（海洋地质专业论文）不同有机物充填翡翠红外光谱及其谱峰归属分析.pdf

摘要 摘要 针对翡翠市场造成较大影响的翡翠优化处理及相关产品的鉴定与评价问 题。本文在总结前人相关研究成果的基础上，结合实验研究及测试分析结果， 对不同有机物充填翡翠的工艺过程及其红外光谱谱峰归属进行了分析研究，并 探讨了通过红外光谱谱图来确定有机充填物种类的可行性。研究结果表明：红 外光谱不但可以鉴定翡翠的仿制品，区分a 货翡翠和b 货翡翠，还可以对有机 充填物的种类进行分析鉴定，为准确鉴别充填翡翠中的有机充填物种类，可更 好地了解充填翡翠的物化性能，为丰富翡翠鉴别理论宝库，同时也为更好地发 展翡翠充填技术提供了理论依据，从而使翡翠矿产资源可以得到更好的利用， 满足广大消费者对翡翠饰品的需求，具有良好的社会和经济价值。 通过对不同样品红外光谱谱峰归属的分析，认为翡翠在1 0 6 1 c m 。、9 9 6 c m - 1 、 9 1 8 c m - 1 、8 4 7 c m 1 、7 4 8 c m 1 、6 6 3 c m - 1 、5 8 6 c m - 1 、5 2 0 c m - 1 、4 6 9 c m - 1 、4 3 7 c m - 1 附近有 特征吸收谱峰，其谱峰1 0 6 1 c m - 1 归属于s i - o - s i 引起的不对称伸缩振动，9 9 6 c m - 1 、 9 1 8 c m - 1 、8 4 7 c m _ 1 归属于o s i - o 引起的不对称伸缩振动，7 4 8 c m - 1 、6 6 3 c m - 1 归属 于s i 廿s i 引起的对称伸缩振动，5 8 6 c m - 1 5 2 0 c m 。归属于s i _ o 引起的弯曲振动。 4 6 9 c m - 1 、4 3 7 c m 1 则归属于m _ o 引起的伸缩振动。 红外光谱在2 8 0 0 , - 一3 0 0 0 c m - 1 范围内出现强烈的吸收峰，可以作为判别该翡 翠是有机物充填的证据，而1 2 0 0 , - 一1 8 0 0 c m - 1 以及3 0 0 0 c m - 1 、 3 0 6 1 c m - 1 范围内出现 的弱峰可以作为有机物充填的辅助证据。 充填翡翠的有机充填物在充填前后红外光谱谱峰位置并未发生明显的变 化，因此，对有机物充填翡翠样品在8 0 0 1 7 0 0 c m 1 和2 8 0 0 3 5 0 0 c m - 1 范围内的 吸收峰进行谱峰归属分析可以判断其有机充填物的种类。不同有机物的特征吸 收峰存在明显差异，如：石蜡的主要特征吸收峰为2 9 2 5 c m - 1 、2 8 5 0 c m - 1 、2 9 7 0 c m - 1 和2 8 8 0 c m - 1 ，归属于甲基亚甲基的伸缩振动；环氧树脂的特征吸收峰为3 0 5 3 c m - 1 、 2 9 2 9 c m l 、2 8 7 4 c m - 1 和2 9 6 7 c m - 1 ，3 0 5 3 c m - 1 归属于苯环c - h 伸缩振动，2 9 2 9 c m - 1 、 2 8 7 4 c m - 1 和2 9 6 7 c m - 1 归属于甲基亚甲基的伸缩振动；聚氨酯舯特征吸收峰为 3 3 1 0 c m - 1 、1 7 3 2 c m - 1 、1 6 9 5 c m - 1 、1 6 4 0 c m - 1 ，分别归属于一n h - 与确基团的吸收； 不饱和聚酯的特征吸收峰为1 7 2 1 c m - 1 、1 2 7 3 c m - 1 ，分别归属于c = o 的伸缩振动和 c o - c 的反对称伸缩振动。 摘要 关键词：翡翠，红外光谱，充填处理，聚合物 i i a b s t r a c t n o wt h e r ea r em a n yp r o b l e m sa b o u t 也ee n h a n c ej a d ew h i c hh a v eh i n d e r e dt h e d e v e l o p m e n to fj a d em a r k e t i nt h i st h e s i s ，b a s e do i lt h er e s e a r c ho ft h ep r e d e c e s s o r s a n dt h ea u t h o r sr e s e a r c h , t h ei n