專(zhuān)利名稱(chēng)：一種激光改色白珊瑚的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)物的改性領(lǐng)域。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)物的激光熱 處理，將無(wú)機(jī)物經(jīng)過(guò)處理使其改色。
背景技術(shù)：
珊瑚屬于無(wú)機(jī)化合物，其主要成分是鈣質(zhì)，大部分是碳酸鈣和少量碳酸 鎂、硫酸鎂、硫酸鈣、氧化鐵等。紅珊瑚和有色珊瑚具有可觀的觀賞價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但由于其生存與生 長(zhǎng)條件受到大自然環(huán)境諸多因素的影響和限制，因此天然的紅珊瑚和有色珊 瑚極為稀少。目前，市場(chǎng)上采用人造的有色珊瑚越來(lái)越多，而且大部分集中在傳統(tǒng)的 原料染色上面，并且以填充珊瑚染色最為代表性。填充珊瑚染色是將質(zhì)地疏 松的淺海樹(shù)枝狀珊瑚用注膠方式填充后染色而成。具體程序?yàn)闇\海珊瑚一 注膠填充一外表染色一拋光一制成各種珊瑚飾品或擺件(周佩玲《有機(jī)寶石 學(xué)》)。釆用此種方法改色的人造有色珊瑚，表面的顏色極易脫落，而且光 澤度不高，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，顏色逐漸變淡或者褪去，不能長(zhǎng)期保存，也不 能達(dá)到美觀的作用和欣賞的價(jià)值。而且染色工藝比較煩瑣，對(duì)顏料的濃度配 比要求比較高，費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。近幾年來(lái)市場(chǎng)對(duì)有色珊瑚的需求逐年增大，從而對(duì)人造有色珊瑚的要求 也越來(lái)越高，因此本發(fā)明具有良好的應(yīng)用前景。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述傳統(tǒng)方法的一些缺點(diǎn)，提供一種快速改變白 珊瑚的顏色的方法。本發(fā)明采用激光作為直接熱源，在室溫、常壓空氣環(huán)境 中，以普通白珊瑚為樣品，通過(guò)激光輻照引起的色心缺陷，達(dá)到將白珊瑚顏 色由白色變成淺棕紅色的目的，改色后珊瑚樣品無(wú)破損，外觀平滑，而且顏色不脫落，光澤度不變。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)化，能耗低，時(shí)耗小，大大節(jié)約制備成本。本發(fā)明提供的一種激光改色白珊瑚的方法，它包括以下步驟1. 將白珊瑚置于轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上，以激光為熱源進(jìn)行輻照預(yù)熱，輻照采用單 面掃描輻照方式，激光光斑面積覆蓋整個(gè)樣品的表面，轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的轉(zhuǎn)速為24rad/min，輻照預(yù)熱時(shí)間為30 60s，激光的功率密度為8 12w/cm2;2. 預(yù)熱結(jié)束后，將激光的功率密度提高到16 20w/cm2繼續(xù)輻照白珊瑚 樣品，輻照時(shí)間為40 120s后，關(guān)掉激光光源，樣品在空氣中冷卻至室溫。按照上述工藝方法，可得到表面顏色變?yōu)闇\棕紅色的珊瑚，而且光澤度 與改色前的白珊瑚相比無(wú)變化。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下列有益效果1. 本發(fā)明的改色是由于珊瑚經(jīng)激光輻照其物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本的變化 (參照


中拉曼光譜的對(duì)比效果)，因而是一種穩(wěn)定的非著色的珊瑚改色，不存在顏色脫落問(wèn)題。并且經(jīng)激光加工改色后的人造白珊瑚的顏色均 勻，光澤度與改色前的白珊瑚一樣，而且表面無(wú)破損和斷裂。2. 白珊瑚的顏色改變不是僅僅局限在表面，而是顏色變化有一定的深度， 而且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，顏色不容易脫落。3. 本發(fā)明的加工方法可在室溫，常壓的空氣環(huán)境下進(jìn)行，工藝簡(jiǎn)化，時(shí) 間短，平均激光輻照時(shí)間為114s (實(shí)施例的激光輻照時(shí)間平均值)，加工的 效率顯著提高。

圖1 (a)是實(shí)施例1改色后的白珊瑚的拉曼分析圖；圖1 (b)是改色前 白珊瑚的拉曼分析圖；圖2 (a)是實(shí)施例2改色后的白珊瑚X射線衍射分析圖；圖2 (b)是改 色前白珊瑚的X射線衍射分析圖；圖3 (a)是實(shí)施例3改色后的白珊瑚的掃描電鏡圖；圖3 (b)是改色前 白珊瑚的掃描電鏡圖；圖4 (a)是實(shí)施例4改色后的白珊瑚的反射光譜；圖4 (b)是改色前白 珊瑚的反射光譜；具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。 實(shí)施例l:用晶體切割機(jī)將白珊瑚切割成厚度為lmm的薄片，然后用超聲波清洗機(jī) 將表面清洗干凈；將白珊瑚置于轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上，以激光為熱源進(jìn)行輻照預(yù)熱，采用單面掃描 輻照方式，激光光斑面積覆蓋整個(gè)樣品的表面，轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的轉(zhuǎn)速為24rad/min， 輻照預(yù)熱時(shí)間為60s，激光的功率密度為9w/cm2;預(yù)熱結(jié)束后，將激光的功率密度提高到16w/cm2繼續(xù)輻照120s后，關(guān)掉 激光光源，樣品在空氣中冷卻至室溫，加工制得淺棕紅色的珊瑚樣品。