扩散处理合成蓝宝石的特征及其扩散机制

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• 责任者：亓利剑^c中国地质大学（武汉） ; 曾春光 ; 曹姝旻
• 刊名：宝石和宝石学杂志
• 出版年：2006
• 卷期：8^b3总31
• 关键词：蓝宝石 ; 矿物合成20^a宝石学 ; 颜色 ; 机制30^a扩散处理
• 页码：4～9,插1
• 索书号：P431.806/976-1
• 图表：^c表3参9插图
• 分类号：0200
• 文摘期号：2007/08

摘要

以焰熔法合成无色蓝宝石为基体、采用Fe和Ti化合物为渗色剂、在超高温条件下进行扩散处理的合成蓝宝石近期出现在国内外珠宝市场上。采用EPMA、FTIR、UV‐VIS等分析测试方法,对扩散处理合成蓝宝石的宝石学特征及其扩散机制进行了测试与研究。结果表明,扩散处理合成蓝宝石渗层的主要化学成分ω(FeO_T)为1.69%～1.02%,ω(TiO₂)为0.57%～0.39%,其横断面上FeO_T和TiO₂化学配比极不均匀,化学成分自外向内呈现较明显的分带现象;Fe²⁺/Ti⁴⁺荷移是导致扩散处理合成蓝宝石中VIS吸收光谱b带(573～578 nm)形成并呈色的主要原因,当ω(FeOT):ω(TiO₂)≤3:1时,有利于维持渗层中Fe²⁺/Ti⁴⁺荷移的基本配比关系,从而形成蓝色渗层;扩散处理合成蓝宝石的红外吸收光谱中,一组由v(OH)伸缩振动致红外吸收弱谱带分别出现在3 371,3 309,3 231 cm^-1处,并伴有v(NH)伸缩振动致3 186 cm^-1红外吸收弱谱带;此外,扩散处理合成蓝宝石的刻面上残留不规则的网状淬火裂纹及热蚀凹坑,内部存在气泡或气泡群,在SW下发出强度不等且不均匀的蓝白色荧光。研究认为,扩散处理合成蓝宝石中Fe²⁺和Ti⁴⁺离子的微观扩散迁移作用受控于表层空位迁移能、空位扩散系数及空位浓度梯度。