l 6 r 砌a b s o r p t i o ns p e c t r ao fd i f f e r e n t p o l y m e r i m p r e g n a t e dj a d e i t e sa n dt h eb e l o n g i n g n e a so fa b s o r p t i o np e a k sh a v eb e e ns t u d i e d f u r t h e rm o r e ，w ea t t e m p t e dt oj u d g et h et y p eo fp o l y m e rf i l lt h r o u g hi n f l a t e d a b s o r p t i o ns p e c t r a t h es t u d yr e s u l ts h o w st h a ti n f r a r e da b s o r p t i o ns p e c t mc a nb e u s e dn o to n l yi nd i s t i n g u i s h i n gp o l y m e ri m p r e g n a t e dj a d e i t e sf r o mc r u d e j a d e i t e s ， b u ta l s oi nj u d g i n gt h et y p eo fp o l y m e rf i l l i to f f e r ss o m et h e o r yr e f e r e n c ef o r j a d e i t e si d e n t i f i c a t i o na n dj a d e i t ef i l l i n gt e e l m i q u e ，w h i c hi sv a l u a b l ei ne c o n o m y a n d s o c i e t y t h es t u d yr e s u l to nt h ei n f r a r e da b s o r p t i o ns p e c t r a ss h o w st h a tj a d e i t eh a s s i g n i f i c a n ta b s o r p t i o np e a k sa r o u n d1 0 6 1 c m q , 9 9 6 c m q 9 1 8 c m q , 8 4 7 c m 1 , 7 4 8 c m 、 6 6 3 c m 1 、5 8 6 e m l 、5 2 0 e m 1 、4 6 9 c m l 、4 3 7 e m 1 ，b e l o n g i n gt ot h eo s c i l l a t i o no f s i - o - s i ，o - s i - o ，s i - oa n dm o t h ee s s e n t i a la b s o r p t i o n 灿a r o u n d2 8 0 0 一, 3 0 0 0 c m 1i nj a d e i t e s i n f r a r e d a b s o r p t i o ns p e c t r ac a nb eu s e da se v i d e n c e st oj u d g et h a tj a d e i t eh a sb e e nf i l l e db y p o l y m e r , w h i l et h ea b s o r p t i o np e a k sp r e s e n ta r o u n d1 2 0 0 1 8 0 0 c m 1a n d3 0 0 0 , - - 3 0 6 1 e r a l 啪b eu s e da sa s s i s t a n te v i d e n c e s w ec a na l s oj u d g et h et y p eo fp o l y m e r 栅b ya n a l y s i n gt h eb e l o n g i n g n e s so f a b s o r p t i o np e a k sw h i c ha r ea r o u n d8 0 0 1 7 0 0 c m la n d2 8 0 0 3 5 0 0 c m 。