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Autor Thema: Fluoreszierender Uranophan???  (Gelesen 37085 mal)

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Offline Lynx

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Re: Fluoreszierender Uranophan???
« Antwort #30 am: 03 Jul 17, 23:23 »
PPS:
Hier noch die ganze Liste von deNeufville et al 1981:

Autunite   strong   yellow-green
Metauranocircite   strong   yellow-green
Saléeite   strong   yellow-green
Uranospinite   strong   yellow-green
Zippeite   strong   yellow-green
Schroeckingerite   strong   blue-green
Liebigite   strong   blue-green
Andersonite   strong   blue-green
Uranophane   weak-none   yellow-green
Beta-Uranophane   weak-none   yellow-green
Tyuyamunite   weak-none   yellow-green
Carnotite   weak-none   yellow-green
Torbernite   none   ---
Meta-Torbernite   none   ---

und zusätzlich von Wang et al 2005 mit Farbinterpretation der Spektren von mir:

Weeksite   gelb
Haiweeite   gelb-grün
Soddyite   schwach, gelb-orange
Boltwoodite   grün bis gelbgrün


Grüße, Martin
« Letzte Änderung: 03 Jul 17, 23:37 von Lynx »

Offline etalon

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Re: Fluoreszierender Uranophan???
« Antwort #31 am: 04 Jul 17, 07:57 »
Hallo Martin,

vielen Dank für die ausführliche Zusammenfassung.

Was die Stufe im Bild des Eingangspost betrifft, so sind das tatsächlich zwei unterschiedliche Farben. Das rechts an der Stufe grün fluoreszierende ist Uranocircit, das Rote ist Baryt und das Blaue Fluorit (?). Auch ich empfinde die Fluoreszenz des Uranophan als gelb-grün.

Weiterhin habe ich etwas von dieser Stufe zur EDX Analyse gegeben. Die Ergebnisse sind mittlerweile da und zeigen nur die für Uranophan obligatorischen Elemente U, Ca, Si, O, C. In dem Spektrum meine ich noch in Spuren K zu finden, aber wirklich nur in Spuren und von der Software nicht identifiziert (was aufgrund entsprechender Peak-Überlagerung und Multiplettbildung aber nicht unbedingt verwundert). Wir können in diesem Fall also von weitestgehend reinem Uranophan ausgehen, wobei diese Messung sicher keine Spurenanalyse darstellt...

Leider habe ich die Stufe schon an Ferdl zurück gegeben, werde sie mir aber noch mal holen. Mir ist gerade eingefallen, dass ich ein kleines Spektrometer zu Hause habe. Damit werde ich mal versuchen, ein Emissionsspektrum aufzunehmen. Vielleicht hilft das ja weiter...

Ein Bild des fluoreszierenden Sklodowskit muss ich erst noch machen. Das ist nicht ganz so trivial, wenn es vernünftig sein soll. Ich werde es aber heute Abend einmal versuchen und dann hier berichten...

Grüße Markus

P.S.
Zitat
Lumineszenz-Aktivator ist zunächst das Uranyl-Ion UO23+

Ich bin zwar kein Chemiker, aber ist das Uranyl-Ion nicht 2+ statt 3+ ?

« Letzte Änderung: 04 Jul 17, 09:31 von etalon »

Offline etalon

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Re: Fluoreszierender Uranophan???
« Antwort #32 am: 04 Jul 17, 11:53 »
P.P.S:

Zitat
Sie liegen im Bereich 500-570 nm (die Hauptpeaks etwa 511 nm, 532 nm und 552 nm).

