Как определить оптимизированные драгоценные камни? Руководство по приборам и оборудованию, используемым при идентификации, и процессу работы с ними

В этой статье рассказывается о том, как определить, что драгоценный камень подвергался обработке с помощью специальных инструментов и методов. В ней рассказывается о визуальном осмотре и тестировании, необходимых для подтверждения того, что драгоценный камень подвергался обработке, о видах обработки и о том, насколько стабильными должны быть обработанные камни. Это обязательное чтение для всех, кто работает в ювелирном бизнесе и хочет знать, что реально, а что нет, когда речь идет о покупке или продаже драгоценных камней.

Как определить оптимизированные драгоценные камни?

Руководство по приборам и оборудованию, используемым в процессе идентификации и эксплуатации

После оптимизационной обработки ювелирные изделия и драгоценные камни при продаже должны предъявить сертификат о проверке улучшения драгоценных камней от авторитетного учреждения. Цель сертификации ясна: определить, подвергался ли драгоценный камень искусственной обработке, с помощью визуального осмотра и различных методов и инструментов тестирования на основе внутренних и внешних характеристик. Основные методы и содержание идентификации включают следующие аспекты:

(1) Идентификация и подтверждение различных характеристик драгоценных камней, подвергшихся искусственной обработке.

После оптимизационной обработки драгоценные камни меняют цвет, структуру, состав и т.д. Особенности оптимизационной обработки драгоценных камней определяются путем визуального осмотра и инструментального тестирования.

(2) Какие методы искусственного лечения могут быть использованы?

На основе внутренних и внешних характеристик и данных испытаний драгоценного камня после оптимизационной обработки проанализируйте, какому методу оптимизационной обработки мог подвергнуться драгоценный камень, и определите метод оптимизационной обработки драгоценного камня на основе особенностей оптимизационной обработки.

(3) Стабильность физических и химических свойств оптимизированных продуктов обработки.

Оптимизированные обработанные драгоценные камни должны быть красивыми и безопасными, обладать стабильными физическими и химическими свойствами, повышать эстетическую и экономическую ценность драгоценных камней, чтобы попасть на ювелирный рынок. При продаже на рынке оптимизированные драгоценные камни могут быть немаркированными, но на обработанных камнях должен быть указан тип обработки, иначе это вызовет путаницу на рынке и панику среди потребителей.

Раздел I Методы и этапы идентификации драгоценных камней, прошедших оптимальную обработку

Для точной и быстрой идентификации оптимизированных обработанных драгоценных камней требуется нечто большее, чем просто визуальное наблюдение. Для идентификации драгоценных камней были разработаны различные приборы. Инструменты для идентификации драгоценных камней необходимы для наблюдения за внутренними и внешними характеристиками оптимизированных обработанных драгоценных камней и определения конкретных методов оптимизации драгоценных камней. В реальной идентификации ни один инструмент не является универсальным; необходимо использовать несколько инструментов в сочетании, чтобы подтвердить друг друга. При выборе приборов для определения драгоценных камней они должны быть простыми в использовании, обеспечивать быстрые измерения и не повреждать образцы. Распространенные методы и этапы обнаружения представлены ниже:

(1) Проведите детальное визуальное наблюдение драгоценного камня

Некоторые свойства драгоценных камней можно определить с помощью визуального наблюдения, например цвет, форму, прозрачность, блеск, особые оптические эффекты, спайность, излом и некоторые особенности огранки. По форме кристалла можно определить семейство или систему кристаллов, если это необработанный кристалл. При освещении можно увидеть более очевидные включения в драгоценном камне.

(2) Проверка увеличения

Тщательно очистите образец и с помощью лупы или микроскопа рассмотрите мельчайшие внутренние и внешние особенности драгоценного камня. Наблюдайте внешние особенности образца в отраженном свете, а внутренние - в проходящем свете или при сильном освещении. В особых случаях с помощью рассеивающей доски или масляной иммерсии можно наблюдать внутренние узоры роста и особенности распределения цвета. Наблюдайте под разными углами и записывайте результаты наблюдений, чтобы отличить натуральные, синтетические или искусственно улучшенные драгоценные камни.

