การปรับปรุงสีของพลอยเพทายโดยกรรมวิธีการเผา

Abstract

การปรับปรุงสีของเพทายโดยกรรมวิธีการเผาที่อุณหภูมิ 900 องศาเซสเซียส ในบรรยากาศรีดิวซิงค์ พบว่า เพทายสีน้ำตาลเปลี่ยนเป็นสีฟ้า โดยความเข้มของสีขึ้นอยู่กับปริมาณธาตุยูเรเนียม จากการวิเคราะห์ด้วย LA-ICP-MS พบว่าเพทายสีน้ำตาลเข้มมีปริมาณยูเรเนียมสูงกว่าเพทายสีน้ำตาลอ่อน ส่งผลให้เมื่อทำการเผาแล้วกลุ่มเพทายสีน้ำตาลเข้มส่วนใหญ่จะเผาได้สีฟ้าที่เข้มกว่าเพทายที่เผาจากกลุ่มสีน้ำตาลอ่อน จากการศึกษาการเปลี่ยนแปลงสีด้วยเทคนิคสเปกโทรสโกปีเชิงโมเลกุล ได้แก่ อินฟราเรดสเปกโทรสโกปีทั้งช่วงอินฟราเรดช่วงใกล้และช่วงกลาง รามานสเปกโทรสโกปี และยูวีวิสซิเบิลสเปกโทรสโกปี พบว่าการ้กิดสีฟ้าเกิดจาก color center โดยสังเกตได้จากการเปลี่ยนแปลงค่าการดูดกลืนแสงของ U4+ และ U5+ ที่เป็นธาตุมลทินในเพทายธรรมชาติ จากการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งและ relative intensity ของ U4+ ที่ตำแหน่ง 4832 cm-1 และ U5+ ที่ตำแหน่ง 9017 และ 6660 cm-1 โดย U4+ จะเข้าไปแทนที่ Zr4+ ในโครงสร้างเพทาย เพราะมีประจุเหมือนกัน Zr4+ มีรัศมีไออนใหญ่กว่า การที่ U4+ แทนที่ในโครงสร้างเพทาย แสดงว่าการเผาเป็นการกำจัด color center สีน้ำตาลแดงที่เกิดจากการถูกทำลายด้วยกัมมีนตรังสีจาก U ในโครงสร้างเพทายเป็นสาเหตุให้เพทายที่ปรับปรุงคุณภาพโดยความร้อนเปลี่ยนเป็นสีฟ้า นอกจากนั้นอินฟราเรดสเปกตรัมของเพทายที่นำมาศึกษาพบว่าเป็น high zircon และเมื่อเผาแล้วเกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างอีกครั้ง (recrystallization) มีลักษณะเป็น crystalline zircon มากขึ้น สังเกตได้จากการเปลี่ยนแปลงค่าการดูุดกลืนแสงของอินฟราเรดสเปกตรัมบริเวณ multi-phonon band ของ Si-O stretching overtone และการเปลี่ยนแปลง spectral profile ของ OH species