基本信息
- 項目名稱：
- 拉曼光譜在玉石鑒定中的應用
- 小類：
- 數(shù)理
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 本作品是利用LRS-Ⅵ型激光拉曼/熒光光譜儀獲得各類玉石的拉曼光譜圖。因此我們在玉石鑒定中利用不同物質(zhì)的拉曼散射不同，導致光譜的波峰和波數(shù)出現(xiàn)明顯的區(qū)別這一特點，來確定被測物質(zhì)的組成.利用這一觀點，我們對第一類玉石即為硬玉，第二類玉石為軟玉.非典型玉石樣品、碳酸鈣進行檢測，依據(jù)光譜圖并結(jié)合拉曼技術的特性，這樣就可以有效的鑒別玉石的類別和品質(zhì).
- 詳細介紹：
- 本作品是利用LRS-Ⅵ型激光拉曼/熒光光譜儀獲得各類玉石的拉曼光譜圖。根據(jù)各類玉石化學成分、化學機構(gòu)的不同，因此其化學鍵也不同，而化學鍵直接影響拉曼振動的強弱：極性化學鍵的振動產(chǎn)生弱拉曼強度；伸縮振動通常比彎曲振動有更強的散射；對稱振動比反對稱振動有更強的拉曼散射.根據(jù)拉曼位移及強度、偏振等散射物質(zhì)的性質(zhì)，可以導出物質(zhì)結(jié)構(gòu)及物質(zhì)組成成分.因此我們在玉石鑒定中利用不同物質(zhì)的拉曼散射不同，導致光譜的波峰和波數(shù)出現(xiàn)明顯的區(qū)別這一特點，來確定被測物質(zhì)的組成.從而可以分析和測定玉石的種類和品質(zhì)。利用這一觀點，我們對第一類玉石即為硬玉（緬甸玉石和奔馬項鏈），第二類玉石為軟玉（小鼠玉石和玉石手鐲）.非典型玉石樣品（白佛項鏈）、碳酸鈣進行檢測，分析上述樣品的拉曼光譜波峰和波數(shù)的形成原由，并進行對比。以我們檢測和分析的數(shù)據(jù)為依據(jù)并結(jié)合拉曼技術的特性，這樣就可以有效的鑒別玉石的類別和品質(zhì). 實驗結(jié)果表明，拉曼光譜在玉石的無損鑒定中是一種方便、快捷、準確的新技術。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 以LRS—Ⅵ型激光喇曼/熒光光譜儀為平臺，根據(jù)激光喇曼光譜的基本原理——喇曼效應，得到各類珠寶的散射光譜。分析得到各類珠寶玉石的的主要特征光譜峰數(shù)，如第一類玉石：355 cm-1、685 cm-1、1030 cm-1、1305 cm-1。在此基礎上，對第一類玉石、第二類玉石、第一類珍珠進行深層次分析研究，得到其細化特征的光譜區(qū)別和光譜特征峰數(shù)。
科學性、先進性及獨特之處
- 利用喇曼光譜技術可以獲取各類品質(zhì)珠寶玉石的相關信息，用其拍攝的光譜與將建立的光譜庫相比較，就可以得到所鑒定的珠寶玉石顏色、硬度、比重和色彩線等相關信息，這將為全面評價各類珠寶玉石產(chǎn)品的質(zhì)量提供必要的科學依據(jù)。相對于現(xiàn)行的顯微鏡觀察、有吸譜攝譜法、查爾斯濾色鏡法、傅里葉變換紅外光譜法(FTIR)等方法更精確，其形成的相關數(shù)據(jù)據(jù)可為各類珠寶、玉石的分類制定科學分類標準。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 以LRS—Ⅵ型激光喇曼/熒光光譜儀為平臺，根據(jù)激光喇曼光譜的基本原理——喇曼效應。利用此技術對以珠寶為反射介質(zhì)的非彈性散射光譜進行分析，利用喇曼位移及強度、偏振等標志著散射物質(zhì)的性質(zhì)，從這些資料導出物質(zhì)結(jié)構(gòu)及物質(zhì)組成成分，從而對珠寶的品質(zhì)進行快速鑒定。
學術論文摘要
- 拉曼光譜技術是一種非破壞性測試技術，幾乎無需試樣準備，用很少量試樣就能獲得足夠強的信號，適用于物質(zhì)的各種物態(tài).拉曼光譜測試的微區(qū)可達1-2um，在玉石鑒定中具有明顯的優(yōu)勢，能夠探測玉石中微小的雜質(zhì)、顯微內(nèi)含物和人工摻雜物，且能滿足珠寶鑒定所必須的無損、快速的要求.對拉曼光譜法鑒定珠寶的可行性、可靠性進行初步探討.測量了珍珠、天然玉石、人工合成玉石、優(yōu)化處理玉石的RAMAM光譜，根據(jù)波峰多少和位置的不同，初步建立了該玉石的標準譜圖.