(3) Обнаружение оптических свойств

Измерьте оптические свойства драгоценного камня, такие как коэффициент преломления, полярность, характеристики флуоресценции и спектра поглощения. Различные драгоценные камни имеют характерные показатели преломления или диапазоны показателей преломления. Измеряя показатель преломления и двулучепреломление, можно определить, однороден или неоднороден драгоценный камень, является ли он одноосным или двуосным кристаллом и т.д. Некоторые обработанные драгоценные камни также можно отличить по показателю преломления; например, композитный камень, изготовленный из двух разных материалов, можно определить по разнице показателей преломления двух материалов; показатель преломления синтетической шпинели больше, чем у натуральной шпинели.

(4) Определение физических свойств и химические испытания

Например, рубины или изумруды, обработанные маслом, выделяют масло при прикосновении горячей иглой; янтарь при горении издает ароматный запах, а пластиковые реплики - резкий запах; драгоценные камни, обработанные солевым красителем на основе меди, меняют цвет при протирании; драгоценные камни, прошедшие наполнение, обычно имеют относительную плотность ниже, чем у натуральных драгоценных камней.

(5) Тестирование с помощью больших инструментов

Некоторые оптимально обработанные драгоценные камни невозможно определить с помощью обычных приборов и методов; для определения типа драгоценного камня или метода оптимизационной обработки можно использовать такие крупные приборы, как инфракрасная абсорбционная спектрометрия, спектроскопия комбинационного рассеяния и ультрафиолетово-видимая спектроскопия.

Поэтому очень важно понимать типы, строение, принципы и методы использования инструментов для идентификации драгоценных камней и меры предосторожности, чтобы при идентификации оптимально обработанных драгоценных камней выбирать подходящие инструменты и правильно осваивать методы их использования.

Раздел II Увеличительное стекло

Лупа - один из наиболее часто используемых инструментов для идентификации драгоценных камней, с увеличением, как правило, в десять раз. Лупа имеет небольшие размеры, ее легко носить с собой, и она широко используется. Она используется для наблюдения за поверхностью драгоценных камней и более очевидными внутренними особенностями, такими как узоры роста поверхности, трещины, изломы, узоры внутреннего роста, темные включения и так далее.

1. Структура ручного увеличительного стекла

Обычно при определении драгоценных камней используется выпуклая лупа (рис. 2 - 1). Простейшая конструкция представляет собой одиночную линзу, обычно пригодную для слабого увеличения. Более сложные конструкции - это дублеты и триплеты, которые дают два или три увеличения, устраняя проблему повышенной кривизны выпуклых линз, которая может предотвратить сферическую аберрацию и искажения.

Приобретая лупу, вы можете использовать графическую бумагу, чтобы определить ее качество. Проверьте, нет ли искажений по краям бумаги под ручной лупой; чем меньше искажения, тем выше качество лупы.

2. Функция увеличительных стекол

Лупы для драгоценных камней могут использоваться для наблюдения за более очевидными особенностями внутри и снаружи драгоценных камней, что делает их эффективным и удобным инструментом для идентификации драгоценных камней. Как правило, после определения основных характеристик драгоценного камня, таких как цвет, прозрачность и блеск, невооруженным глазом, лупа может быть использована для дальнейшего изучения внешних и внутренних особенностей камня, таких как трещины, характер роста и включения.

Поза наблюдателя, его привычки, источник света, фон и другие факторы могут повлиять на результаты наблюдения. При использовании лупы правильнее всего держать ее как можно ближе к глазам, чтобы наблюдать вблизи. Чтобы лупа не дрожала, рука, держащая драгоценный камень, должна касаться руки, держащей лупу, а локти должны быть поставлены на стол, чтобы сохранить определенное расстояние между лупой, глазами и драгоценным камнем.

Раздел III Гем-микроскопы и их применение

Иногда включения в драгоценных камнях имеют небольшие размеры, и их невозможно рассмотреть с помощью обычного увеличительного стекла. В этом случае можно воспользоваться прибором с большим увеличением - микроскопом. Наблюдение за драгоценными камнями с помощью микроскопа более четкое, чем с помощью лупы. Это связано с тем, что микроскопы не только имеют широкий диапазон увеличения, до 200 крат, но и позволяют избежать дрожания, которое может возникнуть при использовании ручных луп. Недостатком микроскопа является то, что он большой и его неудобно носить с собой. Микроскоп используется для наблюдения за внутренними включениями, которые трудно увидеть под десятикратной лупой, с большим увеличением и широким полем зрения, что позволяет наблюдать некоторые типичные особенности оптимизированной обработки драгоценных камней, такие как изменения во включениях в термообработанных рубинах, "солнечный свет", создаваемый лопающимися пузырьками в термообработанном янтаре, и эффект вспышки, видимый в изумрудах, наполненных цветным маслом.

