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Cr~(3+)对红宝石红色影响的量化表征

刘剑序  
【摘要】: 红宝石是四大名贵宝石之一,在宝石市场上占有很大的份额。对红宝石的颜色评价及致色离子与颜色参数关系的研究有助于红宝石评价体系的健全,也为红宝石的合成提供一定的数据资料。 本文通过x-rite color i5测色仪测得样品颜色参数L~*,C~*,ho,a~*,b~*及色差等同时使用激光剥蚀等离子质谱仪(LA-ICP-MS)测得样品的微量元素含量。以求得到颜色与致色离子及产地的对应关系。结合前人研究分析得到以下结果: 在CIEL~*a~*b~*色空间中,明度的均匀性最佳,按照明度排序红宝石最符合肉眼色直觉。参照GIA钻石分级体系,将明度值L~*在(32-52)的红宝石颜色分为四个等级E(excellent),V(very good),G(good),P(poor)。 通过Cr~(3+)含量与颜色参数关系的分析得到饱和度与色调角随着Cr~(3+)含量的增加变化的趋势是相同的,同样与明度成负相关关系。Cr~(3+)含量在8000ppm以下时红宝石颜色随着Cr~(3+)含量的增加变化较大,当Cr~(3+)含量在8000ppm以上时红宝石颜色随着Cr~(3+)含量变化较小。且Cr~(3+)含量在8000ppm以上时,红宝石的颜色在视觉上达到优质的颜色。此时L∈(21.27,57.03),色调角在5°以上,明度值和色调角均达到最佳范围,肉眼观察效果最佳,证明优质红宝石的颜色为略带紫色调的红色。色差公式CIE LAB对红色较为敏感,适合计算红宝石色差,但由于均匀性差,所以适合计算小色差。对其他微量元素对红宝石颜色影响的分析得到:钛离子对红宝石的饱和度略有贡献作用。 结合前人研究对不同产地红宝石的微量元素含量及颜色特征的分析得到:缅甸产地的红宝石颜色应该为饱和度较高,亮度低的正红色:明度大约30,饱和度大约15,色调大约10°。此种红宝石颜色也为最优质的颜色,价值最高。斯里兰卡产地出产的红宝石的颜色应为饱和度较低,亮度高的粉红色红宝石。此种红宝石颜色价值最低。马达加斯加红宝石中铁含量高于泰国红宝石,所以颜色要比泰国红宝石颜色要深些。阿富汗红宝石的颜色应为亮度较高的粉红色。


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