1i nt h e i n 丘a r e da b s o r p t i o ns p e c t r ao fp o l y m e ri m p r e g n a t e dj a d e i t e s , b e c , a u t h ec h a r a c t e r a b s o r p t i o np e a k sa r eo b v i o u s l yd i f f e r e n tf r o mp o l y m e rt op o l y m e ra n dt h el o c a t i o n o ft h e mi sa l m o s tu n a l t e r e da f t e rt r e a t m e n t f o ri n s t a n c e , t h ec h a r a c t e ra b s o r p t i o n p e a k so fo l e f i na r ea r o u n d2 9 2 5 c m l 、2 8 5 0 e m l 、2 9 7 0 e m 1a n d 2 8 8 0c m 。l ，b e l o n g i n g t ot h eo s c i l l a t i o no fc h 2a n dc h 3 ；t h ec h a r a c t e ra b s o r p t i o np e a k so fe p o x yr e s i na r e a r o u n d3 0 5 3 c m 、2 9 2 9 e m 1 、2 8 7 4 e m 1a n d2 9 6 7 e m ，b e l o n g i n gt ot h eo s c i l l a t i o no f c 6 h 6 、c h 2a n dc h 3 ；t h ec h a r a c t e ra b s o r p t i o np e a k so fp o l y u r e t h a n ea r ea r o u n d 3 3 1 0 e m 1 、1 7 3 2 e m l 、1 6 9 5 e m la n d1 6 4 0 e r a 1 ，b e l o n g i n gt ot h ea b s o r p t i o no f n i l i i i a b s t r a c t l a n d 确；t h ec h a r a c t e ra b s o r p t i o np e a k so fu n s a t u r a t e dp o l y e s t e ra r ea r o u n d 1 7 2 1 c m 1a n d1 2 7 3 c m 。1 ，b e l o n g i n gt ot h ea b s o r p t i o no fc = oa n d ( 2 - 0 c k e y w o r d ：j a d e i t e ，i n f r a r e da b s o r p t i o ns p e c t r a , f i l l i n gt e c h n i q u e ，p o l y m e r 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本：学校有权保存学位论文的印刷本和 电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录 检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关 部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适 当复制论文的部分或全部内容用于学术活动 学位论文作者徘枷叼 砂( 年乡月哆日 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在予互年解密后适用 本授权书。 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 躲穆乡即 7 以年弓月2 尸日 第1 章引言 1 1 翡翠概述 第1 章引言 翡翠是玉石中最为珍贵和稀有的品种，以温润亮丽、富于变幻的色彩和灵 性等独特魅力在玉石中独占鳌头，被誉为“玉中之王一，并列世界七大高档宝石 之一 翡翠名称来源于翡鸟和翠鸟，雄鸟羽毛红艳称为翡鸟，雌鸟羽毛翠绿称为 翠鸟。