蓝宝石热处理的现状及前景

本文根据蓝宝石的致色机理,总结了蓝宝石热处理的模式及影响因素,给出了现行蓝宝石热处理的实例,结合国内经济发展状况对蓝宝石热处理的发展前景作了展望,并根据相关学科的发展提出了一些建议及设想。     

红外光谱和拉曼光谱在热处理海蓝宝石鉴定中的应用

在适当的热处理条件下,黄绿色绿柱石能够转变为理想颜色的海蓝宝石。天然海蓝宝石与热处理海蓝宝石的价格差异较大,因此探索热处理海蓝宝石的诊断性鉴定特征就显得十分必要。对不同温度下热处理海蓝宝石进行傅里叶变换红外光谱和激光拉曼光谱的测试分析,结果发现,当热处理温度超过400℃后,随着加热温度的升高,在红外光谱中由[Fe2（OH）4]2＋伸缩振动gI起的3233cm叫处吸收谱峰明显减弱,直至消失。5268cm叫附近由水伸缩和弯曲振动}I起合频区的吸收带由尖峰变得宽缓;8700,6818cm叫两处水吸收峰的相对强度也随着加热温度升高而减弱。热处理海蓝宝石Si-0-Si伸缩振动产生的在682,3604cm叫处的拉曼光谱谱峰强度随着加热温度升高逐渐减弱,1070cm“处的拉曼峰强度明显降低。经700℃加热后,拉曼光谱基线明显向上方漂移。这些光谱特征变化对热处理海蓝宝石的鉴定有重要意义。     

缅甸抹谷Baw-mar矿区蓝宝石的热处理及谱学研究

目前缅甸抹谷矿区开采的蓝宝石原石约80%都要经过优化处理才能投入市场,其中主要为热处理。本文对缅甸抹谷Baw-mar矿区蓝宝石进行不同温度制度的热处理,并利用电子探针、X射线粉晶衍射仪(XRD)、紫外-可见-近红外光谱仪、傅里叶红外光谱仪和激光拉曼光谱仪对其热处理前后的谱学特征进行了对比研究。结果表明,1 300℃热处理后所有样品2θ<60°的XRD衍射峰开始向低角度方向偏移,晶胞参数c/a值随热处理温度升高而降低,推测与其晶体结构在高温下发生畸变有关;Baw-mar矿区蓝宝石的主要致色元素是Fe、Ti和V,其中Fe和Ti共同导致其呈蓝色,V使其略带绿色调,部分样品的灰色调主要由Ni所致;热处理后样品中Fe²⁺-Ti⁴⁺荷移增强,Fe²⁺-Fe³⁺荷移减弱,导致585 nm紫外吸收带增强,746和764 nm吸收峰减弱,同时样品颜色变蓝且灰色调减弱;红外光谱中,样品出现1 988、2 123 cm^-1硬水铝石羟基倍频振动吸收峰和3 619、3 696 cm^-1<...     

山东蓝宝石（刚玉）热处理改善研究

本文采用高温热处理法,对山东蓝宝石进行改善实验,其内容主要涉及消除色斑,消除丝状包裹体,减轻蓝宝石发黑（色太深）现象。在此基础上对蓝宝石高温热处理改善机理进行探讨,研究认为：（１）高温环境下通过缺陷传递使晶格中Ｆｅ２＋变为Ｆｅ３＋;（２）恒温时间的变化率为粒径变化率的两倍;（３）降温速率极限为：φ＝ＲＳｆ（Ｔ）ｒ２;（４）改善后蓝宝石总带灰色色调的主要原因是Ｆｅ２＋－Ｆｅ３＋荷移加强和纳米级包裹体数量增加所致。     

