【摘 要】
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蓝宝石、堇青石和磷灰石是三种具有多色性的常见蓝色相似宝石,但其颜色质量如色调、明度、彩度等仍有许多差异,主观的颜色评价并不能准确量化这三种宝石的具体颜色差别,从而影响原石的切割加工及成品宝石的颜色质量分级。通过色度学参数量化颜色差异,可为蓝宝石、堇青石和磷灰石的原石加工及颜色质量分级提供科学理论依据,同时也可应用于蓝宝石、堇青石和磷灰石的品种鉴别以及蓝宝石、磷灰石的晶体定向。论文使用红外光谱仪、拉
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蓝宝石、堇青石和磷灰石是三种具有多色性的常见蓝色相似宝石,但其颜色质量如色调、明度、彩度等仍有许多差异,主观的颜色评价并不能准确量化这三种宝石的具体颜色差别,从而影响原石的切割加工及成品宝石的颜色质量分级。通过色度学参数量化颜色差异,可为蓝宝石、堇青石和磷灰石的原石加工及颜色质量分级提供科学理论依据,同时也可应用于蓝宝石、堇青石和磷灰石的品种鉴别以及蓝宝石、磷灰石的晶体定向。论文使用红外光谱仪、拉曼光谱仪、X射线荧光光谱仪、紫外-可见-近红外光谱仪以及USB2000+光纤光谱仪对蓝宝石、堇青石和磷灰石的吸收光谱、致色元素和颜色质量进行了研究分析,得到以下结果:三种宝石具有各自不同的红外吸收谱峰和拉曼散射谱峰。蓝宝石的红外吸收光谱具有Al-O弯曲振动和伸缩振动所产生的490cm-1、510cm-1、600cm-1吸收峰以及700cm-1-870cm-1之间的一系列连续吸收带;拉曼光谱具有归属于O-Al-O伸缩振动的413cm-1、697cm-1拉曼特征峰,以及由O-Al-O反对称伸缩振动产生的639cm-1拉曼谱峰。堇青石的红外吸收光谱具有堇青石六元环结构振动所产生的760cm-1吸收峰、归属于[Si O4]四面体弯曲振动的480cm-1吸收峰、[Al O4]四面体伸缩振动产生的895cm-1、960cm-1、1040cm-1吸收峰以及Si-O-Si非对称伸缩振动产生的1130cm-1、1200cm-1吸收峰;拉曼光谱具有1200cm-1-1900cm-1范围内包括1260cm-1、1360cm-1、1450cm-1、1600cm-1、1870cm-1等显著位移的拉曼谱峰带。磷灰石的红外吸收光谱具有[PO4]3-弯曲振动所产生的580cm-1、610cm-1吸收峰以及[PO4]3-非对称伸缩振动产生的1050cm-1、1100cm-1吸收峰;拉曼光谱具有归属于[PO4]3-弯曲振动的450cm-1、755cm-1拉曼谱峰以及归属于[PO4]3-非对称伸缩振动的970cm-1和1090cm-1拉曼位移峰。三种宝石的颜色深浅与其致色元素含量的多少有关。蓝宝石的颜色深浅与致色元素Fe的含量存在一定正相关关系;堇青石的颜色深浅与致色元素Fe和Mn的含量存在一定正相关关系;磷灰石的颜色深浅与致色元素Fe和稀土元素的总量存在一定的正相关关系。蓝宝石、堇青石和磷灰石可按颜色质量级别分为蓝色、蓝紫色、蓝青色三种色调。磷灰石和堇青石为蓝色色调时具有最佳的颜色质量,蓝宝石则在蓝色、蓝紫色色调时颜色质量上佳。蓝宝石、堇青石和磷灰石均在垂直C轴方向即垂直（0001）晶面方向具有最优的颜色质量,此时明度值L、彩度值C*、色纯度均为最佳。其中蓝宝石和磷灰石的明度强度差达到了52%、14.61%,彩度的强度差达到129.02%、41.37%,色纯度的强度差达到了102.39%、35.27%。堇青石的明度强度差也达到了28.00%。蓝宝石和磷灰石在垂直C轴方向上可以显示更多的蓝色色调,强度差到达了41.71%和58.61%,堇青石在垂直C轴方向上颜色显示更多的蓝色、红色色调。蓝宝石和磷灰石的明度值L、彩度值C*等色度学参数,随着测量方向逐渐变化,其颜色质量大体上可以在垂直C轴、与C轴成60°角度、与C轴成30°角度、平行C轴等四个方向上分为四类。蓝宝石依次分类为:明亮艳丽、很亮鲜艳、较亮较鲜艳、较灰暗;磷灰石依次分类为:很亮很艳丽、较亮艳丽、较暗鲜艳、较暗较鲜艳。
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