Zitat
und zusätzlich von Wang et al 2005 mit Farbinterpretation der Spektren von mir:


Weeksite    gelb
Haiweeite    gelb-grün
Soddyite    schwach, gelb-orange
Boltwoodite    grün bis gelbgrün

Martin, leider habe ich keinen Zugriff auf Deine zitierten Paper, aber eine Frage dazu sei mir erlaubt:

Sind die Spektren dort kalibriert, d.h. dass z.B. die Detektorefficiency oder/und die Gitterefficiency herausgerechnet ist? Da bin ich mir nämlich bei den Spektren von fluomin.org nicht so sicher. Aus nicht kalibrierten Spektren auf eine absolute Intensitätsverteilung als Funktion der Energie zu schließen kann ganz schön in die Hose gehen. Ebenso sind (kalibrierte) Spektren mit der durchschnittlichen Efficiency des menschlichen Auges zu falten, um einen visuellen Farbeindruck der Fluoreszenz aus den vertretenen Linienintensitäten und dem Kontinuum postulieren zu können, welcher subjektiv trotzdem noch stark schwanken kann. Ich halte es daher für schwierig, z.B. eine Mineralzuordnug anhand der Fluoreszenzfarbe durchzuführen...


Grüße Markus

« Letzte Änderung: 04 Jul 17, 11:58 von etalon »

Offline Lynx

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Re: Fluoreszierender Uranophan???
« Antwort #33 am: 04 Jul 17, 18:23 »
Hallo Markus

oh weh - Du möchtest mittels uv-vis Lumineszenz Mineralien bestimmen? Da sollen Dir doch gleich alle Kobolde die schönen Steinchen verstecken!  ;D
Im Ernst - Du brauchst dafür gar nicht die technischen Details der Spektroskopie heranziehen. Für typische Sammler ist Lumineszenz einfach hübsch. Und nicht mehr.

Fluomin.org? Die Daten oben stammen aus den von mir zitierten Veröffentlichungen in den Fachzeitschriften. Die Farbzuordnung habe ich nur abgeschätzt, um in der üblichen allgemeinen Begrifflichleit zu bleibFalls en (auch wenn ich es selber überhaupt nicht so mag). Achja, und da habe ich selbstverständlich versucht die Augenempfindlichkeit mit einzubeziehen.... Jedenfalls Pi x Daumen... ;-)

zur Literatur:
-Wang, Z. et al, "Fluorescence spectroscopy of U(VI)-silicates and U(VI)-contaminated Hanford sediment", Geochimica et Cosmochimica Acta, Vol. 69, No. 6, pp. 1391–1403, 2005  (doi:10.1016/j.gca.2004.08.028) - den sollte man finden im Kontext von digitalcommons.unl.edu

-die Zahlenwerte sind aus Gorobets B.S., Rogojine A.A. (2002). Luminescent Spectra of Minerals: Reference Book. All-Russia Institute of Mineral Resources. Moscow, Aalternativ können auch aus den Spektren in den anderen zitierten Veröffentlichungen Zahlenwerte abgeleitet werden.

Falls Du mit der Literatur so nicht klarkommst, schreib mir doch einfach eine PN...

Gruß, Martin

Offline etalon

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Re: Fluoreszierender Uranophan???
« Antwort #34 am: 04 Jul 17, 19:53 »
Hallo Martin,

Zitat
oh weh - Du möchtest mittels uv-vis Lumineszenz Mineralien bestimmen?

Wer? Ich? Wie kommst Du denn darauf?  ???

Ich wollte nur vermeiden, dass jemand anhand der Liste genau auf dieses schmale Brett kommt...  ;)

Nach dem Paper werde ich morgen mal googeln, sonst melde ich mich gerne.

Zitat
Fluomin.org? Die Daten oben stammen aus den von mir zitierten Veröffentlichungen in den Fachzeitschriften. Die Farbzuordnung habe ich nur abgeschätzt, um in der üblichen allgemeinen Begrifflichleit zu bleibFalls en (auch wenn ich es selber überhaupt nicht so mag). Achja, und da habe ich selbstverständlich versucht die Augenempfindlichkeit mit einzubeziehen.... Jedenfalls Pi x Daumen... ;-)

Na dann ist ja alles gut, war nur eine Frage...  8) Ich habe mir einige Spektren auf Fluomin.org angesehen und hatte den Eindruck, dass die dort so offeriert werden, wie sie aus dem Spektrometer fallen. Aber vielleicht täusche ich mich auch, ich will ja keinem zu nahe treten. Habe halt nur schon so manches erlebt...