红外光谱/扫描电镜等现代大型仪器岩石矿物鉴定技术及其应用

传统的光学显微镜由于分辨率、放大倍数的限制,对于细微颗粒的定性分析不准确,矿物的定量分析存在一定的误差,对纳米-微米级矿物形貌及结构特征的观察束手无策。随着油气勘探及地质找矿的不断深入,需要提供岩石中所有矿物、孔隙及微量元素的信息,因此整合傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电镜的优点,建立以大型仪器为基础的岩石矿物鉴定方法是当前地质工作的需要。红外光谱光谱范围为7500~370 cm-1,能对固、液、气样品中含量高于30%的矿物进行快速、准确的定性分析;主要用于有机质分析,其次还可对部分具有极性键的无机化合物及金属氧化物进行分析。X射线衍射仪能快速地对样品中含量大于15%的矿物进行较为准确的定量分析;现今主要用于各类晶质矿物的定性分析,同时也可对碳酸盐岩矿物等不含水矿物进行定量分析。拉曼光谱仪光谱范围为200~1000 nm,空间分辨率为横向0.5μm、纵向2μm,通过对包裹体进行测试能直接获得成岩过程中的温度、压力、流体成分等信息;目前主要用于流体包裹体成分的测试,其次还可对分子极化度会发生变化的液态、粉末及固体样品进行定性分析。扫描电镜分辨率达到1 nm,能清晰地观察到纳米-微米级矿物的形貌特征及矿物的结构特征;主要用于纳米-微米级的任何非磁性固体矿物的形貌及相关关系的观察。通过大型仪器建立的岩石矿物鉴定方法具有更高的分辨率,显著地提高了岩矿鉴定的精准度,大大拓宽了岩矿鉴定的范围(如鉴定纳米/微米级的矿物、矿物的不同变种等),能够全面、精准地提供岩石矿物的矿物含量和矿物组成、客观准确的成岩作用信息、清晰的矿物微观形貌及结构特征,而且仪器功能相互重叠,测试结果相互验证,保证了测试结果的可靠性。与传统光学显微镜鉴定方法相比,现代大型仪器岩石矿物鉴定技术为揭示矿物间的共生、反应、演化、岩石的成因、沉积/成岩环境等提供了依据,为地质工作提供准确、全面的矿物定性定量、组构特征及成岩作用等信息,为地质工作的顺利完成奠定了坚实的基础。     

山东蓝宝石的包裹体研究

运用激光拉曼光谱、电子探针、包裹体测温等方法,对山东蓝宝石中的包裹体进行分析和测试。发现山东蓝宝石中包裹体数量巨大,裂隙、色带、针状包裹体以及多相包裹体是其主要的特征。其中主要的固体包裹体有锆石、刚玉、黑云母、尖晶石等,而多相包裹体的成分主要为H2O、CO2及玻璃相。电子探针结果显示,Fe的含量对于蓝宝石的颜色及色带的发育有制约作用。     

理学3080E型X射线荧光光谱仪分辨率的改善

通过对理学３０８０Ｅ型Ｘ射线荧光光谱仪第二准直器的改造,使谱仪对ＳＫβ谱线的相对分辨率减少了近２０％,即改造后的谱仪分辨能力提高了近２０％,而且谱峰强度仍保持在较高水平。为开展硫等轻元素化学价态的分析研究与元素谱线互相重叠干扰复杂的试料分析提供了有利条件。     

X射线荧光光谱仪的性能检验

本文介绍了理学3080E型X射线荧光光谱仪性能检验的主要项目,说明了测量方法和技术指标。     

8680X射线荧光仪常见故障的分析及处理

XRF光谱仪在多元素测定及大批量硅酸盐分析中已得到广泛应用。XRF光谱仪能否正常运转,将直接影响科研和生产。本文总结了在多年仪器使用中常见故障及处理方法,现介绍如下,供参考。一、真空系统故障现象:谱仪室真空度降不到16Pa以下,仪器面板“VACCUM”红灯亮到三个不再增加,屏幕显示“真空达不到”,样品自动退出。     

湘东北的海蓝宝石

湘东北海蓝宝石产于含稀有金属花岗伟晶岩中。海蓝宝石呈海蓝色,透明,六方柱状。晶体直径2.5—6cm,长3—12cm,比重2.71,折射率No=1.5827,Ne=1.5750,重折射率为0.0077。晶胞参数a=9.23A,c=9.25A,V=683.27A~3 ,c/a=1.002。海蓝宝石内部含有少量细小的包裹体。     

