形貌差异和外观差异表明其为不同的生长阶段。

琥珀是一种天然有机宝石, 普遍具有荧光现象。 利用三维荧光光谱分析技术, 以缅甸琥珀为研究对象, 探讨了不同品种缅甸琥珀的荧光峰分布特征, 并初步判断了血珀荧光峰红移的原因。 结果表明, 在长波紫外光照下呈强蓝白色荧光的缅甸金珀、 棕珀, 三维荧光光谱中均含有一个荧光峰, 荧光峰范围约在λex350～400 nm/λex400～450 nm, 荧光主峰位于λex360 nm/λem425 nm, 荧光强度大。 在长波紫外光照下呈弱土黄色荧光的缅甸血珀, 三维荧光光谱中荧光峰范围约在λex420～520 nm/λem500～580 nm, 荧光峰分散呈多个小峰分布, 荧光强度小。 在氧化条件下加热金珀样品得到烤色“血珀”并对比加热前后的三维荧光光谱特征, 发现烤色“血珀”的荧光峰较加热前红移, 荧光峰范围由λex350～400 nm/λex400～450 nm红移至λem480～530 nm/λem 520～570 nm, 荧光强度极小, 与天然血珀的荧光特征一致。 结合红外吸收光谱测试, 氧化作用使血珀及烤色“血珀”分子结构中含氧基团羰基CO浓度升高, 羰基CO作为强助色基团, 浓度升高与吸收强度增加使琥珀产生红色外观; 同时作为得电子取代基, 羰基CO会取代分子结构中的H原子与具有未键合的杂原子相连, 产生n→π*1跃迁, 使血珀荧光强度减弱甚至消失, 同时荧光峰向长波长方向移动。 三维荧光光谱能够快速有效地表征缅甸琥珀的荧光现象, 为研究琥珀荧光特征与分子结构提供新依据。

近年有发现缅甸琥珀具有特殊的变色和“留光”效应, 因其品种的稀有和珍贵, 具有极高的商业价值和研究价值, 而关于此类缅甸琥珀的颜色成因研究未见相关报道。 笔者对缅甸变色效应琥珀、 “留光”效应琥珀以及不变色普通琥珀样品进行了宝石学常规测试包括: X射线荧光光谱仪(XRF)、 X射线粉晶衍射仪(XRD)、 红外光谱仪、 紫外可见分光光度计的测试, 以探索缅甸“留光”效应和变色效应琥珀与普通琥珀的差异性, 为缅甸琥珀“留光”效应和变色效应的颜色成因机理提供依据。 研究结果如下; (1)XRF物质成分分析显示: 缅甸“留光”效应琥珀含有较高的硫(S)是普通琥珀的4倍之多, 较高的钙(Ca)元素含量接近普通琥珀含量的6倍; (2)XRD物质结构分析显示: 缅甸变色效应琥珀在150有尖锐的特征峰, 而普通琥珀没有; (3)紫外光谱图中: 缅甸变色效应琥珀在210和447 nm有独特的吸收峰, 其他种类琥珀没有; (4)五颗琥珀样品的红外光谱吸收峰相同, 显示其来自同一个产地缅甸。 具有特殊光学效应的琥珀可能与缅甸琥珀形成的地层温压环境和地质年代有关, 由于氧化程度高埋藏时间长, 导致某些缅甸琥珀内部微结构以及微量杂质元素发生变化, 以致出现一系列的特殊光学效应。

以市场上铅玻璃充填红宝石为研究对象, 对其充填量的特征进行了相关研究。 测试了其常规宝石学参数, 包括: 折射率、 偏光性、 紫外荧光、 可见光谱等。 同时利用微照相、 X射线荧光光谱仪、 红外光谱仪对其充填量特征进行深入研究。 样品的宝石学常规参数通过多次测试求其平均值得到最终结果。 经分析, 充填处理过的样品与天然红宝石的宝石学参数相吻合, 少数几颗在偏光测试中呈现出全亮, 这可能与充填物集中于台面分布有关。 X射线荧光光谱显示样品中铅的峰高而且峰形尖锐, 说明充填量多而明显。 同时利用显微放大观察了所有样品的充填量的内外部特征并进行了对比研究, 发现其充填内外部特征表现为充填裂隙、 凹坑、 气泡、 雾状结构的充填物、 蓝色闪光效应和充填空洞, 且充填量越多, 这些充填特征越明显。 通过对比台面以及底面充填裂隙的大小、 形态和数量; 内部充填气泡多少和大小形态; 暗域漫反射照明下黄色充填物的明显程度和分布面积; 蓝色闪光效益的明显程度可以来区分不同样品不同充填量的差别。 红外光谱测试结果显示3 424, 2 920, 2 851以及2 600 cm-1处的吸收峰, 2 920cm-1为硬水铝矿的吸收峰, 2 851 cm-1为红宝石其他内含物的吸收峰。 3 424和2 600 cm-1为典型铅玻璃充填物的指示峰, 其中3 424 cm-1为充填物水分子的振动吸收峰, 2 600 cm-1为Si—OH的吸收峰。 研究发现若以2 600 cm-1充填物特征指示峰为例, 样品的充填量不同, 该峰的峰形强度以及峰高也不一样。 以2 600 cm-1充填物特征吸收峰为标准, 得出不同样品的此峰高值的柱状图, 因峰高值与充填量成正比关系, 所以此峰高图可以指示得出充填量的变化量。 通过图对比看出样品R-6较R-3峰高值较低, R-3峰高值较R-5低, R-5峰高值最高, 说明R-6充填量较R-3充填量较少, 而R-5充填量最多, 这与前面显微放大观察大部分结论相符合。 通过以上研究与分析, 可以得出铅玻璃充填物基本不影响红宝石本身的宝石学参数特性, 且其分布内外部充填特征基本上可以区别充填量的多少, 但对于充填都过于严重的红宝石却具有局限性。 红外光谱在一定程度上弥补了这个缺陷, 通过对充填物指示峰的峰高计算可以区分充填量之间的微小差别。 这也在一定程度上为铅玻璃充填红宝石的定量分级打下来基础。