獲獎情況
- 1.《拉曼光譜在玉石鑒定中的應用》湖南文理學院自然科學報，2011年第一期錄用，待出刊。 2.《拉曼光譜在珍珠鑒定中的應用》已投無損檢測。
鑒定結(jié)果
- 1.拉曼光譜的珠寶鑒定方法是真正的無損檢測方法。2.形成了相關的數(shù)據(jù)庫可為各類珠寶、玉石的分類制定科學分類標準。3.通過數(shù)據(jù)庫的比較，就可以得到所鑒定的珠寶玉石顏色、硬度、比重和色彩線等相關信息。
參考文獻
- 1.申柯婭. 紅外光譜技術在翡翠鑒定中的應用[J]. 光譜實驗室，2000，17（3）：127—129. 2.董華，唐慶民，莫育俊.翡翠的拉曼光譜研究[J],玉石科技，2004，3（16）：24—27. 3.伏修峰，于福熹，馬波等.幾種不同產(chǎn)地軟玉的巖相結(jié)構(gòu)和無破損成分分析[J]. 巖石學報，2007，23（5）：1197—1202. 4.劉玉山，袁忠信，李淑玲.拉曼光譜在鑒別翡翠中的應用[J].云南地質(zhì)， 1998，17（3～4）:194—296. 5.姚德賢，莫偉基. 玉石級 A，B翡翠的研究[J].中山大學學報1996，35 （5）：127—129. 6.祖恩東，陳大鵬，張鵬翔.一些天然、合成及仿造寶石的顯微拉曼光譜鑒別[J].光散射學報，2002，7(2):63—68. 7.楊序綱，吳琪琳. 拉曼光譜的分析與應用[M]. 北京：國防工業(yè)出版社，2008：9—11.
同類課題研究水平概述
- 喇曼頻率及強度、偏振等標志著散射物質(zhì)的性質(zhì)。從這些性質(zhì)可以導出物質(zhì)結(jié)構(gòu)及物質(zhì)組成成分的知識。這就是喇曼光譜具有廣泛應用的原因。喇曼效應起源于分子振動(和點陣振動)與轉(zhuǎn)動，因此從喇曼光譜中可以得到分子振動能級(點陣振動能級)與轉(zhuǎn)動能級結(jié)構(gòu)的知識。喇曼散射強度是十分微弱的，大約為瑞利散射的千分之一。在激光器出現(xiàn)之前，為了得到一幅完善的光譜，往往很費時間。激光器的出現(xiàn)使喇曼光譜學技術發(fā)生了很大的變革。 由于激光器輸出的激光具有很好的單色性、方向性，且強度很大，因而它們成為獲得喇曼光譜的近乎理想的光源，特別是連續(xù)波氬離子激光器。于是喇曼光譜學的研究又變得非?；钴S了，其研究范圍也有了很大的擴展。除擴大了所研究的物質(zhì)的品種以外，在研究燃燒過程、探測環(huán)境污染、分析各種材料等方面喇曼光譜技術也已成為很有用的工具。以下是其一些國內(nèi)外典型的應用研究： ?Material checks: anorganic and organic contaminations, stress ?Corrosions products: identification of different oxides ? Carbon ?diamond - CVD and natural ?amorphous carbon ?carbon fibres ?Adsorbates on catalysts and electrode surfaces ?Forensic ?detection & identification of drugs, explosives, fabrics etc. ?Mineralogy and Gemmology ?characterisation ?inclusions ?purity ?Art identification of materials and paintings, (restauration!)
