人工合成矿物的优化处理光谱学特征研究

仲 艳

（桂林理工大学，广西 桂林 541000）

人工合成矿物因其中含有微量元素，如Fe、Ti等或者杂质就会显示黄色、粉色等其他颜色。由于人工合成矿物有很多突出的物理化学性能，备受人们的追捧。人工合成矿物优化处理的方法大多为传统充填，新型铅充填、表面扩散、新型扩散还有热处理，人工合成方法主要有晶体提拉法、焰熔法、水热法。

正是这些方法的出现，使得不法商贩运用此法不断谋取暴利，造成购买者的巨大损失，因此我们要学会辨别才能及时地避免不必要的损失。因此我们可以用显微镜观察或者浸油法来测试，亦或是运用大型仪器来检测。本文就是主要探究紫外光谱和红外光谱下人工合成矿物的光谱特征，来判断矿物是否经历过优化处理。

1 实验条件

运用光学显微镜对样品进行基本的光学特征的观察，运用紫外荧光和红外光谱仪器对矿物样品进行测试，从而进行讨论和结论。

2 实验结果与讨论

天然矿物和扩散处理后的人工合成矿物的光谱对比分析。

图1 天然矿物的谱图

天然矿物中含有丰富的杂质元素，其中的Fe离子、Ti离子对的存在引起了矿物紫外可见光光谱以565nm为中心的吸收，正是这个吸收造成了矿物的颜色发生了改变，并且其中微量元素Fe、Ti元素含量的多少决定了矿物颜色的深浅。由于天然矿物中除了有二价Fe离子和四价钛离子外还有三价Fe离子，因此造成了450nm、375nm、387nm的吸收线，经过测试的天然矿物的图像如图1所示。经过扩散处理的人工合成矿物，图像如图2所示，由于其本身中含有含有少量的三价Fe，并且缺失二价Fe和和四价Ti，在热处理的过程中，三价铁离子转换为二价铁和四价钛离子，因此经过扩散处理的人工合成矿物缺失三价铁离子的吸收峰，仅仅体现以565为中心的吸收。

图2 扩散处理后的人工合成矿物谱图

图3 扩散处理的人工合成矿物

天然矿物中普遍存在3310cm-1的红外吸收峰，这可能与矿物形成于还原环境有关，且矿物中是否存在3310cm-1的红外吸峰与其形成时的氧化还原条件有关，经过红外的实验发现扩散法处理的矿物中不一定存在3310cm-1的红外吸收峰，具体如图3所示，这可能与其扩散的具体方法有关。

3 结语

通过对人工合成矿物扩散处理的红外的光谱分析，我们可以推断认为结合形成环境和处理方法，3310cm-1的红外吸收峰具有作为矿物是否经热处理鉴定依据的潜在意义，扩散处理的人工合成矿物缺失二价Fe和和四价Ti的吸收线。