高压高温处理和辐照处理钻石的发光性及荧光光谱特征

采用宽频诱导发光仪(GV5000)、钻石观测仪(DiamondViewTM)对经高压高温处理和辐照处理的天然及CVD合成钻石进行荧光图像观察以及荧光光谱测试分析,结合光致发光光谱研究结果表明,经同一处理方法的钻石的发光性特征具有一致性,经高压高温处理的Ⅰa型天然钻石均呈现黄绿色荧光,荧光光谱具有460,520nm两处发光峰;经辐照处理的Ⅰa型天然钻石均呈现蓝色荧光,荧光光谱可见450nm处发光峰,部分还具有830,884nm处弱发光峰;经辐照处理的CVD合成钻石呈现绿色-褐绿色荧光,荧光光谱可见488、620、741、786、895nm处发光峰。不同处理方法、外观颜色相近的钻石,可通过荧光图像观察和荧光光谱分析进行判别。     

美国Lotus Colors钻石公司橙红色—紫色改色处理钻石的光谱特征

彩色钻石的大众接受度不断加深,改色实验和理论研究也不断进步,目前已经可以通过优化处理得到各种颜色的钻石。以Lotus Colors公司出借的39颗橙红色—紫色改色钻石作为研究对象,分析其宝石学特征和光谱特征,推测其致色原因和处理方法。通过长、短波紫外荧光、显微红外反射光谱、显微紫外-可见反射光谱、光致发光光谱对这批改色钻石的类型、致色原因、处理工艺等进行探究,结果显示,样品的荧光与天然钻石的荧光具有差异,长波紫外荧光下具白垩色外观,呈现多种颜色组合,红外光谱测试后划分为Ⅰa型和Ⅱa型,具有辐照退火处理后的H1a、H1b、H1c特征峰,紫外-可见光谱和光致发光光谱下可见明显的N-V中心,部分样品紫外-可见光谱还能检测出微弱的H3、H4中心、GR1中心,推测其应该经过多重处理工艺,由N3中心与(N-V)~0、(N-V)~-中心共同导致非常饱和的橙红色—紫色的外观。     

一颗辐照处理绿色Ⅱa型钻石的鉴定特征探讨

平均每一万颗钻石中才有一颗彩色钻石,而在彩色钻石中绿色钻石非常稀少,颜色能够达到艳彩级别的更是十分罕见。绿色钻石的成因主要有四类,其中最为常见的是辐照,并且该种成因致色的钻石的红外类型包括Ia型和Ⅱa型,但在实际检测中,天然辐照Ⅱa型钻石极为罕见。在NGTC深圳实验室发现Ⅱa型绿色钻石样品,这引起了检测人员的注意,经过检测,判定其为辐照处理钻石。通过测试样品的红外吸收光谱、紫外—可见近红外吸收光谱和光致发光光谱等特征,发现样品在741nm处呈现出较强的吸收,并且伴随着红区的一段宽吸收;在近红外光谱上可见9280cm~(-1)的强吸收峰;在光致发光光谱上可见3H发光峰(503.4nm),并伴随着540.7nm发光峰。     

ⅠaAB型天然钻石复合处理实验

基于钻石在复合处理(辐照和高压高温处理)过程中的色心转变,在一定的处理工艺条件下,对25粒ⅠaAB型天然钻石进行复合处理,辐照处理后钻石呈浅蓝色、蓝绿色、绿色,复合处理后钻石呈金黄色和褐黄色。采用红外光谱仪,USB4000光纤光谱仪对复合处理前后的实验样品进行测试,发现复合处理前后钻石样品的红外光谱没有明显变化,钻石的类型没有改变,辐照处理后样品的紫外-可见吸收光谱在500~750nm的透光率减弱,750~800nm的透光率有所增加,辐照产生了741nm处的吸收凹谷,复合处理后,由辐照产生的辐照损伤心741nm消失,复合处理后钻石样品在500~800nm的透光率增加,表现在肉眼可以观察到钻石的亮度有所提高。     

合成钻石处理成红色钻石的机制及其特征

钻石的联合处理已成为钻石改色处理的主要手段之一,红色钻石一直是研究者希望通过联合处理得到的钻石品种。基于联合处理过程中的色心转变,对15颗Ib型高温高压合成钻石样品进行辐照和高温高压联合处理,得到了一系列红色钻石。合成钻石样品经过辐照处理后颜色具有黄绿色调,辐照和高温高压联合处理后变成了红色、紫红色、橙红色,其红色的产生与(N-V)-色心有关。采用傅里叶红外光谱仪以及USB4000光纤光谱仪对比分析合成钻石样品处理前、后的红外光谱和紫外-可见光谱,得到此类改色钻石的鉴定特征。红外光谱测试结果表明,本次实验样品处理前、后钻石的类型没有发生变化。辐照后样品的紫外-可见光谱在741nm处有吸收峰;辐照和高温高压联合处理后样品在紫外-可见光谱中637nm处的吸收峰,400~450nm范围内的吸收以及550nm左右的吸收峰均可以作为辐照和高温高压联合处理红色钻石的鉴定特征。     

