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    一種快速無損鑒定合成立方氧化鋯的方法

    2019-03-21 06:40:22TEXT王繼堯穆洪運(yùn)譚書禹李征鵬郝明陽
    中國寶玉石 2019年6期
    關(guān)鍵詞:氧化鋯光譜儀鋯石

    □ TEXT 王繼堯 穆洪運(yùn) 譚書禹 李征鵬 郝明陽

    (長春黃金研究院有限公司)

    近幾年,合成立方氧化鋯在珠寶首飾市場(chǎng)越來越廣泛。合成立方氧化鋯強(qiáng)火彩高硬度的物理性質(zhì),使其具有與鉆石相似的外觀。因此,市場(chǎng)上用合成立方氧化鋯冒充鉆石的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。在實(shí)驗(yàn)室條件下,用紅外光譜很容易區(qū)分二者,但是對(duì)于很小的配石(直徑1mm左右)反射能力很弱,用普通的紅外光譜儀無法獲得紅外譜圖,因此給鑒定帶來一定難度。近期,實(shí)驗(yàn)室接到鑲有小配石的足金飾品和配石裸石(直徑1mm左右)樣品。本文描述這類小配石的快速無損鑒定方法。

    圖1 測(cè)試樣品

    1 樣品和實(shí)驗(yàn)方法

    1.1 樣品

    文章共測(cè)試三件樣品,樣品號(hào)分別為CZ-1、CZ-2和CZ-3,CZ-1為鑲嵌飾品,CZ-2和CZ-3為裸石。三件樣品均為客戶送檢樣品。

    1.2 實(shí)驗(yàn)方法

    1.2.1 肉眼觀察和放大檢查

    三個(gè)樣品均為圓多面型,透明,亞金剛光澤~金剛光澤,強(qiáng)火彩。CZ-1配石鑲嵌到金飾品上(圖1),配石無色。CZ-2呈無色裸石,大小1mm(圖1)。CZ-3為粉紅色裸石,大小0.8mm(圖1)。放大觀察樣品內(nèi)部干凈,小面棱多不會(huì)聚一點(diǎn),棱不夠筆直。

    1.2.2 常規(guī)方法檢測(cè)

    受鑲嵌形狀的影響,樣品CZ-1的折射率不可測(cè),樣品CZ-2、CZ-3折射率>1.79。受大小和形狀的影響,三件樣品的光性特征、多色性、密度和紅外光譜均不可測(cè)。

    1.2.3 樣品硬度測(cè)試

    用硬度筆測(cè)試樣品的摩氏硬度,樣品的硬度HM=8.5。

    1.2.4 X射線光譜分析

    利用日本島津生產(chǎn)的EDX-8000 X-射線熒光光譜儀檢測(cè)樣品。實(shí)驗(yàn)條件:電壓為50KV,電流為1000mA,SDD檢測(cè)器,能量分辨率<159eV,大氣氛圍檢測(cè)元素范圍Sc~U,準(zhǔn)直器直徑1mm。本次實(shí)驗(yàn)測(cè)試樣品的主要成分。

    2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析

    用X-射線熒光光譜儀對(duì)樣品進(jìn)行定性-定量分析,測(cè)試結(jié)果見表1。樣品主要成分為Zr,其次為Y,含有少量的P和Hf。在樣品的X-射線熒光光譜圖中Zr和Y具有明顯的Kα和Kβ兩個(gè)峰(圖2)。天然寶石以Zr為主量元素的為鋯石。組成鋯石(ZrSiO4)的主量元素為Zr、Si、O,本次實(shí)驗(yàn)條件Zr和Si可測(cè),O不可測(cè),實(shí)驗(yàn)結(jié)果中未檢測(cè)出Si,因此樣品不是鋯石。生產(chǎn)合成立方氧化鋯的主要原料為ZrO2,并加Y2O3做穩(wěn)定劑,另加多種致色元素[1][2]。常壓下純的氧化鋯有三種晶型,低溫為單斜晶系,密度5.65g/cm3,高溫為四方晶系,密度6.10g/cm3,更高溫度下為立方晶系,密度6.27g/cm3[3],從高溫熔體中析出的氧化鋯晶體為立方相,逐漸冷卻到室溫則要經(jīng)過多次結(jié)構(gòu)相變,即從高溫的立方相到四方相,最后轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡毕?。為了獲得室溫下穩(wěn)定的立方氧化鋯,需要在配料時(shí)添加一定量的穩(wěn)定劑,加人氧化釔作穩(wěn)定劑最好,不僅容易獲得完整的晶體外形,而且容易剝離出大單晶[4]。本次實(shí)驗(yàn)的樣品的主要成分為Zr、Y,因此樣品均為合成立方氧化鋯。

    曾有報(bào)道過在鋯石晶體中發(fā)現(xiàn)立方氧化鋯包裹體,但至今未發(fā)現(xiàn)天然的立方氧化鋯晶體[5]。從1976年至今,利用冷干鍋技術(shù)已經(jīng)生產(chǎn)出顏色鮮艷、內(nèi)部純凈、體積大的合成立方氧化鋯晶體。合成立方氧化鋯顏色和火彩均優(yōu)于鉆石,并且價(jià)格低廉,因此成為鉆石的替代品大大豐富珠寶市場(chǎng),滿足人們的需求。

    表1 X-射線熒光光譜儀檢測(cè)樣品含量表

    圖2 樣品的X-射線熒光光譜圖

    3 結(jié)論

    (1)樣品的具有亞金剛光澤,強(qiáng)火彩,內(nèi)部干凈,切工差,摩氏硬度HM=8.5。

    (2)用X-射線熒光光譜儀對(duì)樣品進(jìn)行成分分析,樣品的主要成為Zr、Y,樣品為合成立方氧化鋯。

    (3)對(duì)于體積小珠寶玉石,很多儀器無法檢測(cè),可以例用X-射線熒光光譜儀進(jìn)行成分分析,為鑒定結(jié)果提供有效依據(jù)。

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