Ich fand die Idee ganz interessant, eigene Emissionsspektren aufzunehmen (nicht zur Mineralienbestimmung!). Aber der Nutzen und das allgemeine Interesse rechtfertigt den Aufwand wohl nicht.

So, hier jetzt die Fluoreszenzaufnahme von dem analysierten Sklodowskit aus der Clara. Leider hatte ich keinen passenden UV-Sperrfilter für das Mikroskopobjektiv zur Hand, daher die lila Reflexe/Färbung. Man kann aber, glaube ich, trotzdem die Fluoreszenz von selbigem erkennen.

Sklodowskit xx von der Grube Clara/Schwarzwald. EDX analysiert, angeregt mit UV@365nm. Die Bildbreite beträgt ca. 3,2mm mit dem 5er Mitu:

Deutschland/Baden-Württemberg/Freiburg, Bezirk/Ortenaukreis/Oberwolfach/Grube Clara
Fluoreszierender Uranophan???


Und hier zum Vergleich noch einmal im Integrallicht:

Deutschland/Baden-Württemberg/Freiburg, Bezirk/Ortenaukreis/Oberwolfach/Grube Clara
Fluoreszierender Uranophan???



Bei diesem Sklodowskit xx aus Santa Eulalia/Mexiko konnte ich interessanterweise keine Fluoreszenz erkennen:

Mexiko/Chihuahua/Aquiles Serdán, Municipio/Santa Eulalia
Fluoreszierender Uranophan???


Möglicher weise lag das aber auch daran, dass außen herum alles mögliche andere fluoresziert hat...


Grüße Markus

Offline Lynx

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Re: Fluoreszierender Uranophan???
« Antwort #35 am: 04 Jul 17, 22:56 »
Hallo Markus

Prima, die Bilder schauen super aus!

Grüße, Martin

Sollte das Bild unter UV nicht vielleicht auch mit den andern (unter normalem Licht und EDX-Daten) verknüpft werden?  Überleg Dir das - muss vielleicht auch nicht sein...

Offline Lynx

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Re: Fluoreszierender Uranophan???
« Antwort #36 am: 05 Jul 17, 18:18 »
P.S
Habe mir fluomin.org nochmal genauer angeschaut. Eine Reihe der Spektren sind z.B. aus dem Buch
"Luminescence Spectroscopy of Minerals and Materials" von Gaft, Reisfeld & Panczer (2005), einem Standardwerk in dem Feld.
Andere wiederum sind leider nur mit Namensvermerk, aber ohne weitere Information. Man muss also genau schauen.

Gruß, Martin

Offline etalon

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Re: Fluoreszierender Uranophan???
« Antwort #37 am: 11 Jul 17, 19:17 »
Hallo zusammen,

so, ich konnte es einfach nicht lassen, selbst einen Versuch der Aufnahme eines Fluoreszenzspektrums zu starten. Daher habe ich mein kleines Selbstbauspektrometer rausgekramt und an meine DSLR angeflanscht. Dann habe ich die am hellsten fluoreszierende Uranocircitstufe rausgesucht, welche ich gefunden habe, und mal ein erstes Testspektrum aufgenommen. Dafür, dass das nur aus einer einzelnen, unkalibrierten Aufnahme mit einer recht unempfindlichen Farbkamera gewonnen wurde, hat das echt gut funktioniert. Das Spektrum ist voll kalibriert. Ein Abgleich mit anderen Fluoreszenzspektren von Uranocircit zeigt, dass es exakt so aussieht, wie es zu erwarten ist.

edit: Bild auf Wunsch des Autors entfernt

Wie geht es weiter?
Ich werde das Spektrometer mit einem Mikroskopobjektiv versehen, um auch Insitumessungen an kleinen Proben machen zu können. Weiterhin wird irgend wann die Kamera gegen eine gekühlte, monochrome CCD-Kamera ausgetauscht, um ein besseres S/N zu erreichen, vor allem bei längeren Belichtungszeiten.
Warum das Ganze?
Ich suche schon seit einer Weile nach einer Möglichkeit, Uranophan und Sklodowskit (vor allem aus der Grube Clara) voneinander unterscheiden zu können, ohne jedes mal eine aufwändige EDX-Analyse machen zu müssen. Wenn es nur noch um die Frage geht, Uphan oder Sklodowsit, dann kann das Fluoreszenzspektrum Auskunft geben, da selbiges beim Uphan deutlich strukturierter und mit anderen Peaklagen ausfällt als beim Sklodowskit (wenn dieser überhaupt fluoresziert).
Das wäre eine schnelle und "günstige" Analysemethode, um diese Frage zu klären.

