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최적화된 보석을 식별하는 방법은 무엇인가요?
신원 확인에 사용되는 기기 및 장비와 그 작동 과정에 대한 가이드
최적화 처리 후 보석 및 원석은 판매 시 공신력 있는 기관의 보석 개선 테스트 인증서를 제시해야 합니다. 보석의 내부 및 외부 특성에 따라 육안 검사 및 다양한 검사 방법과 기기를 통해 인위적인 처리 여부를 판단하기 위한 목적이 분명합니다. 주요 감별 방법과 내용은 다음과 같습니다:
(1) 인공적인 처리를 거친 보석의 다양한 특징을 식별하고 확인합니다.
최적화 처리 후 보석은 색상, 구조, 구성 등이 변경됩니다. 보석 최적화 처리의 특징은 육안 검사 및 기기 테스트를 통해 결정됩니다.
(2) 어떤 종류의 인위적인 치료 방법을 사용할 수 있나요?
최적화 처리 후 보석의 내부 및 외부 특성과 테스트 데이터를 바탕으로 어떤 최적화 처리 방법을 거쳤을지 분석하고 최적화 처리 특징을 바탕으로 보석의 최적화 처리 방법을 결정합니다.
(3) 최적화된 치료 제품의 물리적, 화학적 특성의 안정성.
최적화 처리된 보석은 아름답고 안전하며 물리적, 화학적 특성이 안정적이어야 보석의 미적, 경제적 가치를 높여 주얼리 시장에 진입할 수 있습니다. 시장에서 판매할 때 최적화 보석은 표시를 하지 않아도 되지만, 처리된 보석은 반드시 처리 유형을 표시해야 하며, 그렇지 않으면 시장에 혼란을 야기하고 소비자들에게 공포를 줄 수 있습니다.
라만 분광기
목차
섹션 I 최적화된 처리된 보석을 식별하는 방법 및 단계
최적화된 처리된 보석을 정확하고 빠르게 식별하기 위해서는 육안 관찰에만 의존하는 것 이상의 노력이 필요합니다. 보석을 식별하기 위한 다양한 기기가 개발되었습니다. 보석 식별 기기는 최적화된 처리된 보석의 내부 및 외부 특성을 관찰하고 보석 최적화의 구체적인 방법을 결정하기 위해 필요합니다. 실제 감별에서는 한 가지 기기가 전부가 아니라 여러 기기를 함께 사용하여 서로를 검증해야 합니다. 보석 기기를 선택할 때는 사용하기 쉽고, 빠른 측정이 가능하며, 샘플을 손상시키지 않아야 합니다. 일반적인 탐지 방법과 단계는 다음과 같습니다:
(1) 보석을 자세히 육안으로 관찰합니다.
보석의 특정 속성은 색상, 모양, 투명도, 광택, 특수 광학 효과, 분열, 파손 및 특정 절단 특징과 같은 육안 관찰을 통해 확인할 수 있습니다. 크리스탈 형태는 크리스탈 러프인 경우 크리스탈 계열 또는 시스템을 결정하는 데 사용해야 합니다. 조명을 받으면 보석의 내포물이 더 뚜렷하게 관찰될 수 있습니다.
(2) 확대 검사
샘플을 깨끗이 닦고 돋보기나 현미경을 사용하여 보석의 작은 내부 및 외부 특징을 관찰합니다. 반사광으로 샘플의 외부 특징을 관찰하고 투과광이나 강한 광원으로 내부 특징을 관찰합니다. 산란 현미경이나 오일 침지를 사용하면 특수한 경우 내부 성장 패턴과 색상 분포 특징을 관찰할 수 있습니다. 다양한 각도에서 관찰하고 관찰 결과를 기록하여 천연, 합성 또는 인위적으로 강화된 보석을 구별할 수 있는 증거로 활용하세요.
(3) 광학 특성 감지
굴절률, 극성, 형광 특성, 흡수 스펙트럼 특성 등 보석의 광학적 특성을 측정합니다. 보석마다 굴절률 또는 굴절률 범위가 다릅니다. 굴절률과 복굴절을 측정하여 보석이 균질한지 비균질한지, 일축 결정인지 이축 결정인지 등을 확인할 수 있습니다. 예를 들어, 두 가지 다른 보석 재료로 만든 합성석은 두 재료의 서로 다른 굴절률에 따라 합성 스피넬의 굴절률이 천연 스피넬의 굴절률보다 크다는 것을 기준으로 구분할 수 있으며, 처리된 일부 보석도 굴절률로 구별할 수 있습니다.
(4) 물리적 특성 탐지 및 화학적 테스트
예를 들어, 오일로 처리한 루비나 에메랄드는 뜨거운 바늘로 만지면 오일이 흘러나오고, 호박은 태우면 향기로운 냄새가 나는 반면 플라스틱 복제품은 태우면 매운 냄새가 나고, 구리 염료로 처리한 보석을 닦으면 색이 변하고, 충전한 보석은 일반적으로 천연 보석보다 상대적 밀도가 낮습니다.
(5) 대형 기기를 사용한 테스트
일부 최적화 처리된 보석은 기존의 보석 기기 및 방법으로는 식별할 수 없으며, 적외선 흡수 분광법, 라만 분광법, 자외선-가시 분광법과 같은 대형 기기 테스트를 통해 보석의 종류 또는 최적화 처리 방법을 결정할 수 있습니다.
따라서 보석 감별 기구의 종류, 구조, 원리, 사용 방법 및 주의 사항을 이해하여 최적의 처리된 보석을 감별할 때 적합한 감별 기구를 선택하고 사용법을 올바르게 숙지하는 것이 필수적입니다.
섹션 II 돋보기
돋보기는 보석을 식별하는 데 가장 일반적으로 사용되는 도구 중 하나로, 일반적으로 10배 정도 확대할 수 있습니다. 돋보기는 작고 휴대하기 쉬우며 널리 사용됩니다. 돋보기는 보석의 표면과 표면 성장 패턴, 균열, 골절, 내부 성장 패턴, 어두운 내포물 등과 같은 보다 명확한 내부 특징을 관찰하는 데 사용됩니다.
1. 휴대용 돋보기 구조
보석 식별에 일반적으로 사용되는 돋보기는 볼록 렌즈입니다(그림 2 - 1). 가장 간단한 구조는 단일 렌즈이며 일반적으로 저배율에 적합합니다. 더 복잡한 구조는 두 배율 또는 세 배율의 이중 및 삼중 렌즈로, 볼록 렌즈의 곡률 증가 문제를 제거하여 구면 수차 및 왜곡을 방지할 수 있습니다.
돋보기를 구매할 때 그래프 용지를 사용하여 품질을 확인할 수 있습니다. 휴대용 돋보기 아래의 그래프 용지 가장자리에 왜곡이 있는지 확인하세요. 왜곡 정도가 작을수록 돋보기의 품질이 좋은 것입니다.
2. 돋보기의 기능
보석 돋보기를 사용하면 보석의 내부와 외부의 특징을 보다 명확하게 관찰할 수 있어 보석 식별에 효과적이고 편리한 도구가 됩니다. 일반적으로 육안으로 색상, 투명도, 광택 등 보석의 기본 특성을 관찰한 후 돋보기를 사용하여 균열, 성장 패턴, 내포물 등 보석의 외부 및 내부 특징을 추가로 살펴볼 수 있습니다.
관찰자의 자세, 습관, 광원, 배경 및 기타 요인이 관찰 결과에 영향을 미칠 수 있습니다. 돋보기를 사용할 때는 돋보기를 가능한 한 눈에 가까이 대고 자세히 관찰하는 것이 올바른 방법입니다. 돋보기가 흔들리지 않도록 보석을 잡은 손이 돋보기를 잡은 손에 닿도록 하고 팔꿈치를 테이블 위에 올려 돋보기와 눈, 보석 사이에 일정한 거리를 유지해야 합니다.
섹션 III 보석 현미경과 그 응용 분야
보석 내포물이 작아서 일반 돋보기로는 관찰할 수 없는 경우도 있습니다. 이 경우 더 높은 배율의 도구인 현미경을 사용할 수 있습니다. 보석 현미경으로 보석을 관찰하면 돋보기를 사용하는 것보다 더 선명하게 관찰할 수 있습니다. 현미경은 최대 200배까지 확대 범위가 넓을 뿐만 아니라 휴대용 돋보기에서 발생할 수 있는 흔들림을 방지할 수 있기 때문입니다. 단점은 부피가 커서 휴대하기 불편하다는 것입니다. 이 현미경은 10배율 돋보기로는 보기 어려운 내부 내포물을 높은 배율과 넓은 시야로 관찰하는 데 사용되며, 열처리 루비의 내포물 변화, 열처리 호박에서 기포가 터지면서 발생하는 '햇빛', 유색 오일로 채워진 에메랄드에서 보이는 섬광 효과 등 최적화된 보석 처리의 대표적인 특징들을 관찰할 수 있습니다.
1. 보석 현미경의 종류와 구조
보석 현미경은 보석 홀더, 조명 시스템, 침지 오일 탱크와 같은 보조 장비를 갖춘 양안 현미경입니다. 최적화된 보석 처리를 위해 주로 육안이나 10미터 확대경으로 보기 어려운 보석의 내부 및 외부 특징을 관찰하는 데 사용됩니다. 현미경의 일반적인 유형에는 수직 현미경과 수평 현미경이 있습니다. 보석의 특성과 관찰 방법에 따라 다양한 현미경이 선택됩니다.
(1) 수직 현미경:
보석 식별에 가장 일반적이고 널리 사용되는 현미경 유형입니다(그림 2 - 2). 광원과 현미경 시스템이 통합되어 있어 위에서 보석을 관찰할 수 있는 것이 특징입니다.
(2) 수평 현미경:
현미경, 보석, 광원이 동일한 수평선에 있는 별도의 광원과 배율 시스템을 갖추고 있어 보석을 측면으로 관찰할 수 있습니다. 오일 침지 용기를 사용하여 보석의 내부 구조를 관찰할 수 있는 것이 가장 큰 특징입니다.
2. 보석 현미경의 조명
수직형 보석 현미경에는 일반적으로 상단 광원과 하단 광원의 두 가지 광원이 있습니다. 상단 광원은 형광 광학 광원 또는 백열등 광원일 수 있습니다. 하단 광원은 백열등 광원입니다. 조명에는 9가지 일반적인 방법이 있습니다.
(1) 암시야 조명
보석과 광원 사이에 반사되는 배경이 없는 검은색 판을 배치합니다. 빛이 가장자리에서 회절되어 밝고 밝은 색의 내포물과 검은색 배경 사이에 선명한 대비가 만들어집니다. 이 유형이 가장 일반적으로 사용됩니다[그림 2 - 3 (a) ]. 주로 수정 내포물 및 성장 패턴과 같은 투명한 보석의 밝은 색 내포물 및 성장 구조를 관찰하는 데 사용됩니다.
(2) 밝은 필드 조명
빛이 아래쪽에서 보석을 직접 비추기 때문에 조리개를 핀 포인트 조명으로 고정하는 경우가 많습니다. 이렇게 하면 보석의 어두운 내포물과 밝은 필드 사이에 선명한 대비를 만들 수 있으며 곡선형 줄무늬나 낮게 튀어나온 내포물을 관찰하는 데에도 적합합니다[그림 2 - 3(b) ].
(3) 수직 조명(상단 광원 사용)
빛은 위에서부터 비추어 반사광을 이용해 보석의 표면 특징을 관찰합니다[그림 2 - 3(c) ]. 주로 보석 표면의 균열, 긁힘, 요철을 확인하는 데 사용됩니다.
(4) 확산 조명
보석과 광원 사이에 표면 섬유 또는 기타 반투명 재료를 배치하여 빛을 산란시키고 부드럽게 하여 보석의 색조 고리와 색상 밴드 구조를 관찰하는 데 도움을 줍니다[그림 2 - 3(d) ].
(5) 수평 조명(모든 광원 사용)
좁은 광선이 가장자리에서 보석쪽으로 향하고 그 위에서 관찰되어 크리스탈과 거품과 같은 밝은 바늘을 더 쉽게 볼 수 있습니다 (연필 조명 기술) .
