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变色镁铝-锰铝榴石的宝石学特征及变色机理研究

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激光与光电子学进展 2022年第13期59卷 424-430页

作者：剡晓旭岳素伟陈施宇广州城市理工学院珠宝学院广东广州510800 广州城市理工学院珠宝研究所广东广州510800

石榴子石的化学通式为A_(3)B_(2)[SiO_(4)]_(3),属于岛状硅酸盐矿物。极少数石榴子石因过渡元素(如Cr、V等)的类质同象替代,而在可见光区形成两个透过窗,并随外部光源变化而呈现不同颜色,以日光灯下呈紫至绿色调,而白炽灯下呈黄至红色... 详细信息

石榴子石的化学通式为A_(3)B_(2)[SiO_(4)]_(3),属于岛状硅酸盐矿物。极少数石榴子石因过渡元素(如Cr、V等)的类质同象替代,而在可见光区形成两个透过窗,并随外部光源变化而呈现不同颜色,以日光灯下呈紫至绿色调,而白炽灯下呈黄至红色调最为常见。具变色效应的石榴子石常为镁铝榴石、锰铝榴石或镁铝-锰铝榴石。选取宝石级变色镁铝-锰铝榴石,利用电子探针(EPMA)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱仪、紫外-可见光(UV-Vis)分光光度计和光致发光(PL)光谱仪测试,探求其变色机理。EPMA成分分析显示样品是一种含Cr^(3+)的镁铝-锰铝榴石,含少量钙铝榴石和铁铝榴石。UV-Vis吸收光谱呈现420 nm(Mn^(2+)d-d轨道跃迁^(6)A_(1g)→4Eg)附近的拖尾宽吸收带与571 nm(Cr^(3+)d-d轨道跃迁^(4)A_(2g)→^(4)T_(2g))宽吸收带叠加,形成蓝绿光区(500 nm为中心)和红光区(650 nm以上)的两个透过窗。由于日光灯偏蓝绿光而白炽灯偏红橙光,样品选择性透过两个区域并产生变色效应,样品最终受日光灯激发产生靛青色,而在白炽灯下呈现橙红色调。结合UVVis和PL光谱分析,镁铝-锰铝榴石中的Mn^(2+)、Fe^(2+)和Cr^(3+)在立方体空隙和八面体结构中类质同象替代频繁,Cr^(3+)的最强发光中心位于686 nm附近,是样品在长波下呈现弱红色紫外荧光的原因,Fe^(2+)作为荧光淬灭剂对Cr^(3+)产生的荧光有非常强的抑制作用甚至导致样品在紫外光线下荧光呈惰性。样品出现变色效应的结果是锰铝榴石中含有的Cr^(3+)所致。

关键词：颜色变色效应镁铝-锰铝榴石变色机理

青海省玉石沟蛇绿岩套岩石学年代学特征及其构造意义

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青海省玉石沟蛇绿岩套岩石学年代学特征及其构造意义

作者：剡晓旭中国地质大学（北京）

学位级别：硕士

北祁连山构造带内的蛇绿岩套研究始于上个世纪七十年代中期，是我国最早研究蛇绿岩的造山带之一，其中，玉石沟蛇绿岩套更是以发育较为完整的岩石组合为特征，得到了很多学者们的青睐。玉石沟蛇绿岩套产出于北祁连缝合带中，呈叠瓦状、... 详细信息