蓝色荧光对钻石颜色分级的影响

采用USB4000光纤光谱仪,在D65参照光源的条件下,测量各个色级不同荧光强度钻石样品的CIE1931色品坐标和主波长,根据色度学原理计算钻石样品的兴奋纯度和亮度纯度。结果表明,对于不同色级而相同荧光强度的钻石,随着色级的降低,钻石的主波长递减,兴奋纯度和亮度纯度递增,即钻石的颜色饱和度增加;对于同一色级的钻石,随着荧光程度的增加,钻石的主波长递增,兴奋纯度和亮度纯度呈减小趋势,强荧光至弱荧光可使钻石的兴奋纯度和亮度纯度上升1到2个色级,即不同程度的钻石荧光可使钻石颜色提升1～2个色级。     

电子束辐照对干枸杞生虫及品质的影响

利用电子束辐照,研究辐照对干枸杞品质的影响,确定干枸杞辐照杀虫工艺剂量。采用电子辐照加速器对干枸杞进行辐照处理,研究不同剂量辐照对干枸杞复水比、生虫率、颜色以及还原糖、类胡萝卜素等理化指标含量的影响。结果表明：辐照处理后干枸杞复水比显著低于未经辐照的干枸杞。电子束辐照处理可显著抑制干枸杞的生虫率,且辐照剂量越高对生虫率的抑制效果越显著;辐照剂量为4~8 kGy时,直至试验结束未曾出现生虫枸杞,辐照剂量为2 kGy试验结束时生虫率为0.57%,皆显著低于未经辐照干枸杞的0.97%。剂量≥8 kGy时,干枸杞L*、a*、b*均显著低于未经辐照的干枸杞。辐照对干枸杞还原糖、枸杞多糖含量显著上升,对可溶性糖、游离氨基酸无明显影响,当辐照剂量≥8 kGy时干枸杞类胡萝卜素、黄酮含量明显下降。综上所述,干枸杞的电子束辐照剂量应在4~8 kGy范围内。该剂量范围内能有效抑制干枸杞生虫,且最大程度保持干枸杞原有的食用品质。     

彩色历史名钻鉴赏

钻石,化学成分为碳,一般无色透明或微带黄色,晶莹剔透,有“宝石之王”的美称。现代宝石学根据钻石中所含氮元素的不同,将钻石划分为两种类型,即Ⅰ型钻石和Ⅱ型钻石,每一类型钻石中又可进一步划分为Ⅰ a、Ⅰ b和Ⅱ a、Ⅱ b等类型。天然钻石中,绝大多数都是Ⅰ a型钻石。由于钻石中含有不同的微量元素或色心,可使钻石呈现出不同的颜色,因此,钻石除了无色透明者外,自然界还存在有一些颜色鲜艳的彩色钻石,如红色、紫红色、粉红色、蓝色、绿色和金黄色等,彩色钻石又被称为“艳钻”。由于“艳钻”格外美丽,且更为稀有,因此又被誉…     

电子辐照紫晶的宝石学特征

对东非紫晶、玻利维亚紫黄晶和合成紫黄晶样品进行电子辐照处理,对比观察电子辐照前后紫晶样品的紫外-可见光谱、中红外吸收光谱,分析辐照处理前后紫晶的宝石学性质变化情况及致色机理。实验表明,电子辐照处理能够有效加深特定区域的紫晶颜色,具体表现为:随着辐照剂量增加,可见光区540 nm吸收峰增强。电子辐照处理导致东非紫晶的紫外光区221 nm吸收峰向228 nm移动;所有紫晶在中3 614 cm~(-1)处的吸收峰向3 620～3 623 cm~(-1)移动,这些光谱特征具有宝石学鉴定意义。对热处理褪色紫黄晶的辐照处理可令紫色恢复并浓集在布儒斯特纹处,进一步证实紫晶中Fe元素的分布具有方向性。Fe元素占位对紫晶致色意义重大,中红外光谱范围内探测到的结构水的吸收峰与颜色之间缺乏相关性。     

用电子辐照改善绿柱石的颜色

无色绿柱石经电子辐照可变成蓝绿色。正常光和异常光振动方向的光谱都表明其颜色可能是蓝色和黄色发色团所致。蓝色发色团是亚稳定态“Maxixe 型”色心。黄色是由于三价铁和氧配位体之间电荷的转移造成的,黄色是稳定的。