(6) 바늘 광원 조명
보석과 광원 사이에 라이트 링을 잠그면 수직 빛만 보석에 비추어 곡선 줄무늬와 색상 띠, 갈라짐, 이별 및 기타 구조를 더 쉽게 관찰할 수 있습니다.
(7) 편광 조명(편광판 및 분석기 사용)
두 개의 교차 편광판 사이에 보석을 배치하여 균질체인지 관찰하고 편광 현미경으로 관찰 가능한 다색성, 변칙 소멸 및 기타 효과를 확인합니다 (그림 2 - 4).
(8) 비스듬한 조명(모든 광섬유 광원 사용)
경사진 각도에서 좁은 광선이 보석을 비추면 수직과 수평 조명 사이의 각도가 분열의 액체 내포물 (예 : 무지개 빛깔)로 인한 얇은 층 효과를 쉽게 관찰 할 수 있기 때문입니다.
(9) 암시야 기법
보석과 광원 사이에 부분적으로 불투명한 배플을 삽입하여 직사광선이 보석에 비추는 것을 방지하여 내포물이 뚜렷한 3차원 효과를 나타내도록 하여 곡선 줄무늬 및 쌍둥이와 같은 성장 구조의 위치를 관찰하는 데 도움이 됩니다(그림 2 - 5).
3. 보석 현미경 검사에 사용되는 일반적인 침지 액체
(1) 일반적인 침지 액체
보석에 일반적으로 사용되는 침지액은 똑바로 세운 현미경과 수평 현미경 모두에 침지 탱크가 장착된 유성 액체입니다. 보석을 담그면 내부 내포물, 성장 패턴 및 기타 특징을 관찰할 수 있어 표면이나 작은 면의 반사로 인한 간섭을 줄이고 내부 특성을 효과적으로 관찰할 수 있습니다. 보석과 굴절률이 비슷한 침지 액체에 보석을 넣으면 더 뚜렷한 결과를 얻을 수 있습니다. 이상적인 침지액은 휘발성이 좋고 투명도가 높으며 무독성 및 무취여야 합니다. 또한 관찰된 보석과 유사한 밀도 또는 굴절률을 갖도록 배합할 수도 있습니다. 보석 현미경에 사용되는 일반적인 침지액으로는 글리세린, 액체 파라핀, 염화 나프탈렌, 디오도메탄 등이 있으며, 굴절률 값은 표 2 - 1에 나와 있습니다.
표 2 - 1 다양한 침지 액체의 굴절률 지수
| 침지 액체의 이름 | 굴절률 |
|---|---|
| 물 | 1.33 |
| 테레빈유 | 1.47 |
| 글리세린 | 1.47 |
| 염화 나프탈렌 | 1.63 |
| 액체 파라핀 | 1.47 |
| 디오도메탄 | 1.74 |
(2) 침지 용액 사용 시 주의사항
보석 현미경에는 다양한 종류의 침지액을 사용할 수 있으며, 보석에 따라 선택한 침지액이 다릅니다. 침지액을 선택하기 위한 요건에는 다음과 같은 측면이 포함됩니다:
담금 액체를 선택할 때는 액체의 굴절률이 보석의 굴절률에 가까워야 보석의 내부 특징을 관찰하는 데 유리합니다.
다공성 보석, 유기 보석, 조립된 보석의 시멘트는 침지액에 넣지 않아야 합니다.
α - 염화나프탈렌과 디클로로메탄은 냄새가 강하므로 담근 보석은 제거한 후 세척해야 합니다.
초점 거리를 조정할 때 대물렌즈가 침지액에 닿거나 렌즈가 너무 낮아져 액체의 증기에 영향을 받지 않도록 주의하세요.
직립형 현미경은 대물렌즈 아래, 광원 위에 침지 탱크를 배치하고 관찰 시간은 관리 가능한 길이여야 합니다.
4. 보석 현미경 사용 시 주의사항
보석을 관찰할 때는 조작 실수로 인한 관찰 결과의 오류나 현미경 손상을 방지하기 위해 현미경을 올바르게 사용하는 것이 중요합니다. 현미경을 사용할 때는 다음 사항에 주의하세요:
(1) 보석의 내부 및 외부 특징을 관찰할 때는 적절한 광원을 선택합니다. 일반적으로 내부의 특징을 관찰할 때는 투과광을, 외부의 특징을 관찰할 때는 반사광을 사용합니다.
(2) 대물렌즈의 초점 거리를 조정할 때는 튜브를 천천히 올렸다 내렸다 하여 갑자기 떨어뜨려 대물렌즈가 긁히거나 보석에 부딪히지 않도록 주의하세요.
(3) 현미경을 깨끗하게 유지하고, 렌즈를 손가락으로 만지지 말고 렌즈 페이퍼를 사용하여 닦아주세요.
(4) 현미경 사용 후에는 전원을 끄고 대물렌즈를 가장 낮은 위치로 조정한 후 현미경을 덮어주세요.
5. 보석 식별에서 보석 현미경의 역할
보석 현미경은 보석 식별에 널리 사용되며, 주로 보석 표면과 내부 특징을 관찰하는 데 사용됩니다. 일반적인 외부 특징으로는 표면 결함(스크래치, 마모, 성장 패턴, 산 에칭 패턴 등) 및 절단 스타일(패싯 모양, 대칭 등)이 있으며, 일반적인 내부 특징으로는 내포물의 종류와 분포 특성, 색상 분포, 성장 패턴, 이중 굴절 여부, 다른 재료로 만들어진 복합석인지 여부 등이 있습니다.
현미경으로 몇 가지 일반적인 특징을 관찰하면 보석이 인위적으로 처리되었는지 여부를 확인할 수 있습니다. 예를 들어, 충전 처리를 한 에메랄드의 경우 충전 부위의 색상, 광택, 투명도 차이를 에메랄드 본체와 비교하여 현미경으로 확인할 수 있습니다.
(1) 보석 표면과 내부 내포물의 차이점
보석의 표면과 내부 특징을 구별하는 것은 보석 식별에 매우 중요합니다. 일반적으로 표면 특징이 보석 품질에 미치는 영향은 내부 특징이 미치는 영향보다 적습니다. 예를 들어, 다이아몬드 투명도 등급에서 내부 내포물이 다이아몬드 투명도에 미치는 영향은 표면의 구덩이, 성장선 및 기타 요인보다 더 큽니다. 보석 현미경으로 표면과 내부 특징을 구별하는 방법에는 반사광, 초점면 및 스윙 방법이 있습니다.
반사광 방식
보석을 관찰하는 방향에서 빛을 비추고 현미경의 초점을 보석의 표면인 반사 표면의 위치에 맞춰 조정합니다. 내부 내포물인 경우 표면이 선명할 때 내포물이 불분명해지고, 외부 특징인 경우 두 가지가 동시에 선명해집니다.
초점면 방법 ② 초점면 방법
초점 노브를 조정하여 보석 표면의 대부분을 동시에 선명하게 만듭니다. 위의 반사 방법과 마찬가지로 보석의 표면이 선명하면 내부 내포물이 불분명해집니다. 반대로 내부 내포물이 선명할 때는 표면이 선명해야 합니다.
스윙 방법 ③ 스윙 방법
초점을 특정 위치로 조정하고 내부 및 외부 특징의 진폭을 관찰하면서 동시에 보석을 회전시키면서 내부 내포물의 진폭이 표면의 특정 특징의 진폭보다 작아지는 것을 관찰합니다.
(2) 표면 특징 관찰
보석 식별의 첫 번째 단계는 표면 광택, 균열, 파손 특성 등 보석의 표면 특징을 관찰하여 보석의 종류에 대한 예비 판단을 내리는 것입니다. 거친 보석을 관찰할 때는 보석의 결정 형태, 결정면 패턴, 갈라진 부분 등의 특징에 집중하세요.
광물 결정 또는 원석의 표면 특징 ① 광물 결정 또는 원석의 표면 특징
- 결정면 줄무늬는 광물 결정 표면에 선형 줄무늬로 나타나며, 결정면의 성장과 발달을 반영합니다. 광물 결정 형태에 따라 표면의 성장 줄무늬가 다릅니다. 예를 들어, α-석영 결정은 표면에 수평 줄무늬가 있고, 다이아몬드는 전형적인 삼각형 줄무늬가 있으며, 전기석 결정은 단단한 줄무늬가 있습니다(그림 2 - 6) .
- 쌍둥이 특정 대칭 관계에 따라 배열된 두 개 이상의 동일한 결정으로 구성된 연속체를 쌍둥이 결정이라고도 하며, 쌍둥이 결정이라고도 합니다. 쌍둥이 개체가 연결되는 방식에 따라 접촉 쌍둥이, 상호 침투 쌍둥이, 순환 쌍둥이로 분류할 수 있습니다. 접촉 쌍둥이는 다시 단순 접촉 쌍둥이와 집합 접촉 쌍둥이로 나뉩니다. 트윈 스트라이프는 트윈 접합부의 크리스탈 표면, 절단면 또는 보석 절단 및 연마면에 나타나는 선형 스트라이프입니다. 트윈은 크리스탈의 상호 관통 트윈, 다이아몬드의 삼각형 얇은 슬라이스 트윈(그림 2 - 7), 크리소베릴의 세 겹 트윈, 스피넬의 접촉 트윈 등과 같은 보석 광물의 고유한 특징입니다.
- 분열과 균열: 분열은 광물이 외부의 힘에 의해 특정 방향을 따라 갈라져 매끄러운 평면을 형성하는 방식입니다. 분열 방향과 분열의 수는 결정마다 다릅니다. 균열 표면은 불규칙하고 매끄럽지 않으며, 결정의 종류와는 무관하고 가해지는 외부 힘과만 관련이 있습니다.
- 성장 언덕: 결정의 성장 과정에서 형성되는 기하학적 모양으로, 규칙적인 모양을 가지며 결정 표면 위로 약간 올라가는 것을 성장 언덕이라고 합니다. 천연 다이아몬드와 합성 다이아몬드의 성장 언덕의 특성은 크게 다릅니다(그림 2 - 8).
② Polished G엠스톤
최적화 처리 후 원석의 커팅 스타일은 천연 원석의 커팅 스타일과 다를 수 있습니다. 천연 보석에 비해 최적화 보석의 절단 비율은 더 낮으며 표면이 고르지 않을 수 있습니다. 최적화된 보석의 경우 주요 관찰 사항으로는 절단 비율, 가장자리의 일치, 연마 품질, 스크래치 및 표면 결함이 있습니다.
합성석(조합석) ③ 합성석(조합석)
복합 보석은 또한 두 가지 이상의 서로 다른 소재의 보석을 결합하여 형성된 보석의 가공을 개선할 수 있습니다. 현미경으로 관찰하면 복합 보석은 다음과 같은 특징을 보입니다:
- 합성석의 접합 이음새 합성석에서 서로 다른 재료의 접합부에 뚜렷한 접합 이음새가 나타나며, 이음새 위와 아래에서 색상과 광택의 차이가 관찰됩니다.
- 복합석 부품의 광택 변화 복합석은 굴절률과 투명도가 다른 여러 재료로 구성되어 있기 때문에 재료에 따른 광택의 변화를 현미경으로 관찰할 수 있습니다(그림 2 - 9).
- 결합 부위에 기포가 있나요? 예를 들어, 가넷이 위에 있는 결합 스톤의 경우 확대해서 보면 결합층에 기포가 있고 가넷과 유리의 색상 차이로 인한 레드 링 효과가 나타납니다.
코팅, 필름 및 인크러스트 ④ 코팅, 필름 및 인크러스트
코팅이나 필름 처리를 한 보석은 일반적으로 표면층이 얇고 경도가 낮습니다. 고온에서 처리된 보석은 스크래치, 충돌 자국, 기포, 코팅의 부분적인 박리 등 현미경으로 표면의 차이를 관찰할 수 있으며(그림 2 - 10), 고온에 노출된 후에도 보석은 고온 특성을 갖는다는 것을 알 수 있습니다. 코팅된 보석의 표면은 일반적으로 투명도와 광택이 낮은 다결정 필름이며, 코팅된 보석의 표면은 합성 보석의 표면으로 일반적으로 성장선 및 기포와 같은 합성 보석의 특성을 나타냅니다.
