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在过去十年里,尖晶石因丰富多彩的颜色,再次成为市场上最受欢迎的宝石之一,其价格也与颜色的种类及艳丽程度直接相关,尖晶石中最具商业价值的颜色为红色、紫红色、紫色和蓝色。中国珠宝市场上流通的尖晶石主要来自于缅甸,缅甸尖晶石产量高,但优质颜色产出率相对较低,因此存在通过优化颜色品质,提升自身价值的必要性。本实验选择成本较低的缅甸尖晶石为处理对象,分三阶段以高温加热的方式改变尖晶石色调或饱和度,并通过对比不同处理参数下尖晶石的改色效果,归纳总结出改善效率最高的工艺条件及改善结果最明显的颜色类型。总结实验结果可知:1)实验样品中粉-紫色系列尖晶石可以通过热处理的方式改善颜色,经热处理后样品色调变红,且1600℃下改色效果优于1200℃。2)恒温温度为1600℃时,延长恒温时间有利于增强热处理效果,但同时降低尖晶石的稳定性,导致内部裂隙发育,透明度降低。3)维持恒温温度和总恒温时间不变,增加热处理次数对最终改色效果影响并不明显,但缩短每次处理的恒温时间有利于减少裂隙发育。4)对同一颗样品在不同温度下进行反复热处理实验,其改色结果与最高恒温温度密切相关,但受整体处理过程影响呈现出不同的变化趋势。在分析实验样品LIBS和LA-ICP-MS测试结果的基础上,结合尖晶石热处理前UV-VIS光谱,说明微量Fe元素是本次实验所用尖晶石颜色形成的重要原因。在350~780 nm范围内出现的吸收带由四面体内Fe2+自旋禁阻跃迁,八面体内Fe3+自旋禁阻跃迁,及二者形成的电荷耦合作用或电子对转移作用产生。对改色机制的探讨:1)样品经1200 热处理后,四面体内Fe2+自旋禁阻跃迁概率增加,同时由于结构无序度δ升高,使原来位于八面体位置的Fe3+开始进入四面体内部,与Fe2+间电荷耦合作用增强,二者共同促进黄绿区和近紫外区吸收强度提升。2)经1600℃热处理后,无序度继续增加,此时尖晶石内部阴阳离子间键长变化成为致色的主要原因,O2-→Fe2+、Fe3+离子间电荷转移作用增强引起近紫外区吸收率再次增加。对比尖晶石热处理前后Raman光谱测试结果,说明内部结构无序度的增加导致拉曼位移发生改变:1)拉曼信号F2g(1) (311 cm-1)、Eg (407 cm-1)、F2g(3) (665 cm-1)和A1g(766 cm-1)半高宽均增加,并随温度提升呈继续增长趋势,Eg峰低波数一侧出现肩峰(385 cm-1);2)F2g(1)频率逐渐降低,F2g(3)和A1g频率开始增加;3)在725 cm-1 处出现新拉曼位移。在热处理过程中,受热胀冷缩作用,实验样品近表面出现细小的羽状裂隙;同时固体包裹体受热膨胀系数不同的影响,经处理后周围出现明显的破裂面。这些变化特征均为鉴别尖晶石是否进行热处理提供有效证据。