东汉许慎说文解字称：“翡，赤羽雀也一，“翠，青羽雀也 。而在翡 翠玉石里同样有红色为“翡玉 、绿色为“翠玉一之别。只因地壳里的翡玉甚少， 加上具翠绿色的翠玉又特别美丽，故世人总是习惯性的将“翡翠一用作“翠玉一 的专门名称，且沿用至今，。 1 1 1 翡翠的定义与命名 通过对市场上常见翡翠的矿物组成、岩石类型的研究可知，翡翠是由钠铝 质辉石( 硬玉、绿辉石、钠铬辉石) 和少量钠长石、钠质闪石组成的一种矿物集 合体，其岩石类型主要为钠铝质辉石岩。根据钠铝质辉石岩中端员组分的量比 关系，翡翠又可划分为：纯硬玉岩、纯绿辉石岩、纯钠铬辉石岩及它们之间过 渡类型岩石。在此研究基础上，将翡翠定义为“具有宝石学价值的钠铝质辉石 岩一。 在国际上，宝石名称主要使用矿物学名词，翡翠为玉石名称，不同于矿物 岩石学中的矿物硬玉( j a d e i t e ，在矿物学中一般规定j d 分子应 8 0 5 ， 0 5 时为绿辉石，a 1 ( a l + f e 3 + ) t 0 8 时为硬玉；0 2 时为透辉石。绿辉石是翡翠中一种重要的共生矿物，而且含 量较高，出现的机会较多。 硬玉( n a a l s i 她 ) 是翡翠中最主要的组成矿物，翡翠中硬玉含量最高且硬 玉的化学成分稳定，一般只有少量替代，可以形成较纯的硬玉岩。 霓石( n a f e ls i ：0 5 ) 矿物作为端元组分出现，但作为单矿物在翡翠中出现 不多，而是以霓辉石矿物出现。霓石在自然界中经常有c a 、m g 、f e 3 + 的类质同 象替代，常见的n a f e 3 + - - - c a f e 2 + 异价类质同象替代形成霓辉石( c a 、n a ) ( a 1 、 m g 、f e 2 + 、f e 3 + ) s i 2 q 。 钠铬辉石( n a 、c a ) ( c r 3 + 、a 1 、f e 爷、m g ) s i ：0 6 也是翡翠中的重要组成 矿物，在翡翠中呈黑绿色斑点，为绿色翡翠提供致色元素c r 3 + 的来源。钠铬辉 石业可单独形成钠铬辉石岩，颜色为黑绿色，经常和方解石共生，被商家称为 “干青种一。 2 ) 闪石类矿物 翡翠中闪石类矿物主要为碱质闪石亚族中的蓝闪石、青铝闪石和钠闪石。 闪石类矿物在翡翠中的含量较少，且呈纤维状，有时较难区分。 3 ) 长石类矿物 长石类矿物主要是钠长石，翡翠中钠长石的含量一般较低。目前市场上出 现了许多巴山玉( 又叫8 3 玉) ，其主要矿物就是钠长石，从严格意义上讲它不属 于翡翠的范畴。 上述三大类是翡翠中常见的矿物，如果翡翠受后期蚀变还可出现沸石类矿 9 第2 章翡翠的基本特性 物，沸石主要由钠长石经后期蚀变形成，沸石种类主要有方沸石和钠沸石。后 期低温热液活动或围岩蚀变也可在翡翠中形成绿泥石。经表生作用，翡翠的表 面可形成褐铁矿，红色翡翠的产生多与表生作用有关。n 帕 2 3 翡翠的结构 1 ) 翡翠结构的成因分类 变晶结构( 变质结晶作用) ； 交代结构( 交代作用) ，可分为边缘交代结构、内核交代结构、渗入交代结 构、交代假象结构； 碎裂结构( 碎裂作用) ，可分为碎裂结构、糜棱结构。 2 ) 按粒径粗细划分 粗粒变晶结构( 2 舢) ； 中粒变晶结构( 1 , - - 一2 m m ) ； 细粒变晶结构( o 5 , - - , 1 o 姗) ； 微粒变晶结构( 0 1 - - 0 5 m ) ； 隐晶结构。 3 ) 按相对大小划分 等粒变晶结构； 不等粒变晶结构 4 ) 按晶形划分 粒状变晶结构； 柱状变晶结构： 纤维状变晶结构； 斑状变晶结构。 5 ) 按结晶颗粒之间的结合方式划分 颗粒边界不明显( 锯齿状边界) 如老坑种； 颗粒边界模糊( 弯曲状边界) ，如芙蓉种； 1 0 第2 章翡翠的基本特性 颗粒边界清楚( 直线状边界) ，如豆种。1 1 1 2 4 翡翠的晶体结构特点 翡翠主要由硬玉或以硬玉为主的辉石类矿物构成的矿物集合体。辉石族矿 物中，若阳离子大小相当，则任意占据m 。和地位，若阳离子大小不等，较大的 阳离子( 如n a ，c a ) 优先占据m 2 位，较小的阳离子( 如m g ，f e ，a t ) 占据m 。位。 m 。位为六次配位，配位氧全部为活性端氧( o t ) ，配位多面体接近正八面体。m 。