염색 및 유색 제품
염색이나 착색이 된 보석은 일반적으로 자연적인 균열이 많이 있습니다. 돋보기나 현미경으로 보면 보석의 균열과 구멍에서 염료와 착색제를 관찰할 수 있습니다. 이러한 착색제의 존재는 보석의 색상 다양성을 증가시키고 현미경으로 보면 색상 분포가 매우 고르지 않고 균열이 있는 부분은 색이 더 어둡고 밀도가 높은 구조는 더 밝습니다(그림 2-11) .
(3) 내부 특징 관찰
색상 관찰
천연 보석의 색상이 반드시 균일하게 분포되어 있는 것은 아니며, 염색된 보석의 색상 분포는 보석의 구조와 관련이 있습니다. 예를 들어, 염색된 경옥의 색상은 섬유질 구조를 따라 분포하며, 구조가 느슨한 부분에서는 더 진한 색상을, 밀도가 높은 부분에서는 더 밝은 색상을 띠게 됩니다. 천연 루비에는 많은 균열이 있기 때문에 염색된 루비는 종종 균열에서 더 진한 색을 띠게 됩니다.
성장 라인 관찰
천연 보석의 성장 패턴은 합성 보석의 성장 패턴과 다릅니다. 일반적으로 천연 보석의 성장선은 천연 사파이어의 각진 성장 색상 밴드와 같이 직선인 반면, 불꽃 융합법으로 합성된 사파이어의 성장선은 호 모양입니다. 물론 플럭스 방식으로 합성된 루비의 성장선은 직선인 반면 천연 진주의 성장선은 동심원 모양인 등 다양한 상황이 존재합니다.
내포물 관찰 ③ 내포물 관찰
내포물의 특성은 천연 보석, 합성 보석, 최적 처리된 보석을 구별하는 가장 중요한 식별 기준입니다. 내포물의 유형은 성장 환경에 따라 달라집니다.
천연 보석에는 내포물이 풍부하게 포함되어 있습니다. 내포물(내포물이라고 함)의 유형은 보석의 기원과 관련이 있습니다.
- 기본 암석과 초반암에서 발견되는 보석에는 주로 흑운모, 적철광, 자철광, 황철광과 같은 고체 암석과 루틸이 포함됩니다.
- 페그마타이트의 보석에는 많은 기체 및 액체 내포물이 포함되어 있으며, 일반적으로 눈물방울 모양, 타원형 또는 평행한 관 모양으로 나타납니다. 예를 들어 신장 알타이에서 생산되는 아쿠아마린 캣츠 아이는 미세한 관형 내포물이 조밀하게 밀집되어 있습니다.
- 열수 활동과 관련된 보석에는 종종 기체, 액체 내포물, 고체 광물 내포물이 있으며, 때로는 2상 또는 3상 내포물이 공존하기도 합니다. 예를 들어, 콜롬비아 에메랄드에서는 3상 내포물이 발달합니다(그림 2 - 12).
- 내포물의 원산지 표시와 그 효과. 보석 형성 조건의 차이로 인해 보석의 내포물은 상당한 차이를 보입니다. 일부 보석에는 특징적인 내포물도 있습니다. 예를 들어, 토르말린의 관형 내포물, 토파즈의 2상 비혼화 액체 내포물, 3상 내포물, 에메랄드의 광물 내포물 등이 있습니다.
합성 보석의 내포물
- 화염 융합 방법: 이 방법은 루비, 사파이어, 스피넬, 루타일, 스트론튬 티탄산염 등을 합성할 수 있습니다. 합성된 보석은 일반적으로 축적 및 결정화 과정으로 인해 호 모양의 성장선을 보이며 녹지 않은 원료 분말과 둥근 기포가 나타날 수도 있습니다(그림 2 - 13).
- 플럭스 방법: 이 방법은 루비, 에메랄드, 크리소베릴을 합성할 수 있습니다. 백금 용기를 사용하기 때문에 백금 내포물이 있을 수 있습니다. 온도를 적절하게 제어하지 않으면 원료의 내포물이 일반적으로 합성 에메랄드의 내포물처럼 빗자루 모양 또는 구름 모양(베일과 같은 거품 응집체)의 형태로 나타날 수 있습니다(그림 2 - 14).
- 수열법: 처음에는 광학 결정을 합성하는 데 사용되었고, 나중에는 루비와 자수정을 합성하는 데 사용되었으며, 최근에는 에메랄드를 합성하는 데 사용되었습니다. 대표적인 예로는 합성 에메랄드의 베릴륨 산화물 고체 내포물이나 액체 및 기체 내포물(그림 2 - 15)과 같이 바늘처럼 내부에 결정 씨앗이 있는 내포물이 있습니다.
보석의 인공적인 개선
- 무색 소재 충전. 충전된 보석의 굴절률과 광택을 현미경으로 관찰할 때 기포와 광택 및 굴절률의 고르지 않은 분포가 나타날 수 있습니다. 예를 들어, 충전재와 루비 사이의 굴절률 차이로 인해 처리된 루비에서 기포가 관찰되어 보석 표면의 광택과 밝기가 달라질 수 있습니다(그림 2 - 16) .
- 염색 및 착색. 염색 처리는 루비, 옥, 마노, 진주, 크리스탈 등 다양한 종류의 보석에 적용할 수 있습니다. 천연 보석은 균열이 많은 경우가 많기 때문에 밝은 색상의 유기 염료나 무기 안료를 염색에 사용하면 천연 보석의 색상을 개선할 수 있습니다. 염색 처리 후 보석을 현미경으로 관찰하여 보석 균열 또는 입자 사이에 착색 물질이나 색상 분포가 존재하는지 확인할 수 있습니다. 예를 들어, 염색된 결정(그림 2 - 17)을 확대하면 보석의 균열에 색이 집중되어 있는 것을 볼 수 있으며, 보석의 표면을 백지나 면으로 닦으면 염색이 제대로 되지 않은 보석은 백지나 면에 색이 남는 것을 볼 수 있습니다.
- 코팅, 접착 및 백킹 코팅은 진공 코팅을 사용하여 크리스탈, 토파즈 또는 기타 무색 보석의 표면에 합성 다이아몬드 필름 층을 적용하여 다이아몬드를 모방하는 것과 같은 일반적인 처리 방법입니다. 현미경으로 보면 표면이 아다만틴 광택으로 나타납니다. 합성 다이아몬드는 다결정이기 때문에 시간이 지남에 따라 표면에 균열이나 마모가 발생할 수 있습니다. 보석의 테이블이나 파빌리온에 금속 층을 코팅하여 더 나은 반사 효과와 생생한 색상을 제공할 수 있습니다. 확대하면 무지개 표면을 관찰할 수 있습니다. 접착은 일반적으로 무색 또는 연한 색상의 베릴에 사용됩니다. 합성 방법을 사용하여 베릴 표면에 녹색 합성 에메랄드 층을 성장시켜 에메랄드 역할을 합니다. 열팽창이 다르기 때문에 합성 에메랄드 층과 베릴 사이의 경계면에 균열이 생길 수 있으며, 이를 현미경으로 관찰할 수 있습니다. 백킹은 종종 옅은 색상의 보석에 적용되는데, 예를 들어 옅은 오팔 아래에 검은색 백킹을 만들어 전체적인 색상을 진하게 하는 식입니다. 레이어 간의 색상 차이는 현미경으로 관찰할 수 있습니다.
- 합성석: 접착제를 사용하여 두 가지 이상의 재료를 유기적으로 결합하여 전체 보석의 모양을 만드는 과정을 합성석이라고 합니다. 합성 보석은 다이아몬드, 오팔, 에메랄드, 루비, 사파이어, 가넷에 사용됩니다. 확대하면 합성석에 경계면이 있는지, 층과 층 사이에 접착제가 있는지, 상층과 하층의 다양한 부분에서 내포물 특성의 차이가 있는지, 합성석 표면에 기포가 있는지 등을 관찰할 수 있습니다.
섹션 IV 굴절계
보석 굴절계는 총 내부 반사 법칙에 따라 설계 및 제조됩니다. 광파가 밀도가 높은 매질에서 밀도가 낮은 매질로 전파될 때 입사각이 어느 정도에 도달하면 총 내부 반사가 발생합니다. 총 내부 반사에 대한 임계 각도의 크기는 매체의 굴절률과 관련이 있습니다. 굴절계 전면에서 고납 유리에 빛을 비추면 빛은 고납 유리 반구를 통과하여 굴절률이 높은 침지 오일과 보석의 접촉 영역으로 전달되어 총 내부 반사가 발생합니다. 빛은 일반 고납 유리, 렌즈, 눈금 및 프리즘의 반대쪽을 반사하여 접안 렌즈에 도달하여 관찰자가 측정된 보석의 굴절률 값을 직접 읽을 수 있습니다(그림 2 - 18).
굴절계는 표면이 매끄러운 보석에 적합합니다. 굴절률과 복굴절을 측정하려면 시료의 표면이 매끈하거나 너무 작거나 굴절계와의 접촉 면적이 충분하지 않아야 합니다. 유기 보석, 다공성 보석 및 굴절률이 1.78보다 큰 시료도 굴절률 및 복굴절률 검사를 할 수 없습니다.
1. 굴절계 사용을 위한 전제 조건 및 제한 사항
굴절계 외에도 굴절률 측정에는 두 가지 조건이 필요합니다. 하나는 일반적으로 나트륨 램프를 통해 또는 광원이나 접안 렌즈에 노란색 필터를 추가하여 얻을 수 있는 589nm의 노란색 광원인 조명 광원이고, 다른 하나는 유리 테이블과 보석 샘플 사이의 좋은 접촉에 필요한 접촉 액체이며 굴절률이 보석 샘플보다 커야 한다는 조건입니다. 굴절계에 사용되는 접촉 액체는 독성이 있다는 점에 유의할 필요가 있습니다. 시료가 떠다니거나 관찰자에게 불필요한 해를 끼치는 것을 방지하기 위해 사용되는 접촉 액의 양을 최소화하고 사용 후에는 병을 단단히 닫아야 합니다. 사용 시 다음 사항에 주의하세요:
(1) 선택한 침지 오일의 굴절률은 일반적으로 1.80~1.81 정도로 고납 유리에 가까운 굴절률을 가져야 합니다.
(2) 보석의 굴절률은 침지 오일과 유리 반구의 굴절률보다 작아야 전체 내부 반사가 발생하여 굴절률을 측정할 수 있습니다. 보석의 굴절률이 침지 오일의 굴절률보다 크면 굴절계에서 보석의 굴절률 값을 측정할 수 없습니다.
(3) 다양한 보석의 임계각은 고정되어 있으므로 빛의 총 내부 반사 영역에 따라 보석의 다른 굴절률 값을 설명 할 수 있습니다 (즉, 입사각이 어떻게 변하더라도 총 내부 반사에 대한 최대 입사각은 하나뿐이며이 최대 값을 초과하는 모든 빛은 반사되지 않습니다) . 이렇게 하면 시야에 밝은 영역과 어두운 영역이 만들어집니다. 샘플과 편광판을 모든 방향으로 회전시키고 접안렌즈에서 밝음과 어둠의 경계에 있는 눈금을 관찰하면 보석의 굴절률을 측정할 수 있습니다.
2. 굴절계 작동 단계
(1) 측정할 시료를 세척하거나 닦은 후 측정 스테이지에 적당량의 접촉 오일을 놓습니다.
(2) 시료의 연마된 표면 또는 결정면을 아래로 향하게 하여 측정 단계의 접촉 오일 위에 부드럽게 놓습니다.
(3) 샘플과 편광판을 모든 방향으로 회전하고 굴절률인 관측 접안렌즈에서 명암 경계 눈금 값을 읽습니다.
(4) 균질체는 하나의 굴절률 값만 측정할 수 있습니다. 반면 비균질체는 최대값과 최소값을 측정할 수 있으며, 이 두 값의 차이는 시료의 복굴절입니다.
(5) 밝고 어두운 경계의 변화에 따라 샘플의 광학적 특성을 결정할 수 있습니다.
