固体材料折射率测试方法概述_张凌_高孔_何群秋_杨诗雅

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1、张凌等:固体材料折射率测试方法概述■1固体材料折射率测试方法概述张凌高孔何群秋杨诗雅(华南理工大学广州学院珠宝学院，广东广州510800)摘要:折射率被广泛应用于各行业，测试折射率的方法多达数十种，本文综述了材料学、矿物学、宝石学中固体材料折射率测试方法的原理、优缺点等。精密测角仪法原理简单、测试精度高，但需要将测试样品制成特定形状;显微镜用于折射率测试精度低，但适合矿物样品块体小、相互结合的特征;阿贝折射仪测试精度较高、对有抛光平面的样品无需其他制样，但其测试范围有限，一般在小于1.8。随着技术进步，迈克尔逊

2、干涉法、光电调制法、光谱测试法等逐渐应用到折射率测试领域，为提高材料折射率测试精度、速度创造了条件。关键词:折射率测试，精密测角仪法，阿贝折射仪中图分类号:P733.21+4文献标识码:A国家标准学科分类代码:410.55DOI:10．15988/j．cnki．1004－6941．2015．10．001SummaryoftheMethodsforTestingSolidMaterialsＲefractiveIndexZhangLingGaoKongHeQunqiuYangShiya1利用界面特征测试的应用受到限

3、制。利用熔体代替浸液，可测试1.9～2.5光线穿过两种物质界面，受光线反射、折射等影响，范围的折射率，但熔体配置相对困难，测试精度随着熔体使得可以观察到物质界面，界面的清晰程度与相邻物质折射率增高、透明度降低、色散增大等降。熔体冷却后，折射率差值大小直接相关。通过观察待测样品与熔体形成的贝克线、边缘等求待测－31.1显微镜观察样品折射率，精度可达到10。矿物学中，利用偏光显微镜观察薄片中矿物颗粒的2依据折射定律测试折射率边缘、糙面、突起、贝克线等现象，半定量的判断矿物颗粒2.1精密测角仪法折射率值大小。矿物颗粒

4、与制作薄片的树胶折射率值光线穿过三棱镜，出射方向决定于入射方向、棱镜顶(一般1.53)差异越大，光线在二者界面上折射现象越显角、材料折射率等，故测得出射角(与出射方向相关)及著，矿物颗粒的边缘越粗越黑、糙面越明显、突起越显著、其他相关夹角，即可求得折射率值。一般用分光计测试贝克线越粗越亮移动距离也越大。利用宝石显微镜观察角度大小。根据此原理设计的方法主要包括最小偏向角宝石内部包体贝克线移动方向，可判断包裹体与宝石主法、直角照准法、垂直入射法、自准直法等、V棱镜法等，体间折射率相对大小，为宝石鉴定提供更多信息。这

5、种是传统的、应用广泛的高精度折射率测试方法。方法无法准确测量折射率大小，但对于待测矿物颗粒大2.1.1最小偏向角法小要求低，小于1mm的矿物颗粒都能容易判定其折射率由于光线折射，单色平行光穿过三棱镜(如图1)后相对大小;另外，利用锥偏光显微镜可以较准确测定矿物的折射方向③和入射方向①之间存在一定的夹角δ，此双折射率大小。角被称为偏向角。当入射角等于出射角时，偏向角具有1.2浸液法(油浸法)、熔体法最小值δmin。由折射率定理和几何关系有:固体浸于与其折射率值相近或相同的液体中时，其1θn=sinα/sinβ=s

6、in［(δmin+θ)］/sin(1)边界变得模糊乃至消失。通过改变浸液成分或改变波长22等方法调节浸液折射率值，求得此值即可获得相应固体其中，n、α、β、δmin、θ分别表示棱镜折射率、入射角、折射率值。此法对固体样品形状、尺寸几乎无要求，测量折射角、最小偏向角、棱镜顶角。在测角仪上，测量棱镜－4精度可达到10量级，但测试范围受浸液折射率值限顶角θ(主要有自准直法、反射法)和最小偏向角δmin(主制，一般1.3～1.9，对温度变化要求较严格，需要一套标要有单值法、两倍角法、互补法和三像法)即可计算出其准块，所

7、使用的高折射率值液体往往有毒，使得这种方法折射率n。此法适用于加工精细的大尺寸样品，测试范基金项目:本文受国家大学生创新创业项目(201412617034)资助。收稿日期:2015－06－02■2《计量与测试技术》2015年第42卷第10期－4－5围不受限制，测试精度为10～10，在对温度和压力用分光计测试参数的次数，简化测试步骤，提高测试精校正的基础上采用精密测角仪或采用CCD成像和细分度;只是棱镜顶角太大时，在垂直入射法、垂直折射法中－6技术，折射率精度可达到10，国内外使用这种方法测折射光将在棱镜内全反射

8、或不能与折射面垂直，无法测试大多数玻璃折射率。也可以测试棱镜三个顶角对应的得折射率。三个最小偏向角进而计算折射率，测量精度随着折射率⑤图1中，光线经AB面且垂直AC入射时，称为垂增大而提高，比传统最小偏向角法高2倍;可用于紫外直底边入射法。此时样品的折射率1光、可见光、红外光范围折射率测试。不足之处，除了需n=［sinδ+(1+sinδcotθ)2］2(7)要大块材料并加工成棱镜形式外