位 的配位多面体形状很不规则，若是m g ，f e ，a 1 等占据，则为六次配位；如果为 n a ，c a 则作八次配位，配位氧为惰性氧( o b ) 。矿物中阳离子成分不同或含量不 同引起m 。和m 2 配位多面体形状大小变化。为适应这种变化，s i - o 四面体链要发 生相应的扭曲，呈折线状链，其曲折程度用链轴角表示。 硬玉晶体结构为单斜晶系，c 一c 2 e , a o - 0 9 4 8 0 - - 0 9 4 2 3 n m ，b o - o 8 5 6 2 - - 0 8 5 6 4 n m , c o _ o 5 2 1 9 0 5 2 2 3 n m ，b = 1 0 7 。5 6 ；z = 4 由三个基本元素 组成：s i - o 四面体、a i - o a 面体和n a - o 配位多面体。晶体结构特点是( 图1 ) 每个 s i - o 四面体均以两个角项与相邻的s i - o 四面体形成单链沿c 轴无限延伸。在s i - o 四面体链上，三个相邻的桥氧之间的键轴角为1 7 4 7 。，它的s i o 四面体链接近 直线，是最接近于理想的直链。因此在辉石族矿物中，硬玉链轴角为最大，硅 氧四面体链最直。s i - o 链与链之间靠x 、y 阳离子连接，链间的两种大小不同的 空隙为m 。和m ：位。硬玉的m 。位几乎全部为n a ( 实际中常有c 矿等离子替代) ，成八次 配位，组成一o 畸形配位多面体，介于立方体和正方形反柱之间，n a o 平均间 距2 4 6 9 埃，m 。位几乎全部为a 1 ( 实际中常有m 9 2 + ，f e b , t i p 等离子以类质同像的 方式替代，构成稍有畸变的配位八面体) ，配位数为6 ，形成较规则的配位八面 体，a 卜呼均间距1 9 2 8 埃，晰均间距为2 7 1 4 埃。a i - o 配位八面体靠公用棱 组成a l - o ) k 面体链。a i - o 配位八面体和n a - o 配位多面体组成了平行c 轴的带。这 些带通过n a _ o 多面体的公共棱来连接，构成了平行( 1 0 0 ) 的结构层。硅氧四面体 在结构中只有一种，为0 扭转。构成硅氧四面体链的硅氧四面体较规则，s i - 呼 均间距为2 6 4 6 埃，硅氧四面体链平行c 轴，并在( 1 0 0 ) 方向排列成层。硅氧四面 第2 章翡翠的基本特性 体层和m - o 链层在垂直( 1 0 0 ) 方向相间排列，彼此以共氧相连接。n 田 广 l 图2 1 硬玉的晶体结构1 羽 ( a ) 硬玉的晶体结构( b ) 硬玉中n a - - o 配位多面体( c ) 硬玉在( 0 0 1 ) 面上的投影 2 5 翡翠的物理性质 结晶状态：晶质集合体，常呈纤维状、粒状、柱状集合体。 常见颜色：白色、各种色调的绿色、黄、红橙、褐、灰、黑、浅紫红、紫、蓝 左盘 守0 光泽：玻璃光泽至油脂光泽。 解理：硬玉具两组完全解理，集合体可见微小的解理且闪光，称为“翠性 。 1 2 第2 章翡翠的基本特性 摩氏硬度：6 7 密度：3 3 4 ( + o 0 6 ，- - 0 0 9 ) g c e 光性特征：非均质集合体 多色性：无 折射率：1 - 6 6 6 - 1 6 8 0 ( 0 0 0 8 ) ，点测法1 6 5 - i 6 7 。 双折射率：不可测 紫外荧光：无至弱白，绿、黄。 吸收光谱：4 3 7 n m 吸收线；绿色翡翠：6 3 0 ，6 6 0 ，6 9 0 n t o 吸收线。 放大检查：星点、针状、片状闪光( 翠性) ，纤维交织结构至粒状结构。 特殊光学效应：未见 2 6 翡翠的分级与评价 2 6 1a b c d 货翡翠 市场上的翡翠a 、b 、c 货及b + c 货都是天然翡翠，其中： ( 1 ) a 货翡翠：指按传统工艺加工的天然翡翠，其颜色和“水头 等特性在加工 后保持了原状。所以，a 货翡翠不专指高档翡翠，包含高、中、低档翡翠。 ( 2 ) b 货翡翠：指经过浓酸浸泡后再用环氧树脂充填的天然翡翠，经过这样加工 的翡翠除去了“脏色一、得到了“漂白 、绿色更鲜艳、“水头一明显提高，从而 给人提高了档次的感觉，故又被称为“优化处理翡翠一，其价格仅为同样颜色 和“水头一的a 货翡翠的几分之一。 ( 3 ) c 货翡翠：指经过人工染色的天然翡翠。价格比同等颜色的b 货翡翠低。 ( 4 ) b + c 货翡翠：指用浓酸浸泡后先染色再充环氧树脂或在环氧树脂中加颜色后 再充填的天然翡翠。