3. 굴절계 사용
굴절계는 보석 식별에 중요한 역할을 합니다. 굴절계는 보석을 최적으로 처리한 보석을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 복합 보석의 두 재료의 굴절률은 서로 다른 경우가 많습니다. 또한 보석의 이방성 또는 등방성을 결정할 수도 있습니다. 주로 보석 식별의 다음과 같은 측면에서 사용됩니다:
(1) 보석의 등방성 및 이방성을 결정하고 등방성 보석의 굴절률을 측정합니다.
(2) 이방성 원석의 굴절률과 복굴절의 최대값과 최소값을 측정합니다.
(3) 이방성 원석의 축 방향 특성과 단축 또는 이축 여부 및 광학 부호를 결정합니다.
(4) 합성 보석을 확인합니다. 조립된 보석의 상층과 하층의 재료가 다르기 때문에 굴절률에 차이가 있을 수 있으며, 이는 조립 현상이 있는지 확인하는 데 도움이 될 수 있습니다.
섹션 V 보석 분광기
분광기는 보석의 흡수 스펙트럼을 관찰하여 보석의 종류를 식별하고 보석 내의 착색 성분을 유추하는 데 사용할 수 있으며, 특히 전형적인 스펙트럼을 가진 보석의 경우 보석의 아종을 결정하는 데 사용할 수 있으며 보석의 처리 여부를 구별하는 데 사용할 수도 있습니다. 분광기는 특히 방사선 조사 다이아몬드와 천연 다이아몬드, 천연 커런덤과 개량 커런덤 및 합성 커런덤, 천연 옥과 염색 옥을 구별하는 등 처리된 보석을 식별하는 데 유용하며 다양한 복합 보석을 분광기를 사용하여 구별할 수도 있습니다.
1. 분광기의 원리
분광기는 특정 파장의 광파를 흡수하는 보석을 통과하거나 표면에서 반사되는 빛을 관찰하여 보석을 식별합니다. 보석마다 고유한 내부 구조가 있으며, 같은 색소 이온을 가진 보석이라도 내부 구조가 다르기 때문에 매우 다른 색을 낼 수 있습니다. 예를 들어 에메랄드와 루비는 결정에 착색 원소인 크롬이 존재하기 때문에 하나는 녹색이고 다른 하나는 빨간색으로 착색됩니다. 각 보석에는 특징적인 흡수 스펙트럼이 있으며, 이는 보석을 테스트하고 식별하는 기초를 형성합니다. 투명한 보석의 색은 빛을 선택적으로 흡수하기 때문에 나타납니다.
(1) 분산
백색광선이 투명한 물체(예: 프리즘)의 기울어진 표면을 통과하면 구성 파장으로 분해되어 빨강, 주황, 노랑, 초록, 청록, 파랑 및 보라색과 같은 스펙트럼 색상을 생성합니다. 가시광선에서 일반적으로 보이는 색의 파장은 빨간색 770-640nm, 주황색 640-595nm, 노란색 595-575nm, 녹색 575-500nm, 시안색 500-450nm, 파란색 450-435nm, 보라색 440-400nm입니다.
(2) 선택적 흡수
모든 물체는 가시광선을 흡수하는 정도가 다릅니다. 흡수된 파장은 이러한 물체를 통과하는 빛이 분해될 때 볼 수 있습니다. 모든 광파가 흡수되면 스펙트럼에서 검은색으로 나타나고, 통과하면 스펙트럼 색상을 나타냅니다. 물체가 일부 광파를 흡수하면 재료는 특정 색상을 나타내며, 이러한 흡수는 종종 재료 내의 특정 요소와 관련이 있습니다.
2. 분광기의 종류와 기능
원석과 세팅된 보석 모두 분광기를 사용하여 테스트할 수 있습니다. 보석의 착색 이유는 흡수 스펙트럼을 조사하여 연구할 수 있습니다. 특히 밀도를 측정할 수 없는 세트 보석이나 굴절계가 효과가 없는 1.81 이상의 굴절률을 가진 보석과 같이 밀도와 굴절률을 측정하는 방법으로는 식별할 수 없는 보석의 경우 분광기를 사용하면 편리하고 빠르게 특정 보석을 식별할 수 있습니다. 따라서 보석을 식별하기 위한 관찰 및 테스트에 분광기를 사용하는 것이 특히 중요합니다.
보석을 식별하는 데 사용되는 분광기는 일반적으로 구조가 매우 간단하고 튜브형이며 휴대가 간편합니다(그림 2 - 19). 분광기는 구조에 따라 프리즘형과 회절 격자형의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
3. 분광기의 구조와 특성
(1) 프리즘 분광기
프리즘 분광기는 일련의 프리즘으로 구성되며, 이 프리즘들이 광학적 접촉을 통해 비교적 직선적인 빛의 경로를 생성합니다. 프리즘 분광기의 특징은 청색 - 보라색 광 영역이 상대적으로 넓다는 것입니다. 반대로 적색광 영역은 상대적으로 압축되어 스펙트럼의 색상 영역이 고르지 않게 분포합니다. 장점은 빛 투과율이 우수하여 스펙트럼의 밝은 부분이 나타나므로 청색 - 보라색 광 영역 스펙트럼을 관찰하는 데 유리합니다.
건설:
프리즘 분광기는 슬릿, 렌즈, 프리즘 세트, 눈금 및 접안 렌즈로 구성됩니다(그림 2 - 20).
프리즘 재료:
프리즘 재료의 선택은 특정 파장에서 가시광선을 흡수하지 않아야 하고, 분산 색상이 너무 넓거나 좁아서는 안 되며, 단축이어야 한다는 세 가지 조건을 충족해야 합니다. 그렇지 않으면 두 세트의 스펙트럼이 생성됩니다.
프리즘은 일반적으로 납 또는 무연 유리로 만들어지며, 삼각형 또는 오각형 프리즘을 조합하여 사용하는 것이 바람직하며 서로 맞물려 있어야 합니다.
슬릿:
백라이트의 양을 조절하는 데 사용되는 창입니다. 투명한 보석의 경우 슬릿을 거의 완전히 닫고, 반투명 또는 약하게 반투명한 보석의 경우 슬릿을 약간 더 넓게 열어야 합니다.
슬라이딩 튜브 접안렌즈 ④ 초점 맞추기:
사람마다 다른 눈의 초점 거리에 따라 접안 렌즈의 초점 거리를 조정합니다.
스펙트럼 특성:
스펙트럼은 밝고 파장 스케일이 고르지 않은 비균일 스펙트럼에 속하며 보라색과 파란색 영역은 상대적으로 넓고 빨간색과 노란색 영역은 좁아 어두운 색의 보석에 적합하여 청자색 빛을 흡수하는 보석의 관찰이 용이합니다.
(2) 격자 분광기
격자 분광기는 주로 회절 격자 그룹으로 구성됩니다. 격자 분광계의 특징은 스펙트럼 영역의 크기가 거의 같고 적색광 영역의 분해능이 프리즘 분광계보다 높다는 것입니다. 프리즘 분광기에 비해 투과율이 낮고 더 강한 광원이 필요합니다(그림 2 - 21) .
구조:
격자 분광기는 시준 렌즈, 회절 격자 및 접안 렌즈로 구성됩니다(그림 2 - 22).
스펙트럼 특성:
프리즘 분광기에 비해 격자 분광기의 스펙트럼은 약간 더 어둡고 균일하며 파장 스케일이 균일합니다. 투명도가 좋은 보석과 빨간색 영역에 흡수선이 있는 보석에 적합합니다.
4. 분광기 사용 시 주의사항
(1) 분광기에 사용되는 광원은 일반적으로 스포트라이트 손전등, 현미경 광원 또는 편광판의 광원을 사용하는 강력하고 집중된 백색 광원(백열등)이어야 합니다.
(2) 광원에는 열 복사가 있으므로 스펙트럼에 영향을 줄 수 있는 보석의 과열을 피하기 위해 샘플을 광원 아래에 잠시 보관해야 합니다. 장시간 노출되면 흡수선이 흐려지거나 사라질 수 있습니다.
(3) 사람의 혈액은 592nm에서 흡수선을 생성할 수 있으므로 보석을 손으로 직접 만지지 마세요.
(4) 특정 보석의 흡수는 방향성이 있을 수 있으므로 다양한 각도에서 주의 깊게 관찰해야 합니다. 다색성이 강한 보석은 방향에 따라 흡수 스펙트럼에 차이를 보일 수 있습니다.
(5) 복합 보석의 경우, 각 부분의 흡수 스펙트럼이 다를 수 있으므로 여러 방향에서 세심하게 관찰해야 합니다.
(6) 변색 안경을 착용한 사람은 안경의 네오디뮴 흡수선과 테스트 원석의 흡수선이 혼동되지 않도록 스펙트럼 테스트 중에 안경을 벗어야 합니다.
5. 색상 - 보석에서 이온을 발생시키는 원인 및 적용 범위
백색광이 색이 있는 투명한 보석을 통과하여 이온을 일으키거나 불투명한 보석의 표면에서 반사되면 빛의 일부가 흡수되어 보석이 색을 띠는 것을 관찰할 수 있습니다.
보석의 색은 보석에 포함된 이온의 색과 관련이 있습니다. 다른 금속 이온에 의해 착색된 보석은 흡수 스펙트럼 특성이 다릅니다. 그러나 동일한 금속 이온에 의해 착색된 보석은 비슷한 흡수 스펙트럼 특성을 갖습니다. 금속 이온의 특징적인 흡수 스펙트럼 라인은 보석의 종류 또는 보석의 처리 여부를 판단하는 데 도움이 될 수 있습니다.
분광기는 매우 광범위하여 보석의 색을 결정하는 데 사용할 수 있으며, 주로 유색 보석에 적용됩니다. 지르콘, 다이아몬드, 엔스타타이트를 제외한 무색 보석은 흡수 스펙트럼이 크지 않습니다. 따라서 식별 시에는 일반적인 스펙트럼을 가진 보석에만 적용할 수 있습니다. 전형적인 스펙트럼을 가진 보석은 진단 식별 기능으로 사용될 수 있으므로 중점적으로 숙지해야 합니다.
(1) 크롬 - 이온 컬러 보석의 흡수 스펙트럼
크롬 이온은 일반적인 보석에서 가장 중요한 착색 원소입니다. 크롬 이온으로 착색되는 일반적인 보석에는 루비, 레드 스피넬, 알렉산드라이트, 에메랄드, 옥 등이 있으며, 이러한 보석의 특징적인 흡수 스펙트럼은 그림 2 - 23(격자 분광기로 관찰)에 나와 있습니다.
그림 2 - 23의 보석은 모두 크롬 이온에 의해 착색되지만, 흡수 스펙트럼은 비슷하지만 동일하지는 않습니다. 루비의 흡수 스펙트럼은 빨간색 영역에서 3개의 흡수선, 노란색-녹색 영역에서 넓은 흡수, 파란색 영역에서 3개의 흡수선, 보라색 영역에서 완전 흡수가 있고, 적색 스피넬의 흡수 스펙트럼은 빨간색 영역에서 흡수선, 노란색-녹색 영역에서 흡수대, 보라색 영역에서 완전 흡수가 있습니다; 알렉산드라이트의 흡수 스펙트럼은 적색 영역의 흡수선, 황색 - 녹색 영역의 흡수대, 청색 영역의 하나의 흡수선 및 보라색 영역의 완전 흡수를 가지며; 에메랄드의 흡수 스펙트럼은 적색 영역의 흡수선, 주황색 - 노란색 영역의 약한 흡수대, 청색 영역의 약한 흡수선 및 자주색 영역의 완전 흡수를 가지며; 옥의 흡수 스펙트럼은 빨간색 영역 (630 - 690nm)) 및 옥의 3 단계 흡수선과 같은 흡수선을 갖습니다. 그리고 437nm에서 보라색 영역의 흡수선 (녹색이 밝고 순수한 경우 437nm 흡수선이 누락 될 수 있음) .
(2) 철 이온 유색 보석의 흡수 스펙트럼
철 이온에 의해 착색되는 일반적인 보석에는 사파이어, 감람석, 크리소베릴 및 알만딘이 있으며, 이러한 보석의 특징적인 흡수 스펙트럼은 그림 2 - 24에 나와 있습니다(격자 분광기에서 관찰).
