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上个世纪50年代,日本人就开始利用Y射线对珍珠进行物理法改色实验,但得到的改色珍珠的颜色比较单一。近几年,我国很多学者从事珍珠改色的实验,因物理法改色珍珠的成本较低,改色后珍珠的颜色稳定、无残余放射性危害而受到大家的重视。目前,国内物理法改色珍珠的工艺各家有各家的方法且保密,改色后珍珠的颜色效果各不相同,大都出口国外,国内市场上少有法改色珍珠的成品出现。本课题组成功地对我国优质淡水珍珠进行物理法改色,获得了颜色和光泽都令人满意思的样品,但其改色机理及改色后的宝石学特征尚末明确。本文通过红外光谱(IR)、X粉晶衍射(XRD)、电感耦合等离子发射光谱分析(ICP)、原子力显微镜(AFM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)以及场发射高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)等方法,以我国优质淡水养殖珍珠和物理法改色后的珍珠为研究对象,对物理法改色前后珍珠的有机成分、无机相、表面结构等因素进行研究,得到如下认识：1.对比物理法改色前后珍珠的红外光谱图,可知优质淡水珍珠的成分有碳酸钙文石、有机物以及吸附水,没有发现MnCO3及其它物相组成。在有机物区间的2919cm-1～2342cm-1范围内改色后的吸收谱带有的减弱、有的消失,推测物理法改色珍珠的呈色机理与有机物的辐照化学变化有关。2.由XRD及IR分析,可知均为CaCO3以文石相形式存在,没有发现MnCO3的存在,所以对前人认为物理法改色珍珠的呈色机理是由于微量MnCO3在丫射线辐照下氧化成Mn2O3或MnO2所致的说法提出置疑。3.由FESEM分析可知,物理法改色前后珍珠质层的文石小晶片径粒大小没有发生明显的变化,但改色前珍珠表面文石小板块类似于圆形山丘状的凹凸纹而产生光的漫反射,改色后珍珠表面的文石小板块变得比较平整而产生光的镜面反射,这很好的解释为什么改色后珍珠光泽比改色前强。4.由AFM和HRTEM研究表明,证实了珍珠质层是天然的纳米材料(5～80nm),得出珍珠质层的结构：文石纳米小晶粒组成文石微米小晶片,文石微米小晶片组成文石薄层,文石薄层叠加成珍珠质层。宏观上明显的颜色差异,在微观的超微结构上没有表现出明显的变化,该结果认为珍珠的伴色与珍珠表面的超微结构即文石的纳米粒径无明显的相关性。