不同颜色尖晶石谱学特征研究
摘 要尖晶石的化学成分为MgAl2O4，尖晶石因为具有不同元素导致呈现出各种各样的颜色。目前，超过200种尖晶石可以通过人工制造，由于尖晶石颜色丰富多样并且是按颜色分类，因此以尖晶石的不同颜色为切入点分析是非常有必要。论文通过对不同颜色天然尖晶石与合成尖晶石的各项谱学特征进行分析探究，了解不同颜色天然尖晶石与合成尖晶石在各种光谱中的差异。论文采用在红外光谱、紫外-可见光光谱、X射线荧光光谱下不同颜色天然尖晶石与合成尖晶石进行探究发现不同颜色天然尖晶石及合成尖晶石的常规宝石学特征基本相似。不同颜色的天然尖晶石与合成尖晶石在红外光谱、紫外-可见光光谱、X射线荧光光谱中有差异，这与不同颜色尖晶石的致色元素及其含量有关。
目 录
1 绪 论 1
1.1 选题目的及意义 1
1.2 研究现状 1
1.3 论文研究内容 2
1.4 研究路线 2
1.5 研究工作量 3
2 常规宝石学检测 4
2.1 测试样品 4
2.2 常规宝石学仪器 5
2.3 结果与分析 5
2.4 小结 6
3 红外光谱检测 7
3.1 仪器原理 7
3.2 仪器与测试条件 7
3.3 实验结果与分析 7
3.4 小结 10
4 紫外可见光光谱检测 11
4.1 仪器原理 11
4.2 仪器与测试条件 12
4.3 实验结果与分析 12
4.4 小结 13
5 X射线荧光光谱检测 15
5.1 仪器原理 15
5.2 仪器与测试条件 15
5.3 测试结果与分析 15
5.4 小结 17
结 论 19
参考文献 20
致 谢 22
绪 论
选题目的及意义
尖晶石的化学成分为MgAl2O4，属于镁铝的氧化物[1]。因为含有镁、铁、锌和锰等各种各样的元素，它们可分为很多种。如铝尖晶石、铁尖晶石、锌尖晶石、锰尖晶石、铬尖晶石等。由于含有不同 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
的元素，尖晶石颜色丰富。不同种类的尖晶石可以有不同的颜色，如镁尖晶石在红、蓝、绿、褐或无色之间；锌尖晶石则为暗绿色；铁尖晶石为黑色等等[2，3]。因此对于不同颜色尖晶石分析很有必要。目前用人工的方法已经可以生产200多个尖晶石品种，而相同颜色人工合成尖晶石与天然尖晶石在谱学特征方面又存在着哪些差异[4]，这些差异是否体通过分析谱学特征体现在致色元素的定性和定量方面。在现代技术发展过程中，宝石鉴定技术与工具日趋增多，也为鉴定方法增添了便捷，因此论文将通过X射线荧光光谱、红外光谱等谱学特征对不同颜色天然尖晶石与不同颜色合成尖晶石进行分析研究，为鉴别尖晶石与其他宝石、天然尖晶石与合成尖晶石提供依据，以及验证尖晶石颜色深浅与元素含量是否有关。
研究现状
现代高科技的发展帮助创造了新的珠宝市场，这与新的合成和人造珠宝有关，并且还优化了宝石处理方法。一些合成宝石与天然宝石之间的差别日趋缩小，一些优化处理宝石的表面及内部特征与天然宝石相差无几，使得宝玉石鉴定中的一些疑难、热点问题应运而生。为了跟进现代市场新优化处理宝石，也为了能够更加便捷方便的解决处理这些复杂尖锐问题，近阶段我国使用了一些外国大型研究分析和更加细致检测宝石的仪器。不容置疑，先进的分析测试技术在宝石学鉴定与研究领域中将发挥出愈来愈重要的作用。通过光谱的研究，人们可以得到关于原子、分子、电子群状态、分子几何形状、化学键的性质、反应动力学等的信息，与此同时，光谱学方法应用在获取物质组成方面的信息，为化学分析提供了多种重要的定性与定量的分析方法[5]。