1. Типы и структура микроскопов с драгоценными камнями

Микроскоп для драгоценных камней - это бинокулярный микроскоп с некоторым дополнительным оборудованием, таким как держатель для драгоценных камней, система освещения и резервуар для иммерсионного масла. При определении оптимальной обработки драгоценных камней он в основном используется для наблюдения за внутренними и внешними особенностями камней, которые трудно увидеть невооруженным глазом или с помощью десятиметровой лупы. К распространенным типам микроскопов относятся вертикальные и горизонтальные микроскопы. Различные микроскопы выбираются в зависимости от природы драгоценного камня и методов наблюдения.

(1) Вертикальный микроскоп:

Наиболее распространенный и широко используемый тип микроскопа при идентификации драгоценных камней (рис. 2 - 2). Его особенностью является то, что источник света и система микроскопа интегрированы, что позволяет наблюдать за драгоценным камнем сверху.

(2) Горизонтальный микроскоп:

Микроскоп имеет отдельный источник света и систему увеличения, при этом микроскоп, драгоценный камень и источник света расположены на одной горизонтальной линии, что позволяет наблюдать драгоценный камень сбоку. Главная особенность заключается в том, что для наблюдения внутренней структуры драгоценного камня можно использовать контейнер с масляной иммерсией.

2. Освещение гем-микроскопов

Вертикальные микроскопы с геммой обычно имеют два источника света: верхний и нижний. Верхний источник света может быть флуоресцентным оптическим источником света или источником света накаливания. Нижний источник света - это источник накаливания. Существует девять распространенных методов освещения.

(1) Освещение в темном поле

Между драгоценным камнем и источником света помещается черная пластина без отражающего фона. Свет дифрагирует на гранях, создавая четкий контраст между яркими, светло-окрашенными включениями и черным фоном. Этот тип используется чаще всего [Рисунок 2 - 3 (а) ]. В основном он используется для наблюдения светло-окрашенных включений и структур роста в прозрачных драгоценных камнях, например, кристаллических включений и структур роста.

(2) Освещение в ярком поле

Свет светит прямо на драгоценный камень снизу, часто фиксируя апертуру в точечном свете. Это создает четкий контраст между темными включениями в драгоценном камне и светлым полем, а также подходит для наблюдения изогнутых полос или низко выступающих включений [Рисунок 2 - 3(b) ].

(3) Вертикальное освещение (с использованием верхнего источника света)

Светит сверху, отраженный свет позволяет наблюдать особенности поверхности драгоценного камня [Рисунок 2 - 3(c) ]. В основном он используется для проверки трещин, царапин и неровностей на поверхности драгоценного камня.

(4) Рассеянное освещение

Поместите между драгоценным камнем и источником света волокно или другой полупрозрачный материал, чтобы рассеять и смягчить свет, что поможет увидеть кольца оттенков и структуру цветовых полос драгоценного камня [Рисунок 2 - 3(d) ].

(5) Горизонтальное освещение (с использованием любого источника света)

Узкий луч света направляется от края к драгоценному камню, наблюдая за ним сверху, что облегчает наблюдение за яркими иглами - кристаллами и пузырьками (техника карандашного света).

(6) Освещение источника света иглы

Зафиксируйте осветительное кольцо между драгоценным камнем и источником света, позволяя светить на него только вертикальным светом, что облегчает наблюдение за изогнутыми полосами и цветовыми полосами, расколом, расщеплением и другими структурами.

(7) Поляризованное освещение (с использованием любого поляризатора и анализатора)

Поместите драгоценный камень между двумя скрещенными поляризаторами, чтобы убедиться, что он представляет собой однородное тело, и проверить наличие плеохроизма, аномальной экстинкции и других эффектов, наблюдаемых с помощью поляризационного микроскопа (рис. 2 - 4).

