ПОЛУЧЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОЛЕЙ ДВУПРЕЛОМЛЕНИЯ ПРИРОДНОГО КРИСТАЛЛА АЛМАЗА Евстафьева Г.Д.,Федотова М.А.

Северо-Восточный федеральный университет им. М. К. Аммосова


Номер: 4-3
Год: 2014
Страницы: 67-70
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

технические алмазы, картины двупреломление, оптическая система измерения алмаза, technical quality diamonds, anomalous birefringence patterns, diamond optical measurement system

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Рассмотрены картины двупреломления кристаллов алмаза технического качества, полученные на устройстве оптического измерения алмаза. Проведен анализ полученных картин двупреломления.

Текст научной статьи

Основным отличием камней ювелирного качества и технических алмазов является отсутствие так называемого алмазного блеска и игры света. Алмазы категории «борт» и «карбонадо» относятся к алмазам технического качества [1]. Их отличает отсутствие алмазного блеска, которое можно объяснить наличием большого количества дефектов в кристаллах технического алмаза. Дефекты различного происхождения вызывают в кристаллах алмаза явление аномального двупреломления. Аномальное двупреломление в кристаллах алмаза вызвано разного рода дефектами: дислокациями, изменением параметров решетки, включениями, внутренними трещинами, нарушениями, вызванными пластической деформацией [2]. Наиболее чувствительным методом выявления двупреломления является использование поляризованного света. Луч обыкновенного света, колеблющийся во всех возможных направлениях под прямым углом к направлению распространения луча, претерпевает изменения при прохождении через поляризационные фильтры и становится поляризованным. Невооруженным глазом отличить поляризованный свет от обычного невозможно, но то, что он колеблется только в одной плоскости, придает ему особые свойства, имеющие большое значение для изучения минералов [2, 3]. Просмотр кристаллов алмаза при скрещенных поляризаторах в поляризационном микроскопе дает разнообразные картины (оптическая анизотропия), которые принято называть узорами двупреломления [2, 4]. Целью данной работы было изучение полей двойного лучепреломления в алмазах технического качества категории «борт» и «карбонадо». Рис. 1. Устройство по измерению двупреломления (оптическая измерительная система алмаза) Исследованные образцы представляли собой 13 кристаллов природного алмаза весом от 0,08 до 0,12 ct, неправильной формы светло-зеленого, синеватого, синего цветов. Все образцы имели темные включения в виде маленьких или среднего размера точек по всему объему кристалла, а также имели мелкие минеральные включения в виде точек фиолетового, желтого, зеленого, оранжевого, красного и синего цветов. Поверхность образцов гладкая, шероховатая, большинство образцов непрозрачны. Изображения полей двупреломления исследованных кристаллов алмаза было были получены с помощью устройства, разработанного в Университете штата Мичиган, США. Измерение двойного лучепреломления алмаза в устройстве происходит с помощью двух поляризаторов, источника света, датчика освещенности позволяет найти. Устройство было выполнено с помощью 3D печати в виде прямоугольного короба, в котором помещаются три основных компонента: источник света, поляризатор и устройство оптического измерения, необходимые для стандартной процедуры измерения двупреломления. В качестве источника света был выбран зеленый лазерный луч, так как такой лазер является стандартным промышленным лазером, используемым для многих измерительных систем. Для интерпретации результатов измерения в графическом интерфейсе была выбрана программа MATLAB. MATLAB интерпретирует полученное изображение с помощью математической операции деления интенсивности на полученное значение интенсивности: ) (1) где - разность показателей преломления между обыкновенным и необыкновенным лучами, d - толщина образца, λ - длина волны зеленого лазера. В таблице 1 представлены снимки образцов в обычных условиях и картины двупреломления (КД), полученные на вышеописанном устройстве. В КД образцы № 3 и 12 имеют КД с одним преобладающим цветом. Оба образца имели небольшое количество включений, около 3% от всего объема кристалла. КД у образцов № 11 и 13 заметно отличались от КД других образцов. Эти образцы имели большое количество включений, около 30% от всего объема кристалла алмаза. Наименьшее значение двупреломления имели образцы № P3S4 и P3S8. У этих образцов имелось небольшое количество включений. Наибольшее значение двупреломления имел образец P3S11, а наибольшее значение двупреломления имели образцы № P3S7 и P3S9. Очень схожие значения двупреломления имели образцы P3S2 и P3S10. Количественные значения двупреломления исследованных кристаллов находились в пределах 0,47445 ∙10-4 до 3,1479∙10-4. Таблица 1 Изображения общего вида кристаллов и полей двупреломления в них P3S1 P3S2 P3S3 P3S4 P3S5 P3S6 P3S7 P3S8 P3S9 P3S10 P3S11 P3S12 P3S13 Анализ картин двупреломления в исследованных кристаллах не выявил прямой зависимости значения двупреломления от размеров и количества включений. Очевидно, механизм возникновения явления аномального двупреломления в кристаллах природного алмаза сложен и имеет многофакторный характер. Использованная оптическая измерительная система алмаза дает возможность быстрого и простого анализа кристаллов алмаза для определения оптической чистоты алмазов с использованием концепции двупреломления.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.