Spectroscopic Characteristics and Coloring Mechanism of Green Kyanite

Xiaoxu Yan; Suwei Yue; Lü Xinyi

doi:10.3788/LOP202158.1516029

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Laser & Optoelectronics Progress
Vol. 58, Issue 15, 1516029 (2021)

Spectroscopic Characteristics and Coloring Mechanism of Green Kyanite

Xiaoxu Yan¹, Suwei Yue^1、2、*, and Lü Xinyi¹

Author Affiliations

¹Shool of Jewelry, Guangzhou City Institute of Technology, Guangzhou , Guangdong 510800, China

²Institute of Jewelry, Guangzhou City Institute of Technology, Guangzhou , Guangdong 510800, China

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Xiaoxu Yan, Suwei Yue, Lü Xinyi. Spectroscopic Characteristics and Coloring Mechanism of Green Kyanite[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2021, 58(15): 1516029 Copy Citation Text

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Fig. 1. Feature of green kyanite samples

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Characteristics of Mid FT-IR spectra in green kyanite from different directions. (a) Perpendicular to c axis; (b) parallel to c axis; (c) k-1; (d) k-2; (e) k-3; (f) k-4

Fig. 2. Characteristics of Mid FT-IR spectra in green kyanite from different directions. (a) Perpendicular to c axis; (b) parallel to c axis; (c) k-1; (d) k-2; (e) k-3; (f) k-4

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Fig. 3. Characteristics of UV-VIS spectra in green kyanite from different directions. (a) Perpendicular to c axis; (b) parallel to c axis

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Fig. 4. Characteristics of EPR spectra in green kyanite from different directions. (a) k-1; (b) k-2

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Sample	Weight /g	Color	Transparency	Luster	Refractance		Birefringence
Sample	Weight /g	Color	Transparency	Luster	∥c axis	⊥c axis	∥c axis	⊥c axis
k-1	3.72	Green	Semi-transparent	Glassy	1.722‒1.732	1.712‒1.730	0.010	0.018
k-2	5.63	Green	Semi-transparent	Glassy	1.720‒1.730	1.715‒1.730	0.010	0.015
k-3	2.88	Green	Semi-transparent	Glassy	1.718‒1.730	1.718‒1.728	0.012	0.010
k-4	9.23	Green	Semi-transparent	Glassy	1.718‒1.728	1.715‒1.730	0.010	0.015

Table 1. Standard gemological characteristics of green kyanite

Component	Percentage of mass /%	Relative molecular mass	Amount of substance /mol	Me	Me_f.u	Cationic valence state
Al₂O₃	62.500	101.96	0.613	1.226	1.9938	5.9815
SiO₂	36.000	60.08	0.5992	0.5992	0.9745	3.8979
Fe₂O₃	0.958	159.68	0.006	0.012	0.0195	0.0585
FeO	0.352	71.84	0.0049	0.0049	0.0080	0.0159
CaO	0.100	56.08	0.0018	0.0018	0.0029	0.0059
Cr₂O₃	0.050	151.99	0.0003	0.0007	0.0011	0.0034
ZrO₂	0.010	107.22	0.0001	0.0001	0.0002	0.0007
Total	99.970			1.8447	3.0000	9.9639

Table 2. Component of sample k-1 with XRF

">Absorption of kyanite samples /cm^-1								Arrangement of absorption	Standard absorption /cm^-1
k-1		k-2		k-3		k-4
⊥c	∥c	⊥c	∥c	⊥c	∥c	⊥c	∥c
1035（s）	1028（s）	1040（s）	1028（s）	1040（s）	1028（s）	1040（s）	1028（s）	νs（Si―O―Si）	1024
979（s）	975（s）	979（s）	975（s）	979（s）	975（s）	979（s）	975（s）		976
936（w）	943（sh）	937（m）	943（sh）	937（m）	943（sh）	937（m）	943（sh）
894（m）	900（w）	895（m）	900（w）	895（m）	900（w）	895（m）	900（w）		899
756（w）	759（w）	756（sh）	759（w）	756（sh）	759（w）	756（sh）	759（w）	γ（O―Si―O）	761
726（w）	730（w）	728（m）	730（w）	728（m）	730（w）	728（m）	730（w）		731
694（m）	690（w）	696（m）	690（w）	696（m）	690（w）	696（m）	690（w）		692
672（w）	674（sh）	672（m）	674（w）	672（m）	674（w）	672（m）	674（w）		675
641（m）	640（m）	641（m）	640（m）	641（m）	640（m）	641（m）	640（m）		640
623（w）	623（m）	624（w）	623（m）	624（w）	623（m）	624（w）	623（m）		623
589（s）	596（w）	590（s）	596（w）	590（s）	596（w）	590（s）	596（w）		592
	568（m）		568（m）		568（m）		568（m）	combined vibration of γ（O―Si―O） and δ（Al―O）
545（w）	545（w）	545（m）	545（w）	545（m）	545（w）	545（m）	545（w）		545
529（sh）	528（w）	529（w）	528（sh）	529（sh）	528（sh）	529（sh）	528（w）		527
	518（w）	518（sh）	518（w）	518（w）	518（w）	518（w）	518（w）		516
505（sh）	505（sh）		505（sh）		505（sh）		505（sh）
488（w）	490（w）	488（w）		488（w）		488（w）
468（w）	468（m）	471（w）	468（m）	468（w）	468（m）	468（w）	468（m）		470
440（s）	442（w）	442（s）	442（w）	442（s）	442（w）	442（s）	442（w）		434
	432（w）		432（sh）		432（sh）		432（sh）

Table 3. Mid-infrared absorption spectrum characteristics and peak assignment of green kyanite

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