例如吕晓瑜等在《致色元素含量对红宝石谱学及颜色表征的影响》中提出的结论：Cr离子在可吸收光谱产生280nm、408nm与554nm三个吸收宽带，且随着Cr含量逐渐增加，408nm与554nm的吸收带更加宽泛，而Fe离子在280nm、340nm处有吸收宽带，340nm吸收宽带会随Fe离子含量而消失[5]。因此，对于本次研究，主要采取对不同颜色尖晶石谱学研究，利用先进的分析测试技术，分析不同颜色尖晶石在谱学特征方面的差异。
论文研究内容
通过对不同颜色尖晶石谱学特征的研究，可以了解到不同颜色尖晶石在谱学特征测试体现出的差异，以及通过常规仪器测试研究不同颜色尖晶石宝石学特征。了解尖晶石颜色一直以来的发展以及在宝石谱学中的发展和应用。由于尖晶石颜色丰富众多，对于不同颜色尖晶石谱学研究，可以全面了解各个颜色在宝石学中的差异。主要内容如下：
（1）针对不同颜色天然尖晶石及不同颜色合成尖晶石进行折射仪、宝石放大镜、分光镜等常规仪器的检测与分析。
（2）通过对不同颜色的天然尖晶石及合成尖晶石的紫外可见光光谱、X射线荧光光谱以及红外光谱对比研究，分析不同色系尖晶石的差异及呈色原由。
研究路线
论文对不同色系天然尖晶石及不同色系合成尖晶石进行常规宝石学测试，再根据其在红外光谱、紫外可见光光谱、X射线荧光光谱所表现出的结果对比分析，了解不同颜色天然尖晶石与合成尖晶石在谱学特征方面的差异。本文研究路线如图1.1所示。
研究工作量
论文的主要任务以尖晶石的颜色为中心进行展开，主要分为四个部分：第一，收集研究不同颜色天然尖晶石及合成尖晶石实验样品，并完成相关常规仪器的测试；第二，通过红外光谱实验对比不同颜色天然尖晶石与合成尖晶石的红外光谱差异；第三，通过紫外可见光光谱实验对比不同颜色天然尖晶石与合成尖晶石的紫外可见光光谱差异；第四，通过X射线荧光光谱实验对比不同颜色天然尖晶石与合成尖晶石的X射线荧光光谱差异。具体工作完成情况如表1.1
表格1.1 工作量及安排表
序号
工作内容
工作量
完成单位
目 录
1 绪 论 1
1.1 选题目的及意义 1
1.2 研究现状 1
1.3 论文研究内容 2
1.4 研究路线 2
1.5 研究工作量 3
2 常规宝石学检测 4
2.1 测试样品 4
2.2 常规宝石学仪器 5
2.3 结果与分析 5
2.4 小结 6
3 红外光谱检测 7
3.1 仪器原理 7
3.2 仪器与测试条件 7
3.3 实验结果与分析 7
3.4 小结 10
4 紫外可见光光谱检测 11
4.1 仪器原理 11
4.2 仪器与测试条件 12
4.3 实验结果与分析 12
4.4 小结 13
5 X射线荧光光谱检测 15
5.1 仪器原理 15
5.2 仪器与测试条件 15
5.3 测试结果与分析 15
5.4 小结 17
结 论 19
参考文献 20
致 谢 22
绪 论
选题目的及意义
尖晶石的化学成分为MgAl2O4，属于镁铝的氧化物[1]。因为含有镁、铁、锌和锰等各种各样的元素，它们可分为很多种。如铝尖晶石、铁尖晶石、锌尖晶石、锰尖晶石、铬尖晶石等。由于含有不同 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