由于在b 货翡翠的基础上加颜色，它比b 货翡翠更漂亮，故 价格比较高。 ( 5 ) d 货翡翠：专指外表颜色很象翡翠的其它矿物或玉石，有人用它来冒充翡 翠。嘲 1 3 第2 章翡翠的基本特性 2 6 2 翡翠的质量评价 影响翡翠档次高低和价格的因素主要有颜色、结构、透明度、净度、切工 和重量。 ( 1 ) 颜色：是翡翠质量评价最重要的因素。翡翠的颜色越纯正、浓艳、均匀、协 调，其档次就越高。 ( 2 ) 结构：细的纤维交织结构是高档翡翠的必备条件，具有这种结构的翡翠油 润、细腻；反之，颗粒粗大，结构松散，质量、价格随之下降。 ( 3 ) 透明度：透明度高的翡翠，放在报纸上能隐约见到字，人们称这样的翡翠为 玻璃种，其水头最好，最水灵，价格最高。若透明度降低，价格也随之降低。 翡翠矿物的组成影响着翡翠的结构和透明度、组成翡翠的矿物成分均一时， 矿物结构紧密，翡翠透明度高；组成翡翠的矿物成分差异很大，结构疏松，则 翡翠透明度低。翡翠结晶颗粒粗，翠性明显，则透明度和细腻度降低；翡翠结 晶颗粒细小，则透明度高，样品质地细腻。 ( 4 ) 净度：指翡翠中有没有裂纹，以及白色或黑色的团块状矿物包裹体。裂纹越 多，包裹体越多，质量越差，档次和价格随之降低。 当翡翠中含有细分散的暗色和不透明的尘埃状微粒物质及包裹体则呈黑色 或褐黑色；翡翠含长石类矿物如钠长石，则有白棉、石脑等白色杂质；含闪石 类则有黑色点状或斑状杂质。 ( 5 ) 加工：对戒面和耳钉等的加工，要求突出颜色，加工工艺规整，抛光优良；对 于挂件和摆件，要求巧妙构思，技艺娴熟，精雕细刻。满足这些要求的，档次和价 格就高；相反，档次和价格就低。 ( 6 ) 重量：在其它条件相同时，尺寸大或重的翡翠制品价格高。 综上所述，翡翠绿色纯正、浓艳、均匀和协调，透明度高，水头好，无裂纹和 包裹体杂质，琢磨工好，抛光好，重量大的翡翠档次高，价值也高，其中任何一个 指标的下降都会影响翡翠的价格。n 3 伽 在目前研究的新进展中，红外光谱仪、拉曼光谱仪和阴极发光显微镜在探 索质量分级和估价定量化的方法中占有优势。但是这些研究成果还不能用于市 1 4 第2 章翡翠的基本特性 场，未形成高的商业价值，需要进一步确定一套国际认可的准确、可靠、快速、 安全的鉴定方法，并制定出一套市场接受的科学、客观、简易可行和有技术保 证的质量定量评价标准。嘲 1 5 第3 章翡翠优化处理实验 3 1 浸蚀 第3 章翡翠优化处理实验 3 1 1 酸洗翡翠的目的 翡翠的颜色是评价其价值的重要因素之一。绿色是翡翠中最有价值的颜色。 天然优质绿色且有玻璃种地的翡翠极其难得，其价值极高。而大自然的翡翠通 常颜色为浅绿色、黄绿色、蓝绿色、油青色或其他杂色，同时翡翠中的含铁矿 物所造成的斑杂色，使得翡翠底脏水头差，从而影响翡翠的价值。 为提高翡翠的美观度，人们试图对翡翠进行酸处理，使其脏变洁净，水头 增强。酸处理的翡翠在市场上大多冒充高档翡翠，以达到获取高额利润的目的。 所以正确把握酸洗翡翠的侵蚀工艺特征和鉴别特征就显得尤为重要。 3 1 2 酸洗翡翠的工艺方法及其浸蚀性机理 3 1 2 1 酸洗翡翠的工艺方法 首先挑选质差的翡翠放在强酸( 浓盐酸或硝酸，通常采用硝酸) 浸泡，以 去除翡翠中杂质杂色调。浸泡时间依据翡翠中铁质的分布情况来定，通常为几 小时或几天。然后将浸酸后处理的翡翠取出，再放到碱性溶液中浸泡，以中和 残留在翡翠中的酸液，并用洁净水浸洗样品，最后烘干处理。有时也采用双氧 水浸泡漂白，再用洁净水清洗烘干。 这样，酸处理翡翠已经完成。翡翠的净度提高了，从而改善了翡翠的透明 度。但由于酸浸蚀作用，使得翡翠结构严重破坏。可见松散结构，翡翠易碎裂。 有时对酸浸蚀严重的翡翠还要进行充胶处理，来提高酸处理翡翠的强度，这就 是人们常说的b 货翡翠。 3 1 2 2 酸洗翡翠浸蚀性机理 金属受浸蚀主要是表面现象，内部浸蚀较少见，而非金属内部浸蚀是常见 1 6 一 笙! 童塑圣垡垡竺堡塞墼一一 _ _ _ _ _ - - _ _ - - _ - _ _ - - _ _ - - _ _ _ _ _ - _ _ 一一一 的现象。当翡翠和硝酸接触，由表及里发生了物理变化、化学变化和机械性能 的变化，酸液逐渐扩散到翡翠内部。翡翠表面和内部的铁质等杂质与酸发生了 化学反应。随着时间的加长，翡翠遭破坏的程度加大，但加大到一定程度，酸 浸蚀趋于停止。 