사파이어, 감람석, 크리소베릴, 알만딘은 모두 철 이온에 의해 착색되지만 흡수 스펙트럼은 다릅니다. 사파이어의 흡수선은 청색 영역에서 450nm, 460nm, 470nm의 세 개의 좁은 흡수 대역이며, 감람석의 흡수선은 청색 영역에서 453nm, 473nm, 493nm의 세 개의 좁은 흡수 대역입니다; 크리소베릴의 흡수선은 파란색 영역에서 444nm의 강한 흡수 좁은 밴드를 가지고 있으며, 알만딘의 흡수선은 노란색 - 녹색 영역에서 3개의 강한 흡수 좁은 밴드(505nm, 527nm, 576nm)를 가지고 있으며 파란색과 주황색 - 노란색 영역에서 약한 밴드를 가지고 있습니다.
(3) 코발트 이온 유색 원석의 흡수 스펙트럼
코발트 이온에 의해 착색되는 일반적인 보석으로는 합성 블루 스피넬과 코발트 글래스가 있습니다. 이러한 보석의 흡수 스펙트럼 선은 그림 2 - 25에 나와 있습니다. 합성 블루 스피넬의 흡수 스펙트럼은 녹색, 노란색, 주황색 - 노란색 영역에서 3개의 강한 흡수 대역을 가지며 녹색 영역의 흡수 대역이 가장 좁고, 코발트 유리의 흡수 스펙트럼은 녹색, 노란색, 주황색 - 노란색 영역에서 3개의 강한 흡수 대역을 가지며 노란색 영역의 흡수 대역이 가장 좁습니다.
(4) 기타 일반적인 보석의 흡수 스펙트럼
다른 일반적인 보석으로는 다이아몬드, 지르콘, 스페사르틴 등이 있습니다. 이러한 보석의 흡수 스펙트럼은 그림 2 - 26에 나와 있습니다.
무색 다이아몬드의 흡수 스펙트럼은 보라색 영역의 415nm 선이 무색 지르콘의 진단 흡수선이고, 653.5nm의 적색 영역 흡수선은 유색 지르콘의 흡수선은 1에서 40까지 다양한 색상 영역에 균일하게 분포되어 있으며, 653.5nm의 적색 영역 흡수선, 432nm의 보라색 영역 흡수 좁은 밴드는 스페사틴의 진단 흡수 밴드입니다.
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6. 처리된 보석의 흡수 스펙트럼 최적화
(1) 열처리된 보석
천연 보석은 열처리를 거치면 착색 원소가 원자가 상태를 바꾸거나 다른 착색 이온으로 변형되어 보석의 색이 변하거나 투명도가 높아집니다.
예를 들어, 90% 이상의 호주 사파이어는 열처리를 거치며 처리 전에는 450nm, 460nm, 470nm의 흡수 라인이 거의 연결되어 있고 처리 후에는 470nm의 흡수 라인이 분리되어 세 라인이 비교적 뚜렷하며 전기석의 흡수 밴드에서 가장 강한 것은 595nm이고 열처리 후에는 595nm의 흡수 라인이 가장 강하지 않을 수 있습니다.
(2) 조사된 보석
방사선 조사는 주로 보석에 결함을 일으켜 색 중심을 형성함으로써 보석에 착색할 수 있습니다. 이 방법으로 착색된 보석은 일반적으로 특징적인 흡수 스펙트럼을 갖지 않으며, 일부만 흡수 스펙트럼을 보입니다. 예를 들어 중성자 폭격으로 착색된 다이아몬드는 498nm와 504nm에서 한 쌍의 흡수선을 보입니다.
(3) 염색된 보석
천연 녹색 옥은 630nm, 660nm, 690nm에 3개의 흡수선이 있는 반면 염색된 옥은 630~670nm에서 넓은 흡수대를 보입니다. 퇴색 후에는 스펙트럼 라인이 더 얕고 좁게 나타나거나 하나의 흡수 라인만 나타날 수 있으며, 염색된 경옥은 650nm의 적색광 영역에서 모호한 흡수 밴드가 나타나는 것이 일반적인 식별 특징입니다(그림 2 - 27).
(4) 채워진 보석
필링 처리는 일반적으로 청록색과 같이 구조적으로 다공성이 있는 보석에 사용되며, 색상이 밝고 질감이 부드러워 컬러 플라스틱으로 채워지는 경우가 많습니다. 채워진 청록색은 특징적인 흡수 스펙트럼 라인을 나타내지 않습니다. 반면, 천연 청록색은 반사광으로 관찰했을 때 460nm에서 약한 흡수선을, 432nm에서 강한 흡수선을 보입니다.
섹션 VI 보석 밀도 결정
밀도는 보석 식별에 있어 중요한 물리적 파라미터이며, 각 보석 유형에는 고정된 밀도 값이 있습니다. 따라서 밀도를 기준으로 보석을 식별할 수 있습니다. 보석마다 화학 성분과 결정 구조의 차이로 인해 밀도 또는 밀도 범위가 다르며, 같은 종류의 보석이라도 화학 성분의 변화나 불순물의 존재로 인해 밀도에 일정한 차이가 있을 수 있습니다.
밀도 테스트는 최적화된 처리된 보석을 비교적 효과적으로 식별할 수 있는 방법이기도 합니다. 충전 처리를 거친 대부분의 보석은 천연 청록색보다 밀도가 낮은 충전 청록색과 같이 천연 보석보다 밀도가 낮습니다. 그러나 유기 보석이나 복합 보석과 같이 최적화된 처리를 거친 일부 보석은 밀도 검사로는 식별할 수 없습니다. 현재 밀도 측정에 일반적으로 사용되는 방법에는 저울 계량과 중액 방법이 있습니다.
저울은 물체의 질량을 측정하는 도구입니다. 보석학에서는 보석의 무게뿐만 아니라 밀도를 측정하는 데에도 사용됩니다. 보석의 품질(무게)을 측정하기 위해 국가 표준에서는 저울의 정확도가 10,000분의 1그램까지 정확해야 한다고 규정하고 있습니다. 보석의 품질(무게)과 밀도는 보석을 식별하고 평가하는 데 중요한 기준이 되므로 저울을 올바르게 사용하는 것은 중요한 기술입니다.
일반적으로 사용되는 저울은 전자식 저울입니다. 저울의 종류에 관계없이 계량의 정확성을 보장하기 위해 다음 두 가지 사항을 준수해야 합니다. 사용하기 전에 저울을 보정하고 0으로 설정해야 하며 계량 중에는 저울 플랫폼의 진동과 공기 대류를 방지하는 등 환경을 비교적 고요하게 유지해야 합니다.
1. 보석의 상대 밀도를 결정하는 방법
(1) 테스트 원칙
보석의 밀도에 일반적으로 사용되는 단위는 g/㎝³로, 부피가 1㎝³인 보석의 질량을 나타냅니다. 상대 밀도는 밀도 값에 매우 가깝고 변환 계수가 1.0001에 불과하기 때문에 밀도 측정은 매우 복잡합니다. 보석학에서 측정된 상대 밀도 값은 일반적으로 대략적인 밀도 값으로 간주되며, 보석의 상대 밀도는 일반적으로 d로 표시됩니다.
상대 밀도를 측정하는 방법(정수압 계량법이라고도 함)은 아르키메데스의 원리를 기반으로 합니다. 물체를 액체에 담그면 액체가 물체에 가하는 부력은 변위된 액체의 무게와 같습니다. 액체가 물인 경우 단위 부피의 물의 질량에 대한 수온의 영향은 무시할 수 있습니다. 아르키메데스의 원리에 따르면 시료의 밀도(p)는 공기 중 시료의 질량(m)과 질량(m)을 사용하여 계산할 수 있습니다.1) 액체 매체(p0) 공식 (2 - 1)에 따라 계산합니다.
공식에서,
ρ- 실온에서 시료의 밀도, g/cm3
m-공기 중 샘플의 질량, g;
m1-액체 매질에 있는 샘플의 질량(g);
ρ0-액체 매체의 밀도, g/cm3.
일반적으로 사용되는 액체는 물이며, 물의 밀도는 근사치이므로 보석에 대한 공기의 부력을 무시할 수 있으며 보석의 질량은 공중에 있는 물체의 질량과 동일합니다. 밀도 값을 얻으려면 공기와 물속의 물체의 무게를 측정합니다.
(2) 테스트 단계
상대 밀도 테스트에 필요한 장비로는 저울, 유리 비커, 나무 스탠드, 구리선 등이 있습니다.
보석을 깨끗이 닦아 표면에 불순물이 없는지 확인합니다.
저울을 수평 위치로 조정하고 공중에 떠 있는 보석의 질량(m)을 측정합니다.
물을 채운 비커를 스탠드에 놓고 와이어 바구니에 보석을 넣은 후 질량(m)을 측정합니다.1)을 물에 넣습니다.
원석의 상대 밀도(d) = 공기 중 원석의 질량(m) / (공기 중 원석의 질량(m) - 물 중 원석의 질량(m))을 계산합니다.1) ) .
(3) 주의 사항
상대 밀도를 측정하기 위한 정적 물 계량 방법은 다양한 원석 재료를 테스트하는 데 적합합니다. 측정 시 다음 사항에 주의하세요:
테스트할 보석은 비흡수성 보석이어야 하며, 충진 보석, 유기 보석 등은 이 방법으로 상대 밀도를 테스트할 수 없습니다.
물에서 측정할 때는 안정적으로 측정해야 하며, 기포는 가급적 피해야 합니다.
핀셋을 사용하여 보석을 조심스럽게 다루고 흔들지 않도록 주의하세요.
측정 정확도에 영향을 주지 않도록 주변 환경이 조용해야 합니다.
시료가 너무 작으면 측정 오차가 커지고, 시료가 너무 커서 저울의 계량 범위를 초과하면 상대 밀도를 측정할 수 없습니다.
테스트 결과는 소수점 이하 두 자리까지 유지됩니다.
물속에서 보석의 질량을 계량할 때는 주변 물체가 계량 데이터에 미치는 영향을 제거하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 보석 주변에 기포가 없어야 하고, 지지대와 비커가 저울 팬에 닿지 않아야 하며, 구리선이 비커에 닿지 않아야 하는 등입니다.
2. 중액법을 사용한 보석의 상대 밀도 측정 2.
보석 감별에서는 무거운 액체(침지 오일) 속 보석의 분포 상태를 사용하여 보석의 상대 밀도 범위를 추정하는 경우가 많습니다. 다른 무거운 액체의 상대 밀도는 보석의 상대 밀도에 따라 결정됩니다.
이 방법은 저울 저울이 필요 없이 상대 밀도가 다른 무거운 액체 세트와 물질의 상대 밀도를 비교하여 물질의 상대 밀도를 측정하는 가장 간단하고 편리한 방법입니다. 보석을 상대 밀도가 알려진 액체에 넣고 가라앉거나 뜨는 현상을 관찰하여 액체의 바닥으로 가라앉으면 보석이 액체의 상대 밀도보다 크다는 것을 나타내며, 액체 표면에 뜨면 보석이 액체의 상대 밀도보다 작다는 것을 나타내며, 액체 속에 떠 있을 때만 두 상대 밀도가 비슷해집니다. 일반적으로 사용되는 무거운 액체로는 브로모폼, 테트라브로모에탄, 듀리엘 용액, 디오도메탄, 클레리치 용액 등이 있으며, 모두 상대 밀도가 고정되어 있습니다. 표 2-2와 같이 일련의 무거운 액체를 만들려면 다른 용액으로 희석해야 합니다.
표 2 - 2 일반적인 무거운 액체의 상대 밀도
| 무거운 액체 이름 | 상대적 밀도 | 희석제 | 희석 범위 |
|---|---|---|---|
| 브로모메탄 | 2.89 | 벤젠, 디메틸벤젠, 브로모나프탈렌 | 2.5 - 2.88 |
| 테트라브로모에탄 | 2.95 | 디메틸벤젠 | 2.67 - 2.95 |
| 두리엘의 솔루션 | 3.19 | 물 | 2.2 - 3.19 |
| 디오도메탄 | 3.34 | 벤젠, 디메틸벤젠 | 3.1 - 3.3 |
| Clerici의 솔루션 | 4.15 | 물 | 3.33 - 4.15 |
예를 들어, 충전된 보석의 상대 밀도는 천연 보석의 상대 밀도보다 낮습니다. 보석의 상대 밀도를 결정할 때는 다음 사항에 유의해야 합니다:
무거운 액체는 독성이 있는 경우가 많으므로 측정 시간이 너무 길지 않아야 하며, 사용 후에는 밀봉하여 빛이 닿지 않는 곳에 보관해야 합니다.