Außerdem macht es mir spaß, so etwas selbst zu entwickeln und bis zur Funktion zu bringen... ;)

Soweit dazu,
Grüße Markus


Wenn es Interessiert, halte ich Euch bei diesem Projekt weiter auf dem Laufenden...
« Letzte Änderung: 31 Jul 17, 11:54 von oliverOliver »

Offline Sebastian

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Re: Fluoreszierender Uranophan???
« Antwort #38 am: 11 Jul 17, 20:14 »
Sehr Interessant!
Respekt wers selber macht oder so ähnlich :D
Lese gerne mehr darüber!
Beste Grüße,
Sebastian

Offline Lynx

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Re: Fluoreszierender Uranophan???
« Antwort #39 am: 11 Jul 17, 21:36 »
Hallo Markus,

das schaut Klasse aus! Die Qualität überzeugt und ich bin schon auf Deine Spektren von Uranophan und Sklodowskit gespannt!

Magst Du das Spektrum vom Uranocircit vielleicht auch schon einstellen? Könnte interessant sein. Und bestimmt interessant finde ich, mehr über Dein Eigenbauspektrometer zu hören (vor einiger Zeit habe ich im Mikroskopie-Forum dazu was interessantes gefunden, http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=17904.0 ).

Nachdem wohl Mischformen und ggf. auch andere Aktivatoren im System Uranophan-Sklodowskit und verwandten Mineralien vorkommen,  lohnt es sich vielleicht, einige (viele?) Stücke zu vermessen, genau hinzuschauen und "Spektrum vs. EDX"-Cluster zu bilden. Daraus könnte man eventuell abschätzen, wie gut die Spektren trennbar und von Spektren der anderen Uranmineralien ähnlichen Aussehens (auch als Belag) unterscheidbar sind (leider ist das Resultat "nicht leuchtend" da wenig hilfreich). Achja. Vielleicht magst Du Dir einen kleinen Lasepointer 415nm für den Zweck anschaffen? Das könnte  auch was bringen. Damit würdest Du wohl UV-anregbaren Hintergrund besser abtrennen können (wenn der denn bei 415 nm nicht anregbar wäre) und gleichzeitig die Kristalle besse treffen. Heisst leider aber auch, dass Du noch ein bisschen vorsichtiger arbeiten musst ;-).

Wie hat das mit der Literatur geklappt - brauchst Du noch etwas?

Bin gespannt auf die Fortsetzung,
Viele Grüße, Martin

Offline etalon

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Re: Fluoreszierender Uranophan???
« Antwort #40 am: 11 Jul 17, 22:22 »
Hallo ihr Zwei,

dann werde ich gerne künftig hier weiter berichten... ;)

Zitat
Die Qualität überzeugt und ich bin schon auf Deine Spektren von Uranophan und Sklodowskit gespannt!

Ja Martin, ich auch! :)

Zitat
Magst Du das Spektrum vom Uranocircit vielleicht auch schon einstellen?

Wie meinst Du das?

Zitat
Und bestimmt interessant finde ich, mehr über Dein Eigenbauspektrometer zu hören

Gerne. Es handelt sich dabei um ein Spaltspektrometer mit einem 50my Spalt, eine 75mm Kollimatoroptik, ein 600L/mm Grism (das ist ein Verbund von Prisma und Beugungsgitter. Das hat den Vorteil, dass man eine gerade optische Achse durch das Spektrometer hat, und dass sich die nichtlineare Dispersion von Prisma und Gitter fast gegenseitig aufheben, da sie ein umgekehrtes Vorzeichen haben.), eine 80mm Objektivoptik, DSLR-Kamera.