翡翠 厂 翡翠授酸时问 图3 1 翡翠破坏程度随浸酸时间变化图 由于翡翠属于多种矿物的集合体，其内部多种矿物成分对酸的耐蚀性是不 相同的。纯净的硬玉不受酸的侵蚀，而富铁的杂质则极易受酸侵蚀。从而使翡 翠在酸液中形成一个有选择性的侵蚀环境。将易受浸蚀的矿物成分溶出，整个 翡翠结构彻底破坏，翡翠强度降低。 3 1 3 实验 笔者选择不同样品进行了酸洗浸蚀翡翠的研究。 3 1 3 1 实验准备 水浴炉一台，温度计一支，烘干炉一台，电热炉一台，浓盐酸两瓶，氢氟 酸两瓶，浓硫酸一瓶，烧碱一瓶，烧杯、玻璃棒若干，样品共十八块。 本实验将样品分成三组，对照组和两组实验组。每组六块，编号1 - - - 6 号， 每组同一号码的样品来自同一块原石。 本实验配置两种浸蚀剂，l 号浸蚀剂：2 5 的浓盐酸( 浓度为3 6 ) + 2 5 的氢氟酸+ 5 0 的水；2 号浸蚀剂：5 0 的浓盐酸( 浓度为3 6 ) + 5 0 的 z k 。 1 1 第3 章翡翠优化处理实验 3 1 3 2 实验步骤 1 ) 将两组样品分别浸泡于两种不同的浸蚀剂中，静置十天。观察变化。注： 同时将剩余样品浸泡于浓硫酸( 浓度为9 8 ) 中。 2 ) 将两组样品洗净，分别浸泡于1 号和2 号浸蚀剂中，放置在水浴炉中加热， 温度7 0 8 0 ，时间为两天。观察变化 3 ) 将两组样品洗净，分别浸泡于烧碱溶液( 浓度为l o ) 中，放置在水浴炉 中加热，温度7 0 - 8 0 ，时间为两天。观察变化。 4 ) 重复2 ) 、3 ) 步骤一次。 5 ) 将两组样品洗净，擦干，放置于干燥炉中烘干，时间为两天。将干燥后的 两组样品称重。 3 1 3 3 实验现象与结论 经过镜下观察对比，影响浸蚀效果的因素主要有4 个：浸蚀剂、原料结构、 浸蚀时间和浸蚀温度。 1 ) 浸蚀剂：l 号浸蚀剂的浸蚀效果明显强于2 号浸蚀剂。经1 号浸蚀剂浸蚀的 样品出现结构破碎，在容器底部出现剥落沉渣；经2 号浸蚀剂浸蚀样品形 状无明显变化，翡翠中的铁质溶出，黄色减退，溶液呈现黄绿色；浓硫酸 浸蚀的样品出现明显的脱水现象。由此可见，氢氟酸对于翡翠浸蚀具有明 显的作用，可以显著分解翡翠的结构；盐酸的作用主要为溶解出翡翠中的 铁离子，以改善翡翠颜色。 2 ) 原料结构：l 号浸蚀剂中的样品浸蚀程度各不相同，质地较细腻的几乎没有 剥落现象发生，质地较粗糙的则剥落明显。由此可见，颗粒越粗，质地越 疏松，浸蚀效果越明显；颗粒越细，质地越紧密，浸蚀效果越差。 3 ) 浸蚀时间：根据实验中的观察，浸蚀时间越长，效果越明显，到后期浸蚀 趋于缓慢，基本符合前文所述。 4 ) 浸蚀温度：加热浸蚀速度快于常温下浸蚀速度，由于实验条件限制，考虑 到浸蚀液的蒸发对环境的污染和对人体的危害，没有进行1 0 0 及以上温度 的浸蚀。 3 2 注胶 1 8 第3 章翡翠优化处理实验 由于浸蚀后的翡翠结构疏松，强度下降，为了近似天然翡翠，要进行注胶 处理。一般采用抽真空充填树脂的方法：将样品放在密封容器中抽真空，将裂 隙中的空气抽出，然后充填树脂进入翡翠疏松的裂隙中。再充气加压，以保证 裂隙中充胶完美全。取出后在1 0 0 的恒温箱中保持8 小时，即完成全部操作。 充填后的翡翠称为b 货。 3 2 1 充填装置 根据充填原理，翡翠充填装置如图所示。 图3 2 真空充填装置示意图 ( 1 ) 2 】【z - 4 型旋片真空泵( 极限真空6 1 0 。2 p a ，抽速4 l s ，转速1 4 0 0 r e i n ) ( 2 ) 阀门( 3 ) 钢锅( 4 ) 电炉( 5 ) 压缩机 3 2 2 充填流程 采用不同的聚合物充填材料作为充填物。具体步骤如下： 1 ) 将待充填翡翠与充填材料一起放入钢锅。启动真空泵，打开阀门，抽真空半 小时。 2 ) 用电炉加热钢锅，使充填材料呈液体状以便充入翡翠裂隙。 3 ) 充填液体浸没待充填翡翠，这时停止加热，抽真空半小时。 4 ) 将钢锅内恢复成常压，并用压缩机对其加压，以保证裂隙中充胶完美。 5 ) 取出后在1 0 0 的恒温箱中保持8 小时，即完成全部操作。 3 2 3 实验分析 1 9 第3 章翡翠优化处理实验 1 ) 仅仅依靠一级泵的抽力不够，真空度太低，即使达到极限真空也只有6 1 0 2 p a ，而利用真空充填法进行充填处理，真空度可能必须超过1 0 q p a 。 2 ) 整个系统密封性不严。虽然设计实验装置时已考虑到了这一点，所以系统中 已尽可能减少中间环节，整个实验装置十分简单，以减少漏气环节。