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1、摘要:藍色托帕石的鑒定相當閑難,以前還沒冇成功的辦法。研究衣明天然的藍色托帕石的陰極發(fā)光比各種方法處理的藍色托帕石強23倍,這一特征可以作為快速、無損、可重復的鑒別天然和處理藍色托帕石的標志。1.導言藍色托帕右通常為天藍色,常帶一點灰或綠色色調,色彩漂亮、似海藍寶右。市場上許多藍色托帕石是將無色或淺色托帕石經過輻照改色處理的。經人工輻照改色的托帕石顏色穩(wěn)定、在高溫、低溫下較長時間存放及在酸、堿、鹽中浸泡均未見色彩有任何變化。與天然藍色托帕石比較,改色前后除顏色發(fā)生變化外,其碩度、比重、折射率、雙折射率等物理和化學性質
2、完全一?致。目前,尚未找到罄定輻照處理藍色托帕石的常規(guī)寶石鑒定方法??梢娙绾窝杆?、簡便、準確的區(qū)分天然藍色托帕右與輻照處理藍色托帕右成為當今珠寶檢測的難點。木文通過對天然與輻照處理藍色托帕右陰極發(fā)光特征的研究,探索藍色托帕石無損鑒別的冇效手段。2實驗樣品和實驗方法2.1實驗樣品實驗所用的樣品分三種類型:天然藍色托帕石(9粒);天然無色托帕石(4粒)和輻照處理藍色托帕右。輻照處理藍色托帕石冇電子輻照處理的瑞士藍托帕石1粒,和屮子輻照處理的倫敦藍托帕石3粒。2.2實驗方法川BY-1陰極發(fā)光儀,激發(fā)和觀察樣品的陰極發(fā)光圖像
3、,并用美國OceanOptics的USB2000型CCD多通道光譜儀(圖2-1)采集陰極發(fā)光的光譜。實驗條件為:加速電壓-10Kv左右,電流1mA左右,電子束光斑直徑2-4mm。陰極發(fā)光(Cathodoluminescence,CL)是通過電子束轟擊樣品使Z發(fā)光,基本原理是:陰極射線管發(fā)出具有高能量的加速電子聚焦在樣品表面,由于電子束貝有比紫外線更高的能量,激發(fā)力更強,可以使許多在紫外線下沒有熒光的寶石,也具有明顯的陰極發(fā)光。寶石陰極發(fā)光的實驗耍注意:⑴為防止樣品山于過熱而出現破損,電子束不能長時間的打在樣品上。(2
4、)對于切工好,內反射強的樣品,采集光譜時一定要注意采集樣品表血發(fā)光光譜而不是經內部光學反射折射后的光譜。(3)汕污的陰極發(fā)光會造成實驗結果的較人偏差,因此實驗前耍注意用酒精淸洗寶石表面的汕污。(4)實驗后如果樣品產生黃褐色污染,可用鉆石粉擦洗來清除。3托帕石的陰極發(fā)光特征及H意義實驗衣明各種類型的托帕石的陰極發(fā)光顏色人致相同,都呈藍色熒光,但是發(fā)光的強度和起始激發(fā)電壓存在顯著不同的特征:3.1陰極發(fā)光顏色在高壓-9.5—10.5Kv,電流0.95—1.05nv的實驗條件下,天然藍色托帕石的陰極發(fā)光為屮等強度的藍色;
5、天然無色托帕右的陰極發(fā)光為弱一中等強度藍色;輻照處理藍色托帕右的陰極發(fā)光為微弱的藍色,往往只冇棱角處受到電子集中轟擊的部位才可見發(fā)光(圖3)。圖1天然藍色托帕石圖2天然無色托帕圖3輻照處理藍色托帕石石3.2陰極發(fā)光光譜特征(1)各種類型的托帕石的陰極發(fā)光光譜均為寬緩的曲線,發(fā)光峰的主波長位于492nm,這也是托帕石呈現藍色熒光的原因,不同類型的托帕石的發(fā)光光譜沒冇可識別的峰形區(qū)別(圖4)。(2)但是,天然的藍色托帕石的發(fā)光強度繪人,發(fā)光峰的強度在4050計數;無色托帕石的發(fā)光強度次Z,發(fā)光峰的強度在25-30計數;不
6、論什么方法處理的藍色托帕石的發(fā)光強度最弱,發(fā)光峰的強度低于15計數,即發(fā)光強度要比天然藍色的托帕石小3倍(圖3-4)o圖10天然藍色、無色、輻照處理藍色托帕石陰極發(fā)光光譜對比3.3起始激發(fā)電圧特征實驗還發(fā)現,在電子書的轟擊下天然托帕石(不論藍色或打無色)容易發(fā)光,初始熒光的激發(fā)電壓僅在4—5Kv之間。而輛照處理藍色托帕石的激發(fā)電壓明顯較高,在6—7KvZ間,與處理托帕石發(fā)光性較弱的特點是一致的。同時也說明,天然托帕石的陰極發(fā)光機制與處理藍色托帕石有所不同。3.4托帕石的紫外熒光特征川貝有長波365nm和短波254nm
7、的標準珠寶鑒定紫外燈測定托帕石的熒光農明,部分天然藍色托帕石的紫外熒光較強,長波下為屮等強度黃綠色熒光,短波下呈弱黃綠熒光。但是,另一些樣品的紫外熒光很弱,茯至沒有熒光。這是和輻照處理藍色托帕石的紫外熒光特征相似。4、鑒定藍色托帕石的新方法4.1實驗結果討論(1)實驗表明,托帕石陰極發(fā)光普遍較弱,發(fā)光的顏色也一致,只是天然藍色托帕石陰極發(fā)光強度明顯強于輻照處理的藍色托帕右。這一區(qū)別在陰極發(fā)光顯微鏡下可以很容易的識別,尤其是采用對兩者進行發(fā)光對比的辦法時更為準確冇效。(2)發(fā)光亮度的區(qū)別也可以通過對陰極發(fā)光光譜的測定來
8、定量地區(qū)別。夭然藍色托帕石陰極發(fā)光札I對強度要比輻照處理藍色托帕石陰極發(fā)光大2-3倍,分界十分的明確。(3)輛照處理藍色托帕石熒光一般無熒光或很弱的熒光,而多數天然藍色托帕石紫外熒光較強,也是很方便和有效的鑒別特征。4.2鑒定的方法利流程根據以上的討論,對藍色托帕石的鑒定可以采用的辦法是:(1)準備己知的天然藍色托帕石和處理的藍色托帕石標本各一