증발과 오염을 피하세요. 그렇지 않으면 무거운 액체의 상대 밀도에 오류가 발생할 수 있습니다.
천연 유기 보석, 합성 플라스틱, 인공 코팅, 2중 및 3중 스톤과 같이 쉽게 녹는 물질은 액체 계량기를 사용하지 마세요.
중액법은 다이아몬드와 모조품과 같이 상대 밀도가 크게 다른 보석을 측정하는 데 일반적으로 사용됩니다. 이 방법은 흐르는 환경에서 가장 효과적인 식별 방법 중 하나입니다.
3. 보석 특성에 대한 중액(침지 오일) 테스트 최적화
무거운 액체는 주로 다음과 같은 측면에서 부분적으로 최적화된 보석의 특성을 테스트하는 데 사용할 수 있습니다.
(1) 조립된 스톤 감지하기
조립된 원석을 침지액에 넣고 거들 평면과 평행한 방향으로 관찰합니다. 조립된 원석의 다양한 특징, 예를 들어 조립 층의 접합 이음새, 상층과 하층 사이의 색상 변화 등을 확인할 수 있습니다.
(2) 현미경과 함께 보석 구조 관찰하기
보석의 굴절률이 침지 오일의 굴절률에 가까워지면 보석 표면의 반사광과 난반사광이 감소하여 성장선, 색 띠, 내포물 등 보석의 내부 특징을 관찰하고 연구하는 데 유용합니다.
(3) 복합 성장 처리 및 확산 처리 감지
무거운 액체(침지 오일)를 사용하면 합성 에메랄드 등의 복합 성장층과 확산 처리된 원석을 관찰할 수 있습니다.
섹션 VII 장파장 및 단파장 자외선의 식별
자외선 형광 램프(UV 램프라고 함)는 주로 보석의 발광 특성을 관찰하는 데 사용되는 중요한 보조 식별 기기입니다. 일부 보석은 자외선을 조사하면 가시광선을 방출하는데, 이를 자외선 형광이라고 합니다. 형광 반응은 거의 결정적이지 않지만
보석의 종류를 결정하기 위한 증거로, 큐빅 지르코니아 같은 모조품과 다이아몬드, 루비와 가넷 등 특정 측면에서 여러 종류의 보석을 빠르게 구별할 수 있습니다. 또한 자외선 형광 특성을 통해 보석이 최적화 처리를 거쳤는지 여부를 확인할 수 있습니다.
자외선은 가시광선 범위 밖에 있는 빛으로 파장 범위는 약 100nm~380nm입니다. 보석마다 자외선 아래에서 다른 색상을 나타냅니다. 일부 최적화 처리를 거친 보석은 자외선 아래에서 특정 색상을 나타내며, 이를 통해 보석이 최적화 처리를 거쳤는지 확인할 수 있습니다. 자외선은 장파 자외선과 단파 자외선으로 나뉘며, 장파 자외선은 380~300nm, 단파 자외선은 300~200nm 범위의 자외선입니다.
1. UV 램프의 작동 원리
장파장 자외선 램프는 일반적으로 파장 365nm의 빛을 방출하는 반면 단파장 자외선 램프는 파장 253.7nm의 빛을 방출합니다(그림 2 - 28).
자외선 램프 튜브는 특정 파장 범위 내에서 자외선 광파를 방출할 수 있습니다. 특수 설계된 필터를 통과한 후에는 파장 365nm의 장파장 자외선 또는 253.7nm의 단파장 자외선만 방출합니다. 장파장 및 단파장 자외선 아래에서 보석의 형광 특성은 보석을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.
2. 자외선 램프 사용 방법
현재 시중에는 자외선 램프의 내부 구조와 작동 원리는 모두 동일하며 자외선 광원, 다크박스, 관찰창의 세 부분으로 구성된 다양한 종류의 자외선 램프가 판매되고 있습니다. 자외선으로 인한 눈 손상을 방지하기 위해 눈 보호 고글이 함께 제공되는 제품도 있습니다.
테스트할 보석을 UV 램프 아래에 놓고 광원을 켜고 장파장(LW) 또는 단파장(SW)을 선택한 다음 보석의 발광을 관찰합니다. 형광의 강도에 주목하는 것 외에도 형광의 색상과 발광하는 영역에 주의하세요. 형광의 강도는 보통 없음, 약함, 중간, 강함의 4단계로 분류됩니다. 간혹 보석의 면에 자외선이 반사되어 보라색 형광으로 잘못 보일 수 있는데, 이 경우 보석의 방향을 약간 바꾸면 됩니다. 또한 형광은 보석 전체에서 방출되는 빛이지만 패싯 반사는 빛의 강도가 고르지 않고 국소적으로 나타나며 딱딱하게 보입니다. 장파장 아래에서 보석의 형광 강도는 일반적으로 단파장 아래에서보다 더 큽니다. 샘플의 인광을 관찰해야 하는 경우 스위치를 끄고 계속 관찰하세요.
3. 보석 식별에서 UV 램프의 역할
(1) 자외선 형광은 보석 품종을 식별하는 데 사용됩니다.
루비와 가넷, 특정 에메랄드와 녹색 유리, 사파이어, 베니토이트 등 일부 보석 품종은 색상이 비슷합니다. 하지만 형광 특성은 상당한 차이가 있으므로 형광 테스트를 통해 구별할 수 있습니다.
(2) 일부 천연 보석과 합성 보석을 구별하는 데 도움이 됩니다.
천연 루비에는 다양한 정도의 철 성분이 포함되어 있으며 자외선 아래에서 형광색이 합성 루비보다 덜 밝고 선명합니다. 천연 에메랄드의 형광색은 합성 에메랄드만큼 밝지 않은 경우가 많으며, 불꽃 융합 합성 옐로우 사파이어는 불활성으로 나타나거나 장파장 빛 아래에서 붉은 형광을 방출하는 반면 일부 천연 옐로우 사파이어는 노란색 형광을 나타내고, 불꽃 융합 합성 블루 사파이어는 하늘색-흰색 또는 녹색 형광을 나타내는 반면 대부분의 천연 블루 사파이어는 불활성으로 나타납니다.
(3) 다이아몬드 및 모조품 식별 지원
다이아몬드의 형광 강도는 전혀 없는 것부터 강한 것까지 매우 다양하며 다양한 색상을 나타낼 수 있습니다. 파란색 형광이 강한 다이아몬드는 일반적으로 노란색 인광을 띠게 됩니다. 합성 큐빅 지르코니아 같은 일반적인 모조품은 장파장 자외선 아래에서 불활성으로 보이거나 노란색 형광을 발산합니다. 이와 대조적으로 이트륨 알루미늄 가넷은 노란색 형광을 띠고 가돌리늄 갈륨 가넷은 종종 분홍색으로 나타납니다. 단파장 빛 아래에서 합성 무색 스피넬은 청색-흰색 형광을 방출하고 무색 합성 커런덤은 하늘색 형광을 나타냅니다. 따라서 자외선은 다이아몬드 클러스터를 식별하는 데 매우 유용한데, 모두 다이아몬드인 경우 형광 강도와 색상이 균일하지 않은 반면 합성 큐빅 지르코니아, 이트륨 알루미늄 가넷 등은 형광 강도가 더 일정하기 때문입니다.
(4) 보석이 인위적으로 강화되었는지 여부를 판단하는 데 도움이 됩니다.
최적화된 보석은 때때로 천연 보석과 다른 형광 특성을 가지고 있습니다. 예를 들어, 일부 쪼개진 보석의 접착제 층은 형광을 띠고, 오일과 유리로 채워진 보석은 형광을 낼 수 있으며, 질산은으로 처리된 검은 진주는 형광을 내지 않으며, 일부 천연 검은 진주는 형광을 낼 수 있습니다.
B등급 경옥은 때때로 강한 형광을 발산합니다(그림 2 - 29). 천연 경옥도 국부적인 형광을 낼 수 있지만, 처리된 B급 경옥 또는 B + C급 경옥은 전체적으로 균일한 형광을 낼 수 있습니다. 강산에 의해 침식된 후 수지로 염색하면 염료가 형광을 덮어 보이지 않을 수 있습니다. 종합적인 판단을 위해 검출 시 다른 방법을 함께 사용해야 합니다.
4. 형광 관찰 시 참고 사항
보석의 형광을 관찰하는 것은 매우 편리하며 형광의 색상과 강도는 보석의 종류와 처리 여부를 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다. 관찰 과정에서 다음 사항에 유의해야 합니다:
(1) 단파장 자외선은 눈과 피부에 해를 끼칠 수 있으며 심한 경우 실명으로 이어질 수 있습니다. 형광등을 직접 바라보는 것은 피해야 합니다. 또한 단파장 자외선 아래에 손을 대지 말고 손 대신 핀셋을 사용하는 것이 화상을 예방하는 가장 좋은 방법입니다.
(2) 보석의 형광 반응은 보조적인 식별 증거로만 사용됩니다. 샘플이 국부적으로 빛나는 경우, 특히 여러 광물로 구성된 옥의 경우 형광은 해당 광물 중 하나에서 비롯될 수 있습니다. 예를 들어 청금석의 방해석은 형광을 나타내며, 때로는 보석 표면의 기름이나 왁스로 인해 형광이 나타나므로 샘플을 세척하고 다시 테스트해야 합니다.
(3) 보석의 형광도를 평가할 때는 투명한 샘플과 불투명한 샘플 간에 형광도에 차이가 있으므로 샘플의 투명도를 고려해야 합니다.
(4) 보석의 형광색은 보석 자체의 색상과 다를 수 있으며, 같은 종류의 보석이라도 샘플에 따라 형광색에 상당한 차이가 있을 수 있습니다.
(5) 형광을 관찰할 때는 보석을 어두운 환경에 두어야 하며, 검은색 배경이 보석의 형광을 관찰하는 데 도움이 됩니다.
5. 장파장 자외선 아래에서 일부 보석의 특성
(1) 다이아몬드
고품질의 무색 다이아몬드는 자연광에서 관찰할 때 종종 푸른빛을 띠는 경우가 많습니다. 다이아몬드는 다양한 불순물로 인해 분홍색, 파란색-흰색, 노란색, 녹색, 주황색 및 기타 색상으로 형광을 나타낼 수 있습니다.
노란색 - 갈색을 띠는 다이아몬드는 대부분 형광이 약하며, 색이 어둡거나 형광이 전혀 없습니다. 고온 및 고압 처리된 노보 다이아몬드는 노란색 - 녹색 형광이 강하며, 일부 다이아몬드 합성 스톤은 천연 다이아몬드와 다른 형광을 발산하기도 합니다.
(2) 에메랄드
에메랄드는 다양한 원산지로 인해 다양한 광학적 특성을 나타냅니다. 내포물이 있는 콜롬비아산 에메랄드는 진한 빨간색 형광을 띠는 반면, 내포물이 적은 에메랄드는 밝은 빨간색 형광을 띠는 경향이 있으며 다른 산지의 에메랄드는 형광이 나타나지 않거나 형광이 매우 약할 수 있습니다.
합성 에메랄드는 일반적으로 강하고 밝은 빨간색 형광을 띠고 있습니다. 합성 에메랄드의 형광은 일반적으로 천연 에메랄드보다 더 강합니다. 대부분의 오일 충전 에메랄드는 장파장 빛 아래에서 강한 형광을 나타내며, 형광 강도는 충전 오일의 특성에 따라 달라지며 일부는 형광이 약하거나 전혀 없을 수 있습니다.
(3) 루비
천연 루비는 일반적으로 장파장 자외선 아래에서 밝은 적색 형광을 나타내며, 품질과 색상에 따라 광학적 특성이 약간 다를 수 있으며 품질이 낮거나 밝은 색상의 루비는 형광이 약하게 나타날 수 있습니다. 합성 루비는 더 선명한 적색 형광을 나타내며, 염색 루비, 무색 오일 충전 루비 또는 유색 오일 충전 루비도 다른 형광 현상을 나타낼 수 있습니다.