北祁连山构造带内的蛇绿岩套研究始于上个世纪七十年代中期，是我国最早研究蛇绿岩的造山带之一，其中，玉石沟蛇绿岩套更是以发育较为完整的岩石组合为特征，得到了很多学者们的青睐。玉石沟蛇绿岩套产出于北祁连缝合带中，呈叠瓦状、透镜体状出露地表，受加里东期造山运动影响而发生倒转。该蛇绿岩套的岩石单元自上而下依次为：蛇纹岩、方辉橄榄岩、变质辉长岩、变质辉绿岩及变质角砾状玄武岩。玉石沟蛇绿岩套中的主要变质作用类型有洋底变质作用和热液交代作用，超镁铁岩中的主要造岩矿物在受到动力作用变形破碎的同时存在重结晶现象，并在后期受到热液交代作用的改造形成蛇纹石;镁铁岩则接受洋底变质作用形成绿片岩。玉石沟早古生代蛇绿岩套出露于北祁连构造带东部，前人对于该地区蛇绿岩套的岩相学和矿物化学特征相对缺乏，变质作用鲜有研究，在该蛇绿岩套的构造演化历史方面的看法上也存在着较大的差异。为了进一步分析本区蛇绿岩套的演化历史及变质作用，本文通过详细的野外地质调查工作、岩相学鉴定特征、年代学实验及查阅相关文献，结合已绘制出的青海省玉石沟蛇绿岩套实测地层剖面，得出以下新认识：1、岩相学研究表明，青海省玉石沟蛇绿岩套普遍经历了绿片岩相变质作用，变质基性岩的特征矿物组合为：绿泥石+绿帘石+钠长石，变质超镁铁岩的特征变质矿物为叶蛇纹石;2、方辉橄榄岩的结晶温度约为T=1050-1150℃，压力为P=1.70-1.85GPa，反映了该地幔岩的结晶条件;3、玉石沟蛇绿岩套中的辉长岩锆石LA-ICP MS U-Pb测年的结果表明该蛇绿岩套的形成年龄应该约为515Ma，推测为洋壳俯冲开始的时间，属加里东期。

关键词：青海省玉石沟蛇绿岩套年代学特征变质作用

电参数及其交互作用对纯铝微弧氧化膜结构和性能的影响

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电参数及其交互作用对纯铝微弧氧化膜结构和性能的影响

作者：剡晓旭兰州理工大学

学位级别：硕士

本论文采用正交试验设计及相应的数据处理,研究了电参数及电参数之间的交互作用对纯铝基体在硅酸盐体系电解液中微弧氧化所得陶瓷膜层性能和结构的影响规律。通过TT260测厚仪,点滴耐蚀实验和电化学实验来分别表征微弧氧化膜层的膜厚、... 详细信息