的元素，尖晶石颜色丰富。不同种类的尖晶石可以有不同的颜色，如镁尖晶石在红、蓝、绿、褐或无色之间；锌尖晶石则为暗绿色；铁尖晶石为黑色等等[2，3]。因此对于不同颜色尖晶石分析很有必要。目前用人工的方法已经可以生产200多个尖晶石品种，而相同颜色人工合成尖晶石与天然尖晶石在谱学特征方面又存在着哪些差异[4]，这些差异是否体通过分析谱学特征体现在致色元素的定性和定量方面。在现代技术发展过程中，宝石鉴定技术与工具日趋增多，也为鉴定方法增添了便捷，因此论文将通过X射线荧光光谱、红外光谱等谱学特征对不同颜色天然尖晶石与不同颜色合成尖晶石进行分析研究，为鉴别尖晶石与其他宝石、天然尖晶石与合成尖晶石提供依据，以及验证尖晶石颜色深浅与元素含量是否有关。
研究现状
现代高科技的发展帮助创造了新的珠宝市场，这与新的合成和人造珠宝有关，并且还优化了宝石处理方法。一些合成宝石与天然宝石之间的差别日趋缩小，一些优化处理宝石的表面及内部特征与天然宝石相差无几，使得宝玉石鉴定中的一些疑难、热点问题应运而生。为了跟进现代市场新优化处理宝石，也为了能够更加便捷方便的解决处理这些复杂尖锐问题，近阶段我国使用了一些外国大型研究分析和更加细致检测宝石的仪器。不容置疑，先进的分析测试技术在宝石学鉴定与研究领域中将发挥出愈来愈重要的作用。通过光谱的研究，人们可以得到关于原子、分子、电子群状态、分子几何形状、化学键的性质、反应动力学等的信息，与此同时，光谱学方法应用在获取物质组成方面的信息，为化学分析提供了多种重要的定性与定量的分析方法[5]。例如吕晓瑜等在《致色元素含量对红宝石谱学及颜色表征的影响》中提出的结论：Cr离子在可吸收光谱产生280nm、408nm与554nm三个吸收宽带，且随着Cr含量逐渐增加，408nm与554nm的吸收带更加宽泛，而Fe离子在280nm、340nm处有吸收宽带，340nm吸收宽带会随Fe离子含量而消失[5]。因此，对于本次研究，主要采取对不同颜色尖晶石谱学研究，利用先进的分析测试技术，分析不同颜色尖晶石在谱学特征方面的差异。
论文研究内容
通过对不同颜色尖晶石谱学特征的研究，可以了解到不同颜色尖晶石在谱学特征测试体现出的差异，以及通过常规仪器测试研究不同颜色尖晶石宝石学特征。了解尖晶石颜色一直以来的发展以及在宝石谱学中的发展和应用。由于尖晶石颜色丰富众多，对于不同颜色尖晶石谱学研究，可以全面了解各个颜色在宝石学中的差异。主要内容如下：
（1）针对不同颜色天然尖晶石及不同颜色合成尖晶石进行折射仪、宝石放大镜、分光镜等常规仪器的检测与分析。
（2）通过对不同颜色的天然尖晶石及合成尖晶石的紫外可见光光谱、X射线荧光光谱以及红外光谱对比研究，分析不同色系尖晶石的差异及呈色原由。
研究路线
论文对不同色系天然尖晶石及不同色系合成尖晶石进行常规宝石学测试，再根据其在红外光谱、紫外可见光光谱、X射线荧光光谱所表现出的结果对比分析，了解不同颜色天然尖晶石与合成尖晶石在谱学特征方面的差异。本文研究路线如图1.1所示。
研究工作量
论文的主要任务以尖晶石的颜色为中心进行展开，主要分为四个部分：第一，收集研究不同颜色天然尖晶石及合成尖晶石实验样品，并完成相关常规仪器的测试；第二，通过红外光谱实验对比不同颜色天然尖晶石与合成尖晶石的红外光谱差异；第三，通过紫外可见光光谱实验对比不同颜色天然尖晶石与合成尖晶石的紫外可见光光谱差异；第四，通过X射线荧光光谱实验对比不同颜色天然尖晶石与合成尖晶石的X射线荧光光谱差异。具体工作完成情况如表1.1
表格1.1 工作量及安排表
序号
工作内容
工作量
完成单位
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