Eigentlich hatte ich das Spektrometer mal gebaut, um bei Öffentlichkeitsarbeit Interessierten die Frauenhoferschen Linien im Sonnenspektrum zu zeigen, oder die Spektrallinien einer Leuchtstoffröhre, etc. Dann lag es aber Jahre auf meiner optischen Bank herum und findet jetzt wieder eine sinnvolle Verwendung.

Durch die Bauform ist es bis jetzt (also ohne Mikroskopobjektiv) recht kompakt. Selbstverständlich ist es Professionell aufgebaut. Die spektrale Auflösung habe ich bis jetzt noch nicht herausgemessen, aber die Na D-Linie mit ca. 6 Angström Abstand oder das Magnesiumtriplett mit ca. 5 Angstöm Abstand werden einwandfrei aufgelöst, also ist die spektrale Auflösung deutlich besser, als es für die Aufnahme von Fluoreszenzspektren notwendig wäre. Ich werde morgen mal ein paar Bilder von dem Teil hochladen...

Zitat
Nachdem wohl Mischformen und ggf. auch andere Aktivatoren im System Uranophan-Sklodowskit und verwandten Mineralien vorkommen,  lohnt es sich vielleicht, einige (viele?) Stücke zu vermessen, genau hinzuschauen und "Spektrum vs. EDX"-Cluster zu bilden. Daraus könnte man eventuell abschätzen, wie gut die Spektren trennbar und von Spektren der anderen Uranmineralien ähnlichen Aussehens (auch als Belag) unterscheidbar sind

Exakt das habe ich vor. Das Ganze muss natürlich über Vergleichsreihen mit analysierten Stücken validiert werden, aber ich denke, dann kann man da schon etwas anfangen. Nur die Softwareseite muss noch etwas automatisiert werden. Mal sehen, vielleicht kann man das über Makros lösen...

Zitat
(leider ist das Resultat "nicht leuchtend" da wenig hilfreich)

Doch, eigentlich schon. Denn dann ist es mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit kein Uranophan... ;)

Zitat
Achja. Vielleicht magst Du Dir einen kleinen Lasepointer 415nm für den Zweck anschaffen? Das könnte  auch was bringen. Damit würdest Du wohl UV-anregbaren Hintergrund besser abtrennen können (wenn der denn bei 415 nm nicht anregbar wäre)

Ja, ich muss mal sehen. Erste Priorität hat erst mal der Spektrometeraufbau. Wenn das alles funktioniert, dann können wir mit der Anregungswellenlänge experimentieren...

Zitat
Heisst leider aber auch, dass Du noch ein bisschen vorsichtiger arbeiten musst ;-).

Das wäre dann wahrscheinlich einer der kleinsten Laser, welcher bei mir in Betrieb ist... ;)

Zitat
Wie hat das mit der Literatur geklappt - brauchst Du noch etwas?

Das Paper habe ich gefunden, danke. Sehr interessant! Bin aber über weitere Literatur zu diesem Thema immer dankbar...

Fortsetzung folgt Morgen,

Grüße Markus

Offline Lynx

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Re: Fluoreszierender Uranophan???
« Antwort #41 am: 11 Jul 17, 23:12 »
Hallo Markus,

Danke für die Info. Ich bin gespannt ob da klappt, Uranophan und Sklodowskit zu unterscheiden. Vorallem würde mich interessieren, wie die zusammensetzung speziell bezüglich der Elemente Mg-Ca und Verunreinigungen wie P-As oder Mn-Fe-Cu oder seltene Erden die spektrale Zuordnung beeinflussen.

Dass etwas, was eigentlich leuchten sollte mal nicht leuchtet, ist üblicherweise nicht so schwer hinzubekommen. Eisen, Kupfer etc. als Verunreinigungen wirken effizient und ob strukturelle Schäden durch den radioaktiven Zerfall in (geologisch alten) Uran-Mineralien auch die Lumineszenz beeinflussen (im Sinne von Lumineszenz unterdrücken) weiss ich nicht. Bin gespannt!

Zitat
Magst Du das Spektrum vom Uranocircit vielleicht auch schon einstellen?
Wie meinst Du das?