但用真 空检漏计检测整个系统的密闭性时，发现钢锅仍有漏气现象，造成整个系统 密封性下降。 上述仪器上的缺陷导致了实验过程中翡翠充填的不够完美，所以后期实验 中所用充填翡翠为广东省揭阳市洪荣辉翡翠珠宝公司提供。 第4 章翡翠的红外光谱研究现状 第4 章翡翠的红外光谱研究现状 红外光谱主要是用于研究原子间化学键振动、晶格振动及能级跃迁对红外 辐射所产生的共振吸收，即红外光谱主要反映物质分子中振动能级的变化，因此， 它是振动光谱悯。 翡翠的红外光谱分析是现在b 货鉴定中比较普及的方法，用红外光谱鉴定b 货翡翠的报道最早见于1 9 8 9 年嗍。 4 1 天然翡翠红外光谱特征 在4 0 0 c m - 1 - - - 1 6 0 0 c m - 1 波段内，翡翠出现4 2 5 c m - 1 、4 7 0 c m - 1 、5 2 0 c m 1 、5 8 5 c m - 1 、 6 6 2 c m - 1 、7 3 8 c m - 1 、8 5 0 c m - 1 、9 4 0 c m - 、1 0 6 0 c m - 1 附近的典型硬玉吸收峰。而在 2 6 0 0 c m - 1 一3 2 0 0 c m - 1 波段范围内，纯净的天然翡翠没有明显吸收。 4 2b 货翡翠红外光谱特征 4 2 1b 货翡翠红外光谱鉴定特征的早期研究 f r i t s c h 等认为2 8 5 0 c m - 1 、2 9 2 0 c m - 1 和3 0 3 5 c m - 1 是b 货的典型吸收峰碍u 。国内较 早期的报道认为b 货翡翠在2 9 0 0 c m - 1 附近处有强吸收线。1 9 9 6 年国标规定 ( g b t 1 6 5 5 4 1 9 9 6 ) 2 8 0 0 c m - - 一3 0 0 0 c m - 1 有强吸收峰者为b 货翡翠标志嘲。 4 2 2b 货翡翠红外光谱鉴定特征的近期研究 由于制作b 货的充填物都有2 9 0 0 c m - 1 附近的甲基和亚甲基吸收峰，且不能确 定是制作b 货的树脂( 高聚化合物) 还是抛光蜡，甚至可能是有机物污染造成的， 所以必须重视苯环在3 0 4 0 c m - 1 和3 0 6 0 c m - 1 附近两个吸收峰对鉴定b 货翡翠的意义。 越来越多学者把b 货翡翠的标志吸收峰在2 8 0 0 c m - 1 - - 3 0 0 0 c m - 1 的基础上又增加了 3 0 0 0 c m - 1 3 1 0 0 c m - 1 区域内的弱峰。帅1 2 1 第4 章翡翠的红外光谱研究现状 陈炳辉等认为2 9 5 9 c m - 1 ( 或2 9 6 6 c m - 1 ) 、2 9 3 1 c m _ ( 或2 9 2 4 c m l ) 和2 8 7 5 c f f l 三个主 要吸收峰可作为鉴别b 货翡翠的证据：1 5 1 0 c 订1 、1 5 8 1 c m - 1 、1 6 0 9 c m 1 这一组谱带 和3 0 3 6 c m - 1 , - - - 3 0 6 1 c m - 1 范围的二个弱峰可作为鉴别b 货的辅助谱带。嘲 需注意的是，有些a 货翡翠背面涂上薄层树脂以便镶嵌，这样测试结果也会 出现3 0 5 0 c f f l 附近的峰口幻。 本论文将重点对2 8 0 0 c m l - - 一3 0 0 0 c m - 1 区域外的弱峰进行考察。 4 2 3 注蜡抛光蜡的红外光谱区分 在部分a 货的红外光谱中也有2 8 5 0 c f f l 、2 9 2 0 c m l 的吸收峰，原因在于翡翠加 工的最后有一道“过蜡 的工序。而要定量区别注蜡b 货和抛光的蜡难度很大， 这就引发了注蜡翡翠、抛光蜡和b 货翡翠区分的讨论。 姚德贤等认为，如果出现微弱的2 8 5 0 c f f l 、2 9 2 0 c f f l 吸收峰，可以确定为a 货 的抛光蜡；如果出现强的2 8 5 0 c f f 、2 9 2 0 c f f l 透射波谷，则应该是b 货的注入蜡。 而更为具体的充填处理尺度的判别，亓利剑等表述嘲的具体判别方法为 ( 图4 1 ) ： 1 ) 镜下观察并注意清除待测翡翠样品表面的油污和蜡制物； 2 ) 采用透射法对翡翠样品进行测试： 3 ) 以2 2 0 0 3 3 0 0 c i l 波数范围内相对稳定的红外吸收光谱为参比峰，并将该参 比峰( 基线至顶峰处) 人为地划分为4 等分； 4 )