Galactic orbits of selected companions of the Milky Way

High-accuracy absolute proper motions, radial velocities, and distances have now been measured for a number of dwarf-galaxy companions of the Milky Way, making it possible to study their 3D dynamics. Galactic orbits for 11 such galaxies (Fornax, Sagittarius, Ursa Minor, LMC, SMC, Sculptor, Sextans, Carina, Draco, Leo I, Leo II) have been derived using two previously refined models for the Galactic potential with the Navarro–Frenk–White and Allen–Santillán expressions for the potential of the dark-matter halo, and two different masses for the Galaxy within 200 kpc—0.75 × 10¹² M _⊙ and 1.45 × 10¹² M _⊙. The character of the orbits of most of these galaxies indicates that they are tightly gravitationally bound to the Milky Way, even with the lower-mass model for the gravitational potential. One exception is the most distant galaxy in the list, Leo I, whose orbit demonstrates that it is only weakly gravitationally bound, even using the higher-mass model of the gravitational potential.     

On the spiral structure of the Milky Way Galaxy

We consider a possible scheme of the overall spiral structure of the Galaxy using data on the distribution of neutral (atomic), molecular, and ionized hydrogen. Our analysis assumes that the spiral structure is symmetric, i.e., that the spiral arms are translated into each other via a rotation about the Galactic center by 180° (a two-arm pattern) or 90° (a four-arm pattern). In the inner region, the observations are best represented with a four-arm spiral pattern, associated with all-Galaxy spiral density waves. The initial position is that of the Carina arm, reliably determined from distances to HII regions and from HI and H₂ radial velocities. This pattern continues in quadrants III and IV with weak outer HI arms; from their morphology, the Galaxy should be considered an asymmetric multi-arm spiral. The knee-like shape of the outer arms, which consist of straight segments, may indicate that these arms are transient formations that appeared due to gravitational instability in the gaseous disk. The distances between HI superclouds in the two arms that are brightest in neutral hydrogen, the Carina and Cygnus (Outer) arms, are concentrated near two values, suggesting the presence of a regular magnetic field in these arms.     

Sludge Bulking Property of Membrane Bio-reactor in Albumen Wqastewater Treatment

Albumen wastewater was treated by Membrane Bio-reactor. Sludge bulking property of Membrane Bio-Reactor was investigated in this study through contrast research. When the sludge bulking appeared, the removal efficiency of COD in Membrane Bio-reactor increased slightly under the function of filamentous bacteria. However, the negative effects of the higher net water-head differential pressures,the higher block rate of membrane pore and the great quantity of filamentous bacteria at the externalsurface presented at the same time. Thus, plenty of methods should be performed to control sludge bulking once it happened in Membrane Bio-reactor.     

热处理电气石多功能净水性能

针对目前大部分饮用水存在的卫生安全隐患和健康问题,提出以电气石作为多功能净水剂。经不同温度热处理后,电气石FTIR吸收发生峰强度变弱甚至消失、峰位置移位等现象。低温热处理后电气石可以快速将酸性溶液调节为弱碱性,对强碱性溶液也有调节为弱碱性的趋势。800℃热处理后电气石对氟离子吸附去除率可达64%以上,重金属离子去除率均在96%以上。电气石还可将水分子¹⁷O NMR半高幅宽由102 Hz降低至72 Hz,有效减小了水分子团簇结构,并使水中溶解氧的质量浓度由5.60 mg/L提高到6.11 mg/L。     

干旱地区香梨地土壤温度随不同水分处理的变化

研究不同灌水技术下土壤温度的变化,通过设置不同灌溉制度的处理监测不同土层深度的土壤温度的连日变化。试验结果表明:不同水分处理总体上对5~25 cm土壤温度影响明显,各水分处理对5个深度测得的土壤温度平均值以对照处理最高,微润灌处理最低,滴灌处理居中。说明各个水分处理都能在不同程度上起到增加土壤温度的作用。各水分处理中滴灌处理在各生育期内各土层平均土壤温度最大,微润灌处理在各生育期内各土层平均土壤温度最小,对照处理居中,在各生育期平均土壤温度有所差异,分析表明滴灌处理的增温效果最好。     