(8) Косое освещение (с использованием любого волоконного источника света)

Под наклонным углом узкий пучок света освещает драгоценный камень, так как угол между вертикальным и горизонтальным освещением облегчает наблюдение тонкослойных эффектов, вызванных жидкими включениями в спайности (например, радужной окраски).

(9) Техника темного поля

Вставьте частично непрозрачную перегородку между драгоценным камнем и источником света, чтобы предотвратить попадание прямого света на драгоценный камень, позволяя включениям представлять отчетливый трехмерный эффект, который помогает наблюдать расположение структур роста, таких как изогнутые полосы и двойникование (рис. 2 - 5).

3. Распространенные иммерсионные жидкости, используемые в гемомикроскопии

(1) Обычные погружные жидкости

Для погружения драгоценных камней обычно используется маслянистая жидкость, которой оснащен резервуар для погружения как в вертикальных, так и в горизонтальных микроскопах. Погружая драгоценный камень в жидкость, можно наблюдать внутренние включения, характер роста и другие особенности, уменьшая помехи от отражений на поверхности или мелких граней и позволяя эффективно наблюдать внутренние характеристики. Помещение драгоценного камня в жидкость для погружения с показателем преломления, близким к показателю преломления камня, дает более выраженные результаты. Идеальная иммерсионная жидкость должна обладать хорошей летучестью и высокой прозрачностью, быть нетоксичной и не иметь запаха. Кроме того, она может иметь плотность или коэффициент преломления, аналогичные наблюдаемому драгоценному камню. К числу распространенных иммерсионных жидкостей, используемых в микроскопах для работы с драгоценными камнями, относятся глицерин, жидкий парафин, хлорид нафталина и дийодметан, значения коэффициента преломления которых приведены в таблице 2 - 1.

Таблица 2 - 1 Показатели преломления различных жидкостей для погружения

Название погружной жидкости	Показатель преломления
Вода	1.33
Скипидар	1.47
Глицерин	1.47
Хлорид нафталина	1.63
Жидкий парафин	1.47
Дийодометан	1.74

(2) Меры предосторожности при использовании раствора для погружения

В микроскопах для драгоценных камней может использоваться множество типов иммерсионных жидкостей, и для разных драгоценных камней иммерсионная жидкость выбирается по-разному. Требования к выбору иммерсионных жидкостей включают следующие аспекты:

① При выборе жидкости для погружения необходимо, чтобы показатель преломления жидкости был близок к показателю преломления драгоценного камня, что благоприятно для наблюдения внутренних особенностей драгоценного камня.

② Пористые драгоценные камни, органические драгоценные камни и цемент, из которого собраны драгоценные камни, не следует помещать в жидкость для погружения.

③ α - Хлорид нафталина и дихлорметан имеют сильный запах, поэтому драгоценные камни, которые были погружены в них, следует очистить после извлечения.

④ При настройке фокусного расстояния избегайте контакта объектива с жидкостью для погружения или воздействия паров жидкости из-за слишком низкого расположения объектива.

⑤ В вертикальном микроскопе иммерсионный резервуар расположен под объективом и над источником света, а время наблюдения должно быть приемлемым.

4. Меры предосторожности при использовании микроскопа с драгоценными камнями

При наблюдении за драгоценными камнями важно правильно использовать микроскоп, чтобы избежать ошибок в результатах наблюдения или повреждения микроскопа из-за ошибок в работе. Обратите внимание на следующие аспекты при его использовании:

(1) При наблюдении внутренних и внешних особенностей драгоценных камней выбирайте соответствующий источник света. Как правило, для наблюдения внутренних особенностей используется проходящий свет, а для внешних - отраженный.

(2) При регулировке фокусного расстояния объектива поднимайте и опускайте тубус медленно, чтобы избежать резкого падения, которое может поцарапать или разбить объектив о гемму.

(3) Держите микроскоп в чистоте; не прикасайтесь к объективу пальцами и протирайте его бумагой для линз.

(4) После использования микроскопа выключите питание, установите объектив в нижнее положение и закройте микроскоп крышкой.