本论文采用正交试验设计及相应的数据处理,研究了电参数及电参数之间的交互作用对纯铝基体在硅酸盐体系电解液中微弧氧化所得陶瓷膜层性能和结构的影响规律。通过TT260测厚仪,点滴耐蚀实验和电化学实验来分别表征微弧氧化膜层的膜厚、点滴耐蚀性及电化学腐蚀电流值三个性能指标;利用SEM、XRD等材料分析方法,观察了膜层的表面形貌和截面形貌,并检测了膜层的物相组成。研究结果表明,电压对膜层的厚度及点滴耐蚀性的影响最为显著,比频率和占空比及各电参数之间交互作用的影响高出两到三个数量级。频率次之,占空比对膜厚和点滴耐蚀性的影响不明显,所以在分别考虑膜厚和点滴耐蚀性时,得出的最佳电参数搭配只在占空比的优水平出现的差异是可以忽略的,而在综合考虑膜厚和点滴耐蚀性时得出的优方案和只考虑膜厚时得出的优方案一致,均为电压480 V、频率700 HZ、占空比30%。电压对腐蚀电流密度的影响略微显著,主要是由于腐蚀电流密度受到很多因素的综合影响,虽然在高电压时膜层较厚但是由于致密性下降,导致在电化学实验中氯离子会通过膜层中的击穿微孔和裂纹等缺陷迁移,表现为腐蚀电流密度较大,耐蚀性较差;而在低电压下膜层虽然较薄但有很好的致密性,阻碍了氯离子的迁移,导致腐蚀电流密度较小,耐蚀性好。所以在只考虑腐蚀电流密度及对膜厚和腐蚀电流密度综合分析时确定的优方案为电压340 V、频率2000 HZ、占空比20%。频率对膜厚、点滴耐蚀性及腐蚀电流密度的影响均不显著,但是对点滴耐蚀性和腐蚀电流密度的影响大于对膜厚的影响,这主要是由于频率影响微弧氧化膜层的致密性,致密性越高则点滴实验中的氢离子和电化学实验中的氯离子都不容易在膜层中迁移,表现为耐蚀性好。但是对于点滴实验,与氢离子发生反应的微弧氧化产物量的多少才是影响点滴耐蚀性好坏的主要原因,低频下膜层的生长速率要比高频下的要快,氧化产物也就多,所以在考虑点滴耐蚀性时电参数的最佳搭配中频率定为700 HZ,而在考虑电化学腐蚀电流密度时频率定为2000 HZ。占空比对膜层的性能影响都不显著,但对腐蚀电流值略有影响,主要是由于占空比越高膜层中的裂纹越多,电化学实验中氯离子的迁移越容易,腐蚀电流就会越大,所以在只考虑腐蚀电流时占空比选择低水平即20%,而在其它的最佳电参数搭配中选择高低水平的占空比均可。电压和频率、电压和占空比及频率和占空比之间的交互作用对膜层的厚度、点滴耐蚀性及电化学腐蚀电流密度的影响都不显著,但是略有影响。电压和频率的交互作用对腐蚀电流密度的影响比对膜厚和点滴耐蚀性的影响高出一个数量级,电压和占空比的交互作用对三个指标的影响在同一数量级上,频率和占空比对膜厚和腐蚀电流密度的影响在同一数量级,但比对点滴耐蚀性的影响高出一个数量级。

关键词：正交试验微弧氧化纯铝电参数交互作用

电参数及其交互作用对铝材等离子体电解氧化膜的影响

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2020年第4期30卷 883-895页

作者：安凌云马颖剡晓旭王晟王占营兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050

在碱性硅酸盐体系中对纯铝进行等离子体电解氧化处理。采用正交实验研究电压、频率、占空比及其交互作用对等离子体电解氧化膜层厚度和耐蚀性能的影响。通过Image J软件测量膜层截面以获得膜层厚度,并分别采用点滴和电化学实验评价膜层... 详细信息

在碱性硅酸盐体系中对纯铝进行等离子体电解氧化处理。采用正交实验研究电压、频率、占空比及其交互作用对等离子体电解氧化膜层厚度和耐蚀性能的影响。通过Image J软件测量膜层截面以获得膜层厚度,并分别采用点滴和电化学实验评价膜层在HNO3和NaCl介质中的耐蚀性能。结果表明,本研究实验设计是研究电参数间交互作用的关键所在。各电参数不仅独立地影响膜层,而且其交互作用也显著影响膜层。高电压、低频率和大占空比间的交互作用使膜层厚度和耐蚀物相含量显著增加,进而改善膜层在HNO3腐蚀介质中的耐蚀性能;反之,低电压、高频率和小占空比间的交互作用使膜层最为致密,膜层在NaCl腐蚀介质中的耐蚀性最佳。

关键词：铝等离子体电解氧化电压频率占空比交互作用正交实验耐蚀性能

6082铝合金FSW匙孔修复过程中温度场数值模拟

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甘肃高师学报 2023年第5期28卷 1-5页

作者：张亮亮刘致远剡晓旭兰州城市学院培黎机械工程学院甘肃兰州730070 天水师范学院机电与汽车工程学院甘肃天水741000

采用回填式搅拌摩擦点焊方法,对搅拌摩擦焊焊缝末端的匙孔进行修复.通过建立修复过程中的热力耦合模型,计算不同阶段的温度场.结果表明:预热阶段,旋转的搅拌针与塞棒上表面摩擦产热,塞棒上表面温度达到123℃;套筒下压阶段,匙孔附近塑性... 详细信息