由圖1可知經(jīng)激光輻照前白珊瑚的拉曼光譜圖(b圖)特征峰幾乎完全同 方解石晶位礦物的拉曼譜相對(duì)應(yīng)；輻照后的白珊瑚(a圖)產(chǎn)生比較強(qiáng)的熒光 背景，反映方解石的特征峰變得微弱，與紅珊瑚(未經(jīng)處理)的拉曼光譜基 本吻合，反映激光輻照的珊瑚改色是一種穩(wěn)定的由物質(zhì)結(jié)構(gòu)變化而產(chǎn)生的改 色效果。實(shí)施例2:用晶體切割機(jī)將白珊瑚切割成厚度為1.5mm的薄片，然后用超聲波清洗 機(jī)將表面清洗干凈；將白珊瑚置于轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上，以激光為熱源進(jìn)行輻照預(yù)熱，輻照采用單面 掃描輻照方式，激光光斑面積覆蓋整個(gè)樣品的表面，轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的轉(zhuǎn)速為 24rad/min，輻照預(yù)熱時(shí)間為40s，激光的功率密度為10w/cm2;預(yù)熱結(jié)束后，將激光的功率密度提高到18w/cr^繼續(xù)輻照60s后，關(guān)掉激 光光源，樣品在空氣中冷卻至室溫，加工制得淺棕紅色的珊瑚樣品。由圖2可知拉曼譜的變化，反映了珊瑚內(nèi)部的結(jié)構(gòu)變化，從而導(dǎo)致衍 射改變。X射線衍射圖所示，激光輻照后的白珊瑚(a圖)與輻照前相比(b圖)特征峰的峰強(qiáng)和峰位發(fā)生了改變，這種改變說(shuō)明白珊瑚的相結(jié)構(gòu)發(fā)生了 變化，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生了色心，發(fā)生顏色的變化。實(shí)施例3:用晶體切割機(jī)將白珊瑚切割成厚度為2mm的薄片，然后用超聲波清洗機(jī) 將表面清洗干凈；將白珊瑚置于轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上，以激光為熱源進(jìn)行輻照預(yù)熱，輻照采用單面 掃描輻照方式，激光光斑面積覆蓋整個(gè)樣品的表面，轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的轉(zhuǎn)速為 24rad/min，輻照預(yù)熱時(shí)間為45s，激光的功率密度為8w/cm2;預(yù)熱結(jié)束后，將激光的功率密度提高到17w/cm2繼續(xù)輻照60s后，關(guān)掉激 光光源，在空氣中冷卻至室溫，加工制得淺棕紅色的珊瑚樣品。由圖3可知激光輻照后的白珊瑚表面形貌看出，表面質(zhì)量提高，無(wú)顆 粒雜質(zhì)、裂紋等顯微結(jié)構(gòu)損傷，且晶體顆粒度變細(xì)，珊瑚改色是經(jīng)激光輻照 后色心產(chǎn)生的一種表現(xiàn)。實(shí)施例4:用晶體切割機(jī)將白珊瑚切割成厚度為lmm的薄片，然后用超聲波清洗機(jī) 將表面清洗干凈；將白珊瑚置于轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上，以激光為熱源進(jìn)行輻照預(yù)熱，輻照采用單面 掃描輻照方式，激光光斑面積覆蓋整個(gè)樣品的表面，轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的轉(zhuǎn)速為 24rad/min，輻照預(yù)熱時(shí)間為30s，激光的功率密度為12w/cm2;預(yù)熱結(jié)束后，將激光的功率密度提高到20w/cii^繼續(xù)輻照40s后，關(guān)掉激 光光源，在空氣中冷卻至室溫，加工制得淺棕紅色的珊瑚樣品。由圖4可知激光輻照后的白珊瑚對(duì)可見(jiàn)光和近紅外光的反射率明顯的 減小，說(shuō)明珊瑚的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，對(duì)光的吸收效果或透射效果增強(qiáng)。
權(quán)利要求
1.一種用激光改色白珊瑚的方法，其特征在于，它包括以下步驟步驟1.將白珊瑚置于轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上，以激光為熱源進(jìn)行輻照預(yù)熱，輻照采用單面掃描輻照方式，激光光斑面積覆蓋整個(gè)樣品的表面，轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的轉(zhuǎn)速為24rad/min，輻照預(yù)熱時(shí)間為30～60s，激光的功率密度為8～12w/cm2；步驟2.預(yù)熱結(jié)束后，將激光的功率密度提高到16～20w/cm2繼續(xù)輻照白珊瑚樣品，輻照時(shí)間為40～120s后，關(guān)掉激光光源，樣品在空氣中冷卻至室溫。
全文摘要
一種用激光改色白珊瑚的方法，屬于無(wú)機(jī)物的改性領(lǐng)域。珊瑚的激光改色由以下方法制得將白珊瑚置于轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上，以激光為熱源進(jìn)行輻照預(yù)熱，輻照采用單面掃描輻照方式，激光光斑面積覆蓋整個(gè)樣品的表面，轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的轉(zhuǎn)速為24rad/min，輻照預(yù)熱時(shí)間為30～60s，激光的功率密度為8～12w/cm²；預(yù)熱結(jié)束后，將激光的功率密度提高到16～20w/cm²繼續(xù)輻照白珊瑚樣品，輻照時(shí)間為40～120s后，關(guān)掉激光光源，樣品冷卻至室溫。通過(guò)激光輻照引起的色心缺陷，達(dá)到將白珊瑚顏色由白色變成淺棕紅色的目的，改色后珊瑚樣品無(wú)破損，外觀平滑；本發(fā)明可快速改變白珊瑚的顏色，工藝簡(jiǎn)化，能耗低，時(shí)耗小，大大節(jié)約制備成本。
文檔編號(hào)B44C5/00GK101323228SQ20081011650
公開(kāi)日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2008年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月11日
發(fā)明者季凌飛, 蔣毅堅(jiān), 毅 高 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)