5. Роль микроскопов в идентификации драгоценных камней

Микроскопы широко используются для идентификации драгоценных камней, в первую очередь для наблюдения за их поверхностью и внутренними особенностями. К внешним признакам относятся дефекты поверхности (царапины, износ, характер роста, кислотное травление и т.д.) и стиль огранки (форма граней, симметрия и т.д.); к внутренним - типы и особенности распределения включений, распределение цвета, характер роста, наличие двойного преломления, а также композитный камень, состоящий из различных материалов.

Наблюдение под микроскопом некоторых характерных признаков позволяет определить, подвергался ли драгоценный камень искусственной обработке. Например, для изумрудов, подвергшихся пломбировочной обработке, под микроскопом видны различия в цвете, блеске и прозрачности в месте пломбировки по сравнению с основным телом изумруда.

(1) Различия между поверхностными и внутренними включениями в драгоценных камнях

Различение поверхностных и внутренних признаков драгоценных камней очень важно для их идентификации. Как правило, влияние поверхностных признаков на качество драгоценных камней меньше, чем внутренних. Например, при оценке чистоты бриллиантов влияние внутренних включений на чистоту бриллианта больше, чем влияние поверхностных ям, линий роста и других факторов. В ювелирном микроскопе для различения поверхностных и внутренних признаков используются методы отраженного света, фокальной плоскости и качания.

① Метод отраженного света

Свет подается с направления наблюдения за драгоценным камнем, а фокус микроскопа настраивается на положение отражающей поверхности, которая является поверхностью драгоценного камня. Если это внутреннее включение, то оно будет неясно, когда поверхность прозрачна; если это внешняя особенность, то обе они будут прозрачны одновременно.

② Метод фокальной плоскости

Отрегулируйте ручку фокусировки так, чтобы большая часть поверхности драгоценного камня была одновременно чистой. Как и в случае с методом отражения, внутренние включения не видны, если поверхность драгоценного камня чистая. И наоборот, поверхность должна быть осветлена, когда внутренние включения ясны.

③ Метод качания

Настройте фокус на определенное положение и наблюдайте за амплитудой внутренних и внешних признаков во время качания, одновременно вращая драгоценный камень, где амплитуда внутренних включений меньше, чем амплитуда определенного признака на поверхности.

(2) Наблюдение за особенностями поверхности

При идентификации драгоценных камней в первую очередь следует обратить внимание на особенности их поверхности, такие как блеск, трещины и изломы, чтобы сделать предварительное заключение о типе драгоценного камня. Если вы наблюдаете за необработанным камнем, обратите внимание на такие особенности, как форма кристаллов, рисунок граней кристаллов и спайность.

① Особенности поверхности минеральных кристаллов или необработанных камней

Полосы граней кристаллов выглядят как линейные полосы на поверхности минеральных кристаллов, отражающие рост и развитие граней кристаллов. Различные формы минеральных кристаллов имеют разные полосы роста на своей поверхности. Например, кристаллы α-кварца имеют горизонтальные полосы на поверхности, алмазы - типичные треугольные полосы, кристаллы турмалина - твердые полосы (рис. 2 - 6).

Двойникование Непрерывное тело, образованное двумя или более одинаковыми кристаллами, расположенными в соответствии с определенным отношением симметрии, называется двойникованием, также известным как кристаллы-близнецы. В зависимости от того, как соединены близнецы, их можно разделить на контактные, взаимопроникающие и циклические. Контактные близнецы также подразделяются на простые контактные близнецы и агрегированные контактные близнецы. Двойниковые полосы - это линейные полосы, которые появляются на грани кристалла, плоскости спайности или плоскости огранки и полировки драгоценных камней в месте соединения двойников. Двойникование является отличительной особенностью минералов драгоценных камней, таких как взаимопроникающие двойники хрусталя, треугольные тонкие двойники алмазов (рис. 2 - 7), трехскладчатый хризоберилл, контактные двойники шпинели и т.д.

Кливаж и трещины: Кливаж - это раскалывание минералов по определенным направлениям под действием внешней силы с образованием гладких плоскостей. Направления спайности и количество спайностей варьируются в разных кристаллах. Поверхности трещин неровные и не гладкие, что не зависит от типа кристалла, а связано только с приложенными внешними силами.
Бугор роста: Геометрические фигуры, образующиеся в процессе роста кристаллов, которые имеют правильную форму и слегка возвышаются над