采用回填式搅拌摩擦点焊方法,对搅拌摩擦焊焊缝末端的匙孔进行修复.通过建立修复过程中的热力耦合模型,计算不同阶段的温度场.结果表明:预热阶段,旋转的搅拌针与塞棒上表面摩擦产热,塞棒上表面温度达到123℃;套筒下压阶段,匙孔附近塑性金属及高温状态的塞棒受到套筒的挤压,填充至搅拌针提升而形成的空腔内,当套筒下压量达到1.6 mm时,焊点附近塑性金属的温度达到391℃;回填阶段,搅拌针将塑性金属及塞棒挤压至焊点中心,挤压过程中塞棒表面形成大量凸起,与匙孔边缘中的凹坑形成机械互锁状结构,塑性金属的最高温度达到452℃.

关键词：搅拌摩擦焊 DEFORM-3D 温度场匙孔修复

肇庆市四会玉器与玉雕产业发展前景与人才培养探讨

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美与时代（创意）（上） 2018年第11期 32-34页

作者：剡晓旭华南理工大学广州学院珠宝学院

改革开放以来,我国翡翠加工业得到全面发展,广东肇庆市的四会翡翠玉器市场历史悠久,发展势头强劲。四会翡翠玉器市场主要以玉雕摆件和价格低廉的吊坠及手镯为主要销售产品,传统的家庭作坊式经营模式仍是这里最常见的产业类型,珠宝玉石... 详细信息

改革开放以来,我国翡翠加工业得到全面发展,广东肇庆市的四会翡翠玉器市场历史悠久,发展势头强劲。四会翡翠玉器市场主要以玉雕摆件和价格低廉的吊坠及手镯为主要销售产品,传统的家庭作坊式经营模式仍是这里最常见的产业类型,珠宝玉石镶嵌工艺与其它三个翡翠玉器市场相比要薄弱,虽然翡翠加工从业者人数众多,却极少有发展为具有影响力的珠宝品牌。结合四会当地的地理环境和资源条件,建议与珠宝类高等学校搭建"产、学、研"校企合作平台,提高玉器市场知名度;建立玉雕大师示范基地,稳定培养玉器加工人才,提升市场整体素质;加大市场质量监督与管理力度,抵制假冒伪劣证书的流通,为电商营销提供支持。

关键词：肇庆市四会玉器玉雕产业人才培养校企合作

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热处理绿黄色绿柱石光谱特征与颜色成因探究

光谱学与光谱分析 2020年第12期40卷 3795-3800页

作者：剡晓旭王沛炼岳素伟华南理工大学广州学院珠宝学院广东广州510800 华南理工大学广州学院珠宝研究所广东广州510800

绿柱石族宝石属六方晶系的铍-铝硅酸盐矿物,因含不同微量元素而呈绿、蓝、黄、红、粉、棕和黑色。绿黄色绿柱石和海蓝宝石常由不同价态的铁离子致色, Fe^3+和Fe^2+可以赋存于四面体位(Fe4^2+)、八面体位(Fe6^3+)和结构通道中([Fe2(OH)4]... 详细信息

