三维荧光光谱在蓝宝石成因及产地指示作用中的研究——以斯里兰卡和老挝蓝宝石为例

判别蓝宝石成因及产地是宝石学研究中的重要内容,区分蓝宝石属于变质岩型或玄武岩型通常需要使用光谱学分析、内含物分析、化学成分分析结合的方法。选取斯里兰卡变质岩型蓝宝石和老挝玄武岩型蓝宝石进行研究。两地蓝宝石的紫外-可见-近红外吸收光谱测试、化学成分分析结果分别符合变质岩型和玄武岩型蓝宝石的基本特征。三维荧光光谱测试表明,斯里兰卡变质岩型蓝宝石出现了发射波长为540～560和560～580 nm的荧光,O2--Ti4+导致的420～440 nm荧光和Cr3+导致的694 nm荧光;老挝玄武岩型蓝宝石只出现了O2--Ti4+导致的发射波长为418 nm的荧光,且强度很弱。两种蓝宝石的主要区别是斯里兰卡变质岩型蓝宝石总体荧光强度较强,且拥有发射波长为540～560和560～580 nm的两段荧光。     

改色处理紫红色钻石的光谱学特征及鉴定方法

以市场上销售的国内改色紫红色圆刻面型钻石为研究对象,通过对其光谱学特征进行分析,确定了此类紫红色改色处理钻石的鉴定。样品颜色呈现不同饱和度的紫红色,净水称重法测试比重为3.52,放大观察,样品DR-2与DR-3的部分刻面光泽较弱,显示了未被重新抛光的严重烧蚀区域,石墨化沿内应力断裂明显,其表面可能经过高温高压处理。365nm长波紫外下,均呈现蓝色、橙红色、黄色和绿色混合的白垩状荧光外观,无磷光现象,而天然紫红色钻石为蓝色荧光或无荧光。宽频诱导发光图像仪GV5000深紫外下均呈现橙红色和蓝色混合荧光,无磷光现象。红外光谱中红外区均显示集合体氮相关的A中心和B中心,归类为IaAB型,且具有H1a辐照退火相关的特征峰,红外光谱近红外区均显示H1b,H1c辐照退火相关的特征峰与H₂中心的特征峰。紫外可见近红外分光光度计均显示明显的NV-中心,H₂中心和806 nm吸收峰,400～460和570 nm宽带处反射率的变化分别与N₃中心和NV0中心相关,明显的NV-中心在天然紫红色钻石中极少发现,H₂中心指示可能经过高温高压处理,可见光范围内对红光和蓝光的吸收较弱,所以呈现为紫红色外观。三维荧光光谱和光致发光光谱均显示出N₃,H₃,H₄,NV0, NV-相关的发光中心,N₃贡献蓝色荧光,H₃和H₄贡献黄绿色荧光,NV0与NV-贡献橙红色荧光。综合分析,三颗样品均为天然成因的钻石,后期经过高温高压,辐照,退火等多重处理,其紫红色主要由N₃中心,NV0中心与NV-中心共同贡献。     

基于当量热阻的ORC工质选择方法研究

根据有机朗肯循环(ORC)蒸发器中夹点出现的位置,将其换热过程分为夹点出现在预热起始点(PPP)、夹点出现在工质汽化起始点(VPP)、以及夹点同时出现在预热起始点和汽化起始点(PVPP)三种情况,定义吸热工质和热源流体的热容流率之比为热容比ε,经分析发现PPP,PVPP,VPP三种换热过程分别对应ε1,ε=1,ε1的情况,即可用ε判断夹点出现的位置.讨论夹点温差一定时,热源温度和蒸发温度对夹点位置的影响,发现随着热源温度和蒸发温度的升高,蒸发器的换热过程逐渐由VPP(ε1)变化到PVPP(ε=1)再变化为PPP(ε1).使用基于(火积)耗散率定义的当量热阻来度量换热过程的不可逆性,对比分析三种换热过程对热回收量和当量热阻的影响情况,发现换热过程为PVPP(ε=1)时蒸发器热回收量最大、当量热阻最小.最后对于热源条件确定的蒸发器,以ε=1为目标函数,同时对循环工质和运行参数进行优化。