Bild der Stufe Uranocircit + Fluoreszenzspektrum beim Fundord Menzenschwand und Mineral Uranocircit. Vielleicht sogar das Spektrum bei der Mineralbeschreibung unter dem Punkt "Fluoreszenz" referenzieren.

wäre der Vorschlag. Aber vielleicht ist Dir dieses Bild noch zu sehr ein Test...

Viele Grüße zurück,
Martin

Offline etalon

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Re: Fluoreszierender Uranophan???
« Antwort #42 am: 13 Jul 17, 19:29 »
Hallo zusammen,

gestern habe ich es leider nicht geschafft...  :P

Im Anhang findet Ihr ein paar Bilder. Diese zeigen nur das oben beschriebene Spektrometer samt Kamera und dessen Eingangsspalt. Das ist aber nur die Hälfte von dem Spektrometeraufbau. An der anderen Hälfte bin ich gerade noch am Tüfteln und warte noch auf Teile. An das Spektrometer kommt noch ein Mikroskopobjektiv mit V=6,25x. In dem parallelen Strahlengang zwischen Objektiv und Tubuslinse wird das Anregungslicht über einen dichroitischen Strahlteiler konfokal durch das Objektiv zugeführt. Das hat den Vorteil, dass man nicht für jede Probe immer die Beleuchtung einstellen muss, und dass der angeregte Bereich relativ klein räumlich begrenzt ist, um eine Anregung von eventuell benachbarten, auch fluoreszierenden Mineralien zu vermeiden. Das erfordert natürlich einiges an Bastelei, aber ich bin gerade voll dabei.   8)
Weiterhin wird das Ding zwischen Tubuslinse und Spektrometerspalt eine Klappspiegeleinheit mit einer 90° Auslenkung bekommen, an der dann ein Fadenkreuzokular justierbar angebracht wird. So kann man auch bei kleinen Proben das Objekt mit dem Okular positionieren und fokussieren, bevor man dann auf das Spektrometer wechselt und das eigentliche Spektrum aufnimmt. Im Prinzip wird es also ein kleines Fluoreszenzmikroskop mit angeschlossenem Spektrometer...

Weiterhin habe ich im Anhang mal noch ein Absorptionsspektrum der Sonne angehängt und die prominentesten Linien beschriftet. Diesem kann man die ungefähre Auflösung des Spektrometers entnehmen. Die horizontalen Schlieren kommen von einem nicht (bzw. schlecht) gereinigten Kamerasensor. Das muss ich mal noch beseitigen. Daher sollten die Aufnahmen vor der Verarbeitung auch möglichst kalibriert werden (Darkabzug, Flatfield,...).

@Martin: Ich habe mich mal nach 415nm Lasern umgesehen, aber die sind relativ teuer und selten auf dem Gebrauchtmarkt zu finden. Das wäre für das Uranyl-Ion sicher die erste Wahl in der Anregung. Werde mir aber wohl einen 405nm Diodenlaser kaufen, und mit diesem anregen. Bei dieser Wellenlänge ist die Absorption immer noch um fast einen Faktor 2 größer als bei 365nm...

Soweit für Heute,
Grüße Markus

Offline etalon

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Re: Fluoreszierender Uranophan???
« Antwort #43 am: 13 Jul 17, 19:30 »
...und noch der Eingangsspalt...

Offline etalon

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Re: Fluoreszierender Uranophan???
« Antwort #44 am: 21 Jul 17, 20:42 »
Hallo zusammen,

ich kann wieder einen kleinen Fortschritt im Ausbau meines Fluoreszenzspektrometers berichten:

Jetzt ist das Mikroskopobjektiv und die Klappspiegeleinheit montiert. Nun muss das Ganze noch zueinander justiert werden und dann das Spektrometer neu kalibriert werden. Erste kurze Versuch haben schon sehr vielversprechend funktioniert.

An der konfokalen Beleuchtungseinspeisung bin ich noch am Basteln, da ich noch auf ein paar Teile aus Übersee warten muss...

Soweit für heute,

Grüße Markus

 

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