绿柱石族宝石属六方晶系的铍-铝硅酸盐矿物,因含不同微量元素而呈绿、蓝、黄、红、粉、棕和黑色。绿黄色绿柱石和海蓝宝石常由不同价态的铁离子致色, Fe^3+和Fe^2+可以赋存于四面体位(Fe4^2+)、八面体位(Fe6^3+)和结构通道中([Fe2(OH)4]^2+),随着配位离子含量的改变,其颜色呈现变化。绿黄色绿柱石经热处理可以获得浅蓝色海蓝宝石, 300~550℃还原和氧化条件连续阶段性加热样品颜色依次呈浅绿色、淡黄绿色、浅黄色、淡蓝色和浅蓝色, 550~600℃褪色为淡蓝色,最佳颜色出现在500~550℃。利用中红外吸收光谱(mid FT-IR)、紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)和电子自旋共振波谱(EPR)对热处理前后绿柱石样品进行分析。Mid FT-IR光谱显示,样品热处理后与天然绿黄色绿柱石具有相似吸收光谱,归属于[Si6O(18)]基团特征振动的1 250~600 cm^-1区吸收峰向低波数方向偏移,峰值强度同时出现不同程度减弱,推测与通道中的Fe^3+被还原为Fe^2+导致的Fe^3+-O2-电荷迁移强度减弱和加热失水行为导致的结构水弯曲振动减弱有关。UV-Vis吸收光谱显示,还原和氧化气氛中的热处理绿柱石光谱特征基本一致,与天然样品相比,紫外-可见光区归属于O2-—Fe^3+电荷迁移的吸收峰向紫外区方向迁移形成322 nm吸收峰,6A(1g)→4T(2g)跃迁向紫区偏移产生370 nm附近吸收峰,6A(1g)→4Eg+4A(1g)跃迁向红区偏移产生427 nm附近吸收峰,导致Fe^3+禁戒跃迁减弱,样品黄色调消失;红区823 nm附近的宽吸收带增强且向可见光区偏移指示结构通道中Fe^2+含量增加,最终使样品呈现蓝色色调。EPR谱显示天然绿黄色绿柱石Al—O八面体和结构通道中存在Fe^3+和Mn^2+及OH自由基。结合UV-Vis结果分析认为,还原和氧化气氛热处理后样品结构通道中Fe^3+还原为Fe^2+, Al—O八面体中的Fe^3+禁戒跃迁减弱,二者共同作用使样品颜色逐渐由绿黄色转变为浅蓝色。

关键词：绿黄色绿柱石热处理光谱特征

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近年来宝石辐照处理技术的研究进展

超硬材料工程 2021年第3期33卷 41-45页

作者：剡晓旭岳素伟广州城市理工学院珠宝学院广东广州510800 广州城市理工学院珠宝研究所广东广州510800

宝石的辐照处理改色技术是指借助^(60)Co辐照源装置、辐照(电子、粒子)加速器以及核反应堆等大型仪器,使高能重入射粒子和轻入射粒子进入宝石的晶格中,通过位移碰撞(弹性碰撞、非弹性碰撞)、电离激发的方式产生晶格缺陷,形成离子缺陷心... 详细信息

宝石的辐照处理改色技术是指借助^(60)Co辐照源装置、辐照(电子、粒子)加速器以及核反应堆等大型仪器,使高能重入射粒子和轻入射粒子进入宝石的晶格中,通过位移碰撞(弹性碰撞、非弹性碰撞)、电离激发的方式产生晶格缺陷,形成离子缺陷心和电荷缺陷心,最终改变宝石的颜色或色调的一种物理方法。经过辐照处理的宝石,颜色会发生一定的改变,需要通过低温热处理工艺来去除不稳定色心,稳固需保留的辐照色心或改变辐照后的色心类型,从而达到更好的改色效果。市场上常见的辐照处理宝石主要集中于彩色钻石、蓝宝石、绿柱石、托帕石、水晶和珍珠等,还有一些比较少见的辐照粉红色碧玺、辐照蓝色方柱石、辐照蓝紫色锂辉石和辐照绿色水铝榴石等中档宝石。

关键词：辐照处理热处理放射性

课堂低效教学的原因分析及探讨——以独立学院宝石及材料工艺学为例

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读与写(教育教学刊) 2016年第9期 36-36页

作者：罗洁剡晓旭华南理工大学广州学院

能使学生获得进步和发展的教学称为有效教学,反之则为低效教学,它的产生和社会,家庭,学校等各方面都密切相关,本文以宝石及材料工艺学为例,从教师教学方面进行探讨,分析了低效教学产生的原因并提出了相应的解决策略。

关键词：低效教学教师原因改进策略