Caracterização de ametistas naturais

• Autor(a) principal: Eduardo Henrique Martins Nunes
• Data de Publicação: 2008
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/MAPO-7REJC5
• topic: Citrino; Ametista; Prasiolita; Irradiação; Engenharia metalúrgica; Ametista; Ciencia dos materiais

O presente trabalho teve como objetivo investigar a formação da cor em amostras de ametista, prasiolita e citrino de diferentes procedências após submetê-las a irradiação com raios gama, bem como desenvolver um método de identificação de cristais incolores com potencial para desenvolvimento de cor. As técnicas de espectroscopia no infravermelho, ultravioleta-visível e de emissão atômica juntamente com análise por ativação neutrônica, ressonância paramagnética eletrônica e ensaios de termoluminescência foram empregadas para caracterizar e estudar impurezas e defeitos presentes nas amostras investigadas.Amostras com alto teor de ferro apresentaram baixa concentração de alumínio e vice versa. Isso sugere a competição entre átomos de ferro e alumínio na substituição do silício na rede durante a formação do cristal. Em todas as amostras de ametista foi obtido considerável teor de ferro. Assim, fica evidenciado o papel do ferro na formação da cor nesse material. Nas prasiolitas investigadas, foi encontrado alto teor de alumínio e baixo de ferro. Isso sugere que grande parte dos átomos de ferro presente na prasiolita se encontra em posição intersticial, pois a probabilidade que sítios do silício sejam ocupados por átomos de alumínio é grande. A partir das características intrínsecas do espectro de infravermelho de cada um dos materiais estudados, foram desenvolvidos métodos de identificação de cristais incolores com potencial para desenvolvimento de cor. Tais métodos são de fundamental importância por permitirem a realização dos testes no campo ou em qualquer lugar onde um espectrômetro esteja disponível e por eliminarem a necessidade de realização dos testes de irradiação.Pela interpretação dos resultados obtidos, pôde ser verificado que o complexo , presente na estrutura da ametista incolor, é responsável pelas bandas de absorção em 220 nm e 265 nm. Durante a irradiação esses defeitos se transformam nos centros de cor da ametista, constituídos pelo complexo . Esse complexo gera bandas de absorção em 370 nm e 545 nm. Durante o tratamento térmico que transforma a ametista em citrino, íons Fe3+ presentes em posições intersticiais se precipitam na forma de particulados de ferro. No presente trabalho, diferentemente do proposto até então, não foi atribuído nenhum papel direto na cor do citrino aos particulados de ferro formados durante o tratamento térmico da ametista. Propõem-se nesse estudo que no citrino não existem os centros de cor da ametista e que a cor desse material é devida ao prolongamento das bandas de absorção do ultravioleta na região visível do espectro eletromagnético. A banda em 210 nm presente no espectro da prasiolita sofre aumento de intensidade durante a irradiação do material devido à formação de centros durante o processo. Na prasiolita os centros de cor da ametista estão presentes em pequena concentração, razão pela qual as bandas em 370 nm e em 545 nm possuem pequenas intensidades. Outro fator que deve ser considerado é a grande presença de átomos de impureza nas amostras de prasiolita estudadas. Isso é um indício que há grande distorção na estrutura deste material, já que a presença de impurezas gera tensões na rede do quartzo. Tais distorções poderiam ocasionar o deslocamento das bandas de absorção no ultravioleta e no visível presentes no espectro da ametista para maiores comprimentos de onda na prasiolita. Ainda, essas tensões podem ser responsáveis pelo grande número de ruídos observados no espectro de infravermelho da prasiolita.