(4) 사파이어
대부분의 천연 사파이어는 별자리를 나타내지 않지만 스리랑카산 노란색, 밝은 색, 거의 무색인 사파이어는 주황색, 분홍색, 진한 빨간색의 별자리를 보일 수 있습니다.
합성 사파이어와 핑크, 오렌지, 바이올렛 및 색이 변하는 사파이어는 적색 별자리를 나타내며, 니켈 색 합성 황색 사파이어는 일반적으로 형광을 띠지 않으며, 청색 합성 사파이어는 별자리가 없습니다.
6. 단파장 자외선 아래에서 일부 보석의 특성
(1) 커런덤 보석
천연 루비는 단파장 자외선 아래에서 진한 빨간색 형광을 띠는 반면 합성 루비는 밝은 빨간색 형광을 띠며, 천연 사파이어는 일반적으로 형광을 띠지 않지만 합성 사파이어는 일반적으로 유백색 형광을 띠고, 열처리 천연 사파이어는 유백색 형광, 염색된 루비는 단파장 자외선 아래에서 밝은 빨간색 형광을 띠는 것이 특징입니다.
(2) 다이아몬드
천연 다이아몬드는 단파장 자외선 아래에서 형광을 보이지 않거나 약한 적색 형광을 나타내며, 합성 다이아몬드는 색상에 따라 단파장 자외선 아래에서 다른 형광 효과를 냅니다.
(3) 임페리얼 토파즈
임페리얼 토파즈는 단파장 자외선 아래에서 어두운 노란색-녹색 또는 파란색-흰색 형광을 나타냅니다.
(4) 지르콘
무색 천연 지르콘은 단파 자외선 아래에서 흐린 연한 노란색 형광을 나타내며, 갈색 지르콘은 강한 탁한 노란색 형광을 나타냅니다. 시중에 판매되는 '화이트 지르콘'과 기타 중급 보석은 모두 인공적으로 합성된 큐빅 지르코니아로, 동일한 광학적 특성을 가지고 있지 않으므로 이러한 특성을 이용해 지르콘과 다이아몬드를 쉽게 구별할 수 있습니다.
섹션 VIII 첼시 컬러 필터
이 필터는 일반적으로 특수한 선택적 흡수로 인해 다른 색을 띠는 특정 보석을 감지하는 데 사용됩니다. 특정 녹색, 파란색 및 염색된 보석을 감지할 수 있으며 식별을 위한 보조 도구로 사용됩니다. 첼시 필터는 진한 빨간색과 노란색-녹색 빛만 통과시키는 두 개의 젤 필터 플레이트로 구성되어 있습니다(그림 2 - 30). 입사광이 보석에서 필터 플레이트에 반사될 때 파장이 560nm인 경우 소량의 녹색 빛이 통과할 수 있습니다. 동시에 파장이 700nm일 때는 다량의 근적외선이 통과하고 다른 파장 범위의 빛은 필터 플레이트에 흡수되어 걸러집니다.
투명한 보석에서 크롬 이온에 의해 착색된 대부분의 보석은 밝은 빨간색과 녹색으로 나타납니다. 에메랄드를 감지할 때 대부분의 자연산 에메랄드는 첼시 필터 아래에서 빨간색으로 나타나며, 원석의 색이 좋으면 필터 아래에서 아름다운 루비와 같은 색으로, 원석의 색이 연하면 연한 빨간색으로 나타납니다. 합성 에메랄드는 첼시 필터 아래에서 진한 빨간색 또는 밝은 빨간색으로 표시됩니다. 첼시 필터는 녹색, 파란색 및 빨간색 보석을 감지하는 데 매우 효과적이며 특히 에메랄드, 사파이어, 옥, 스피넬 및 버마 루비를 식별하는 데 효과적입니다. 첼시 필터를 사용하여 검사할 때는 외부 빛의 간섭을 피하기 위해 눈과 필터를 최대한 가까이 붙여야 합니다.
1. 첼시 필터 사용 방법
(1) 샘플을 청소합니다.
(2) 샘플을 칠판 위에 놓습니다(반사되지 않거나 관찰 배경에 영향을 주지 않는) .
(3) 조명이 밝은 곳이나 강한 백열등 아래에 샘플을 놓아 테스트한 보석 샘플의 표면에서 빛이 반사되도록 합니다.
(4) 컬러 필터를 눈에 최대한 가까이 대고 샘플에서 약 30cm 떨어진 곳에서 관찰합니다.
2. 첼시 컬러 필터 적용
1990년대에 중국에서 경옥에 대한 사람들의 사랑이 커지면서 모조 천연 고품질의 유색 경옥이 시장에 출시되었습니다. 대부분의 염색 경옥은 크롬염으로 착색되며, 보석 내부에 크롬 이온이 존재하기 때문에 첼시 컬러 필터 아래에서 빨간색으로 보입니다. 이 특성은 천연 경옥과 구별하는 데 사용할 수 있습니다. 따라서 첼시 컬러 필터는 경옥 컬러 필터라고도 합니다. 모든 염색된 경옥이 컬러 필터 아래에서 빨간색으로 나타나는 것은 아니며, 니켈염으로 염색된 경옥은 첼시 필터 아래에서 색이 변하지 않는다는 점이 강조됩니다.
첼시 컬러 필터는 주로 녹색과 파란색 보석 및 특정 염색된 보석을 식별합니다. 경옥, 오팔, 녹색 토르말린, 아쿠아마린, 천연 블루 스피넬(Fe-유색) , 사파이어, 블루 토파즈 및 특정 에메랄드는 일반적으로 필터 아래에서 색이 변하지 않습니다. 일부 에메랄드, 데만토이드, 크롬 바나듐 그로스큘러, 하이드로 그로스큘러, 청금석 및 어벤추린은 필터 아래에서 빨간색으로 변합니다. 크롬 염으로 처리된 녹색 또는 파란색 보석은 필터 아래에서 빨간색으로 변합니다.
3. 첼시 컬러 필터 사용 시 주의 사항
컬러 필터는 크기가 작고 휴대가 간편하며 특정 천연 녹색 및 파란색 보석과 염색된 보석을 구분할 수 있습니다. 사용 시 다음 사항에 유의해야 합니다:
(1) 관찰에 적합한 광원을 선택합니다. 약한 손전등과 백열등은 부적절하며 직사광선도 효과적이지 않습니다.
(2) 컬러 필터를 통해 관찰되는 색의 깊이는 샘플의 크기, 모양, 투명도 및 고유 색상에 따라 달라집니다.
(3) 염료의 종류와 함량의 차이로 인해 각 샘플의 반응이 다를 수 있습니다.
(4) 컬러 필터 식별은 보조적인 수단일 뿐이며 판단을 위해 다른 식별 결과와 결합해야 합니다.
섹션 IX 보석 최적화 치료의 식별에 대형 기기의 적용
현대 과학 기술의 발달로 새로운 최적화 처리 방법과 다양한 종류의 보석이 끊임없이 등장하고 있습니다. 최적화 처리를 거친 일부 보석은 표면 및 내부 특성이 천연 보석과 매우 유사하여 식별에 어려움을 겪고 기존의 보석 식별 장비로는 구별하기 어렵습니다. 최근에는 일부 대형 분석 장비를 도입하여 적용함으로써 기존 장비로는 식별할 수 없는 많은 문제를 해결하고 있습니다. 따라서 최적화된 보석 감별을 위해 대형 기기의 역할이 점점 더 중요해지고 있습니다.
1. 푸리에 변환 적외선 분광법
적외선 분광기는 일반적으로 광원, 모노크로메이터, 검출기 및 컴퓨터 정보 처리 시스템으로 구성됩니다(그림 2 - 31). 분광 장치의 유형에 따라 분산형 또는 간섭계로 분류할 수 있습니다. 분산형 이중 빔 광학 제로 밸런스 적외선 분광광도계의 경우 시료가 특정 주파수에서 적외선을 흡수하면 분자의 진동 에너지 레벨이 전이되어 투과된 빔에서 해당 빛의 주파수가 감소합니다. 이렇게 하면 기준 빔과 시료 빔 사이에 강도의 차이가 발생하여 시료의 적외선 스펙트럼을 측정할 수 있습니다.
적외선 분광법은 분자의 구조와 화학 결합을 연구하는 데 사용할 수 있으며, 화학 종을 특성화하고 식별하는 방법으로도 사용할 수 있습니다. FTIR로 약칭되는 적외선 분광법은 높은 특이도를 가지고 있으며 표준 화합물의 적외선 스펙트럼과 비교하여 분석하고 식별할 수 있습니다. 표준 적외선 스펙트럼의 여러 컬렉션이 출판되어 있으며, 이러한 스펙트럼은 컴퓨터에 저장하여 비교 및 검색을 통해 분석 및 식별할 수 있습니다.
(1) 기본 원칙
4000 - 400cm의 적외선 – 1 는 진동 및 회전 과정에서 분자가 진동 및 회전 에너지 수준의 변화를 겪게 하고, 쌍극자 모멘트에 따라 분자 진동이 변화하면 분자 내의 전하 분포가 변화하여 교류 전기장을 생성합니다. 적외선 흡수는 이 전기장의 주파수가 입사 전자기 복사의 주파수와 일치할 때만 발생합니다. 따라서 적외선 스펙트럼을 생성하기 위해서는 방사선이 물질의 진동 전이를 유도하기에 충분한 에너지를 가져야 하고 분자가 쌍극자 모멘트를 가져야 한다는 두 가지 조건이 있습니다.
적외선 스펙트럼 라인은 파장에 따라 세 가지 범주로 나뉩니다: 원적외선, 50 - 400cm – 1중적외선, 400 - 4000cm – 1근적외선, 4000 - 7500cm – 1. 미네랄의 흡수 스펙트럼은 미네랄을 조사하는 적외선의 다양한 주파수를 의미하며, 이에 따라 투과율도 달라집니다. 세로축은 투과율을 나타내고 가로축은 주파수를 나타냅니다. 이는 광물의 변화를 나타내는 곡선을 형성하며, 이를 해당 광물의 적외선 흡수 스펙트럼이라고 합니다. 적외선 범위에서 이온 그룹의 흡수 대역을 기반으로 물질의 정성적 및 정량적 분석을 수행할 수 있습니다.
(2) 테스트 방법
보석 적외선 분광법 테스트 방법은 투과법과 반사법으로 나뉩니다.
투과법(분말 정제법)은 주로 보석 광물의 수분, 유기물, 불순물을 연구하는 파괴적 동정법입니다. 조제 방법은 브롬화 칼륨(KBr) 정제법이며, 측정에 미치는 영향을 줄이기 위해 KBr은 광학 시약 등급 또는 최소한 분석 등급이어야 합니다. 사용 전에 적절히 분쇄(200메시 이하)하고 120℃ 이상에서 건조시킨 후 건조기에 최소 4시간 이상 두어야 합니다. 뭉침이 발견되면 다시 건조해야 합니다. 준비된 빈 KBr 정제는 투명해야 하며 투과율은 75% 이상이어야 합니다. 정제법을 위해 채취하는 샘플은 일반적으로 1~2mg이며, 사용되는 KBr은 약 200mg입니다.
반사법은 현재 최적화된 보석 처리 소재를 식별하는 데 가장 일반적으로 사용되는 방법입니다. 투명 또는 불투명한 보석의 적외선 반사 스펙트럼 특성을 기반으로 충진 처리 재료, 염료 및 기타 유기 고분자 재료의 식별에 도움을 주며, 정확하고 비파괴적인 식별 방법입니다.
(3) 보석학 연구에서의 적용
적외선 스펙트럼 특성은 보석의 재료 구성과 구조에 따라 달라지며, 두 보석의 적외선 스펙트럼이 완전히 동일한 것은 없습니다. 적외선 스펙트럼 분석은 샘플을 손상시키지 않고 기기 작동이 간단하며 응답이 민감하고 테스트 구조가 정확합니다. 보석의 적외선 스펙트럼 특성은 합성 보석인지 최적화 보석인지에 따라 보석의 유형을 결정할 수 있습니다.