热处理红-黄色翡翠的红外光谱分析

红-黄色翡翠是否经过热处理,其价值相差悬殊。随着市场对红-黄色翡翠的需求增加,鉴别其是否经过热处理是目前宝玉石鉴定的难点和热点问题。通过加热实验,利用红外光谱测试技术对加热前、后的红-黄色翡翠样品的红外光谱进行对比分析。结果表明,加热前、后的红-黄色翡翠样品的红外光谱具有不同的特征,主要表现为硬玉结构中OH的四组吸收峰强弱的变化：（1）吸收峰的强变化是在3 000～4 000 cm-1之间的峰型从加热前呈U型到加热后呈V型;（2）吸收峰的弱变化则是谱线略有改变,出现3 622～3 628 cm-1或3 670 cm-1附近的吸收峰,这些特征可作为红-黄色翡翠是否经过加热处理的辅助性诊断指标。     

The sequence of geological events and the dynamics of the Milky Way galaxy

Present‐day galactic data permit the construction of a galactic model in which the galactic gravitational field is described by a gravitational function rather than the Newtonian gravitational “constant” G. The concept of this empirical gravitational function, which is based on galactic orbital velocity data, envisages G as a function of time and space. In this model the interaction of this gravitational function, which has rotational symmetry in the galactic plane, and the slightly elliptical galactic orbit of the solar system results in a systematic variation of G. This interaction specifies a simple galactic time‐scale which can be conveniently compared with events of the geological time‐scale. For reasons of galactic evolution and modifying effects due to suspected changes of mass distributions in the universe with the passage of time, which are classed here under the Dirac‐Jordan Effect, such a comparison is initially restricted to the past 1#fr1/4> cosmic years, or 350 million years. The problems in extending such a comparison to 8 cosmic years are discussed, and such an extension seems promising, but it is hampered by the paucity of geological and geophysical data from the lower Palaeozoic and the Precambrian and the present uncertainties in regard to galactic evolution.

“Worldwide” statistical maxima and minima of the following geological criteria disclose an episodic correlation with the variation of G and the rates of change of G during the past 350 million years, as specified by this galactic model. It is possible to interpret this correlation in terms of accepted geological principles and concepts in most cases. The following geological phenomena are considered in this comparison of the galactic and geological time‐scales for the past 350 million years.

Period boundaries of the stratigraphic system     

大洋锰结核氨浸渣热处理对脱硫的影响

大洋锰结核氨浸渣是锰结核提取有色金属后的残留物,主要矿物成分为菱锰矿,少量的针铁矿、粘土矿物、石英和非晶二氧化硅.锰结核氨浸渣煅烧处理是锰结核氨浸渣制备脱琉吸附剂的关键步骤.本文用XRD、TGA-DTA、SEM、BET-SSA等表征方法研究了大洋锰结核氨浸渣热处理结构演化.结果表明,锰结核氨浸渣主要是菱面体形状的菱锰矿,煅烧产物仍然保持菱面体假象,但是由于菱锰矿分解氧化,在其表面形成大量的网状孔,导致比表面积增大;在30～1000℃的升温过程中,失重主要发生在450～560℃之间;450～500℃空气气氛煅烧后菱锰矿分解并氧化为MnO2;当煅烧温度继续升高时MnO2转化为Mn2O3和Mn3O4;脱H2S实验表明,锰结核氨浸渣480℃煅烧产物脱硫效率最高,1 g煅烧产物可去除的310mg S2-.     

热处理对铁-镁电气石中固有电偶极矩的影响

对产自云南的电气石进行48 h和72 h热处理,然后在室温和液氮温度下对热处理前后的电气石进行X射线单晶结构分析,计算了电气石在48 h和72 h热处理前后X、Y、Z、T和B多面体的固有电偶极矩和单位晶胞的总固有电偶极矩,分析了铁的价态和热处理时间对多面体固有电偶极矩的影响。结果表明,随热处理时间的增加,样品中的Fe2+氧化为Fe3+;室温下,电气石的固有电偶极矩由未经热处理的5.12×10-29 C.m提高到热处理48 h的5.20×10-29 C.m和热处理72 h的5.39×10-29 C.m,液氮温度下,其固有电偶极矩由未经热处理的4.79×10-29 C.m下降到热处理48 h的4.68×10-29 C.m和热处理72 h的4.42×10-29 C.m;热处理电气石样品的固有电偶极矩随着环境温度的降低而减小,并在相同的温度间隔(室温到-100℃)内,固有电偶极矩的改变量随着热处理时间的延长而增大,因此热处理可以提高电气石的热释电性。