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
1 华东理工大学宝石检测中心, 上海200237
2 华东理工大学材料科学与工程学院, 上海200237
采用X射线粉晶衍射(XRD)、 X射线荧光光谱(XRF)、 激光拉曼光谱和紫外可见吸收光谱等方法, 对产自缅甸翡翠矿区的一种类似于绿辉石质翡翠的墨绿色玉石品种进行了化学成分、 矿物成分及谱学特征研究。 XRD表明该玉石主要成分为钠长石与钙长石, XRF测试表明该玉石属于富铁的斜长石亚族, 端元组分在Ab0.731An0.264Or0.004～Ab0.693An0.303Or0.004之间。 利用拉曼光谱对比分析了该玉石与钠长石、 钙长石的谱学特征, 并对各特征谱峰作出指认。 紫外-可见吸收光谱测试表明其墨绿色与所含较高的Fe3+以及Cr3+的d—d电子跃迁有关。
X射线荧光光谱 X射线粉晶衍射 拉曼光谱 斜长石 X-ray fluorescence spectra X-ray powder diffraction Raman spectra Plagioclase 光谱学与光谱分析
2013, 33(5): 1388
华东理工大学材料科学与工程学院, 上海 200237
选用天然黑色海水珍珠、活性超级黑染色黑珍珠、辐照处理黑珍珠和硝酸盐染色黑珍珠，对其进行拉曼光谱测试、紫外可见吸收光谱测试的研究。两项测试表明：拉曼光谱中天然黑色海水珍珠、硝酸银染色和辐照黑珍珠均出现1080 cm-1和699 cm-1文石的特征拉曼峰，辐照黑珍珠荧光背景较强，染料染色黑珍珠的出峰位置与所使用染料的类型有关；紫外可见吸收光谱中，天然黑色海珍珠出现284 nm和357 nm两个吸收峰，染料活性超级黑染色珍珠出现380 nm吸收峰，应为357 nm吸收峰发生红移所致，银盐染色黑珍珠和辐照处理黑珍珠紫外区吸收峰消失。根据拉曼和紫外可见光谱特征，可以快速、无损地鉴定天然黑色珍珠和各种着色黑珍珠。
光谱学 黑珍珠 拉曼光谱 紫外可见吸收光谱 荧光背景 激光与光电子学进展
2012, 49(6): 063002
1 华东理工大学材料科学与工程学院， 上海 200237
2 上海范泛珠宝有限公司， 上海 200237
通过对白色条带的浅粉红色翡翠进行X射线荧光（XRF）光谱、拉曼光谱和紫外可见光（UV-VIS）吸收光谱的测试分析，得出其属于硬玉型翡翠，特征拉曼位移有377，700和1039 cm-1，分别是由Si-O的不对称弯曲振动、对称弯曲振动和对称伸缩振动引起的；粉色调的产生与硬玉晶体结构中［MO6］八面体中心位置的Mn3+有关，产生的吸收峰值位于520 nm宽吸收带；浅粉红色翡翠中还可能存在着微量的致色离子Fe3+，Mn2+和Cr3+，并对它们产生的吸收峰也进行了指派。
光谱学 浅粉红色翡翠 拉曼光谱 紫外可见光吸收光谱 颜色成因 激光与光电子学进展
2011, 48(9): 093002
Author Affiliations
Abstract
1 Gemstone Testing Center, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China
2 Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China
Tourmaline is an important functional and gem material. The current study examines pink, green, and brownish-green tourmalines from Altay deposit. Based on X-ray fluorescence (XRF) quantitative analyses and ultrariolet-visible-near-infrared (UV-VIS-NIR) spectral analyses in combination with annealing experiments, the color center of tourmaline is found to be related to the d-d transitions of ions or the d-d transitions of exchange coupled ions. Annealing treatment affects the color improvement of tourmaline crystals.
电气石 紫外-可见光吸收光谱 色心 退火 300.6170 Spectra 160.2710 Inhomogeneous optical media Chinese Optics Letters
2011, 9(8): 083001
