变色硬水铝石的光谱学特征及其变色机理

摘要：

硬水铝石(α-AlOOH)是铝土矿的主要组成矿物之一,常用于工业提炼铝以及制作耐火材料.近年来,一种具有变色效应的硬水铝石晶体开始在市场中出现.采用X射线荧光能谱仪、红外光谱仪、拉曼光谱仪、紫外可见近红外分光光度计以及测量颜色参数等方法获得了变色硬水铝石和无变色效应硬水铝石的光谱学特征,并探讨了其变色效应的成因.变色硬水铝石在日光下常呈黄绿色而在白炽灯下呈褐红色,其红外光谱与拉曼光谱与普通硬水铝石的特征峰较为一致,其中红外光谱中的特征峰主要集中在400～1200,1800～2110和2900～3000 cm-1三个范围内,拉曼特征峰则主要位于154,331,448,665和1189 cm-1附近.对比化学成分分析和紫外可见吸收光谱的测试结果,认为Fe3+和Cr3+的d—d电子跃迁导致变色硬水铝石在可见光绿-黄绿色光区(500～560 nm)和橙黄-红色光区(600～780 nm)的透射程度较为接近,环境光源中红光和绿光相对功率分布的差异使硬水铝石产生变色效应.对变色硬水铝石在模拟日光和白炽灯光条件下的颜色参数进行了测定,结果显示不同光源下样品颜色参数a? 和h 0的变化,可定量地描述变色硬水铝石的变色效应.为硬水铝石的应用拓展、性能改善以及氢氧化物材料光学性质的深入探讨提供了科学依据和数据支持.

关键词：硬水铝石、变色效应、光谱特征、Cr3+、Fe3+

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分类号：P575.4(矿物学)

资助基金：国土资源部公益性行业科研专项项目201011005-2B;国家自然科学基金项目41373055

在线出版日期：2017-11-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：3504-3509