천연 보석과 합성 보석의 구별: 천연 보석과 합성 보석은 성분과 물리화학적 특성이 동일합니다. 하지만 성장 환경의 차이로 인해 구조에 다른 변화가 발생합니다. 예를 들어 천연 자수정과 합성 자수정은 색상, 투명도 및 내부 내포물의 차이 외에도 적외선 스펙트럼이 다르며 합성 자수정의 적외선 스펙트럼은 3450cm에서 흡수 피크가 있습니다. – 1를 흡수하는 반면, 천연 자수정은 이러한 흡수 피크가 없습니다 (그림 2 - 32).
인공 충전 처리의 식별 방법은 두 개 이상의 에폭시기를 가지고 있으며 지방족, 지방족 또는 방향족 작용기를 골격으로 사용하며 경화제와 반응하여 주로 충전 형태로 폴리머 에폭시 수지의 3 차원 네트워크 구조를 생성하여 옥, 청록색 및 에메랄드 및 기타 귀중한 옥의 인공 충전 처리에 널리 사용됩니다. 많은 종류의 에폭시 수지가 존재하며 새로운 품종이 계속 등장하고 있습니다. 일반적인 품종은 에폭시 화 폴리올레핀, 과초산 에폭시 수지, 에폭시 올레핀 폴리머, 에피 클로로 히 드린 수지, 비스페놀 A 수지, 에피 클로로 히 드린-비스페놀 A 축합 폴리머, 비 세피 클로로 히 드린 수지 등입니다.
FTIR은 물질의 분자 진동을 얻음으로써 결정의 물 분자, 수산기, 수지 또는 오일을 효과적으로 분석할 수 있습니다. 예를 들어, 푸리에 변환 적외선 분광기를 사용하여 채워진 에메랄드를 테스트하는 것은 일반적으로 보석의 테이블을 샘플 스테이지에 뒤집어 놓고 보석의 파빌리온에서 빛이 들어와 보석 전체를 통과하고 거울에서 반사된 다음 다시 보석에서 검출기로 통과하는 반사 방법으로 수행됩니다. 샘플을 검사할 때는 균열에 채워진 레진이나 오일이 보석의 작은 부분만 차지하고 생성된 빛이 채워진 영역을 통과해야 하므로 보석을 거울 위에서 360° 회전시켜야 합니다.
푸리에 변환 적외선 분광기는 천연 경옥과 충전 경옥을 구별할 수 있습니다. 천연 경옥은 매우 넓은 흡수 피크를 보이는 반면, 충전 경옥의 스펙트럼은 매우 좁은 대역(3200~2800cm)에서 수지의 적외선 흡수 피크가 뚜렷하게 나타납니다. – 1)(그림 2-33 참조).
2. 라만 분광 분석
(1) 기본 원칙
라만 분광법은 산란 분광법의 일종입니다. 라만 분광 분석법은 인도 과학자 C.V. 라만이 발견한 라만 산란 효과를 기반으로 입사광과 주파수가 다른 산란광 스펙트럼을 분석하여 분자의 진동과 회전에 대한 정보를 얻는 것으로, 분자 구조 연구를 위한 분석 방법으로 사용됩니다. 라만 스펙트럼을 분석하면 물질의 진동과 회전 에너지 준위를 알 수 있어 물질을 식별하고 그 성질을 분석할 수 있습니다. 라만 분광법은 비파괴적이고 검출 속도가 매우 빠르며 비용이 저렴하다는 장점이 있습니다. 또한 자연 쌍극자 운동이 거의 또는 전혀 없는 고도로 대칭적인 공유 결합에 민감합니다. 그림 2 - 34는 라만 분광기의 기본 구조를 보여줍니다.
라만 분광법은 다양한 출처의 라만 스펙트럼 ID를 비교하여 보석의 화학적 특성과 원산지를 식별할 수 있습니다. 라만 분광기는 모든 유형의 붕산염, 탄산염, 할로겐화물, 원소, 산화물, 인산염, 규산염, 황산염 및 황화물에 대한 정확하고 고유한 스펙트럼 데이터를 생성합니다.
(2) 보석학에서 라만 분광법의 응용 분야
보석마다 라만 스펙트럼 특성이 다르기 때문에 다이아몬드와 모조품(예: 모이사나이트, 석영)을 구별하는 데 사용할 수 있습니다. 다이아몬드는 1332cm에서 단일 C-C 라만 시프트가 있습니다. – 1모이사나이트의 가장 강한 라만 피크는 788cm입니다. – 1그리고 965cm에서 특징적인 정점을 찍습니다. – 1, 766cm – 1쿼츠의 주요 라만 특성 피크는 475cm에서 흡수 피크입니다. – 1. 다이아몬드, 모이사나이트, 석영의 라만 스펙트럼 차이는 그림 2 - 35에 나와 있습니다.
천연 오리엔탈 재스퍼의 모조품. 천연 동양 벽옥과 모조 동양 벽옥의 라만 스펙트럼에는 본질적인 차이가 있습니다: 전자는 주로 디카이트와 진사의 라만 스펙트럼입니다. 동시에 후자는 주로 라만 분광법을 사용하여 구별할 수 있는 유기 물질의 라만 스펙트럼입니다. 천연 동양 벽옥 "흙"의 주성분은 디카이트이며, 천연 동양 벽옥 "피"의 샘플에는 진사와 디카이트가 모두 포함되어 있으며 본질적으로 진사와 디카이트의 복합체입니다. 모조 동양 벽옥 "흙"의 주성분은 폴리스티렌-아크릴로니트릴이고 "피"는 붉은색 유기 염료입니다.
(3) 보석 최적화 처리 식별에 적용
라만 분광법은 합성 수지로 처리된 경옥, 에메랄드, 청록색, 루비, 납 유리로 처리된 다이아몬드와 같이 필러로 처리된 보석을 식별할 수 있습니다. 보석 균열의 다양한 충전재는 보석 식별에 특정 문제를 야기하며, 라만 분광 분석 테스트 기술을 사용하면 충전재의 유형을 정확하게 식별하는 데 도움이 됩니다.
- 충전 루비 식별 저온 충전은 일반적으로 균열이 표면에 도달한 루비에 적용되며, 저융점 물질을 포함합니다. 접착제 또는 왁스인 경우 라만 분광 분석을 사용할 수 있으며, 유기 성분이 2800~3000cm에서 C-H 결합 연신 진동 흡수 피크를 보이는 것을 관찰할 수 있습니다. – 1. (그림 2 - 36) .
- 채워진 에메랄드 식별. 라만 분광법은 천연 에메랄드와 충전 에메랄드를 구별할 수 있습니다. 천연 에메랄드는 매우 넓은 흡수 피크를 보이는 반면, 충전 에메랄드의 스펙트럼은 매우 좁은 파장 범위(3200~2400cm)에서 수지와 오일의 적외선 흡수 피크가 크게 나타납니다. – 1) (그림 2 - 37) .
천연 붉은 산호와 염색 산호의 차이점. 천연 붉은 산호의 라만 스펙트럼 피크는 1129cm입니다. – 1 및 1517cm – 1염색된 붉은 산호는 1089cm에서 단일 고강도 스펙트럼 피크가 있습니다. – 1 (그림 2 - 38) , 라만 스펙트럼에 상당한 차이가 있음을 보여줍니다.
3. 자외선-가시 분광광도 분석
(1) 기본 원칙
자외선-가시광선 흡수 스펙트럼은 전자기 방사선에 의해 보석의 원자, 이온, 분자의 분자 궤도에서 원자가 전자와 전자가 전이되어 생성되는 분자 흡수 스펙트럼입니다. 결정 구조가 다른 다양한 색상의 보석은 색상을 가지고 있어 불순물 이온이 다양한 파장의 입사광을 다양한 정도로 선택적으로 흡수하여 서로 다른 흡수 스펙트럼 라인을 생성합니다. 흡수된 빛의 파장 영역에 따라 자외선-가시 분광광도계는 자외선 분광광도계와 가시광선 분광광도계로 나뉩니다.
보석 결정에서 전자는 서로 다른 상태로 존재하며 서로 다른 에너지 준위 그룹에 분포되어 있습니다. 결정에 있는 불순물 이온의 기저 상태와 여기 상태 사이의 에너지 차이가 결정을 통과하는 단색광의 에너지와 정확히 같다고 가정해 보겠습니다. 이 경우 결정은 해당 파장의 단색광을 흡수하여 기저 상태의 전자가 여기 상태 에너지 준위로 전이되어 결정의 흡수 스펙트럼에 흡수 밴드가 생성되어 자외선-가시광선 흡수 스펙트럼이 형성됩니다.
(2) 테스트 방법
보석의 테스트 방법은 직접 투과 방식과 반사 방식의 두 가지로 나눌 수 있습니다.
직접 전송 방식
천연 보석 또는 인위적으로 처리된 특정 보석의 자외선-가시광선 흡수 스펙트럼을 얻기 위해 보석 샘플의 광택 표면 또는 링 표면(광선이 링의 허리 측면을 통과하도록 허용)을 샘플 스테이지에 직접 놓습니다. 직접 투과법은 비파괴 검사 방법이지만, 특히 불투명한 보석이나 바닥 인레이가 있는 보석을 다룰 때 보석에 대한 정보는 매우 제한적이어서 흡수 스펙트럼을 측정하기가 어렵습니다. 이로 인해 자외선-가시광선 흡수 스펙트럼의 추가 적용이 제한됩니다.
반사 방법 ② 반사 방법
자외선-가시광선 분광광도계의 반사 장치(거울 반사 및 적분 구 장치 등)를 활용하면 직접 투과 방식으로 테스트할 때 발생하는 문제를 해결하여 자외선-가시광선 흡수 스펙트럼의 적용 범위를 확장하는 데 도움이 됩니다.
(3) 보석 감지 최적화에 적용
천연 다이아몬드와 방사선 조사 다이아몬드 구별하기
자외선-가시광선 흡수 분광법을 사용하면 천연 블루 다이아몬드와 인위적으로 조사된 블루 다이아몬드를 효과적으로 구별할 수 있습니다. 천연 블루 다이아몬드의 색은 불순물 B 원자에 의해 발생하며, 540nm에서 더 긴 파장에 이르는 자외선-가시광선 흡수 스펙트럼이 특징이며 가시광선 흡수 스펙트럼에서 흡수율이 증가합니다. 조사된 블루 다이아몬드는 특징적인 GR1(741nm) 색상 중심을 나타냅니다(그림 2 - 39).
천연 옐로우 사파이어, 열처리 옐로우 사파이어, 방사선 조사 옐로우 사파이어의 구별 ② 옐로우 사파이어와 천연 사파이어의 차이점
자외선-가시광선 흡수 분광법은 천연 옐로우 사파이어, 열처리 옐로우 사파이어, 조사된 옐로우 사파이어를 효과적으로 구별할 수 있습니다. 천연 옐로우 사파이어의 색상 메커니즘은 3가 철 이온의 전자 전이에 기인하며, 자외선-가시 광선의 흡수 대역은 375nm, 387nm 및 450nm입니다. 열처리 된 옐로우 사파이어는이 세 밴드에서 거의 흡수를 보이지 않습니다. 조사 된 옐로우 사파이어는 387nm 및 450nm에서 매우 약한 흡수를 갖기 때문에 이러한 사파이어의 색상 메커니즘은 주로 색상 중심으로 인한 것입니다 (그림 2 - 40) .
과학 기술의 발달로 보석을 최적화하는 방법과 기술도 날로 발전하고 있습니다. 기존의 식별 방법으로는 최적화 보석과 천연 보석을 구별하기가 어려워졌습니다. 보석 최적화를 위한 새로운 방법과 기술이 계속 등장하고 업데이트되고 있으며, 기존 장비로 구분할 수 없는 일부 최적화 방법의 경우 대규모 장비 테스트를 통해 확인할 수 있습니다. 따라서 대규모 기기 테스트는 보석 식별에 매우 중요한 역할을 합니다. 이러한 일반적인 기기는 보석의 예비 관찰과 식별만 제공할 수 있습니다. 대형 기기는 종종 더 자세한 정보와 데이터를 제공하여 보석을 더 깊고 정확하게 관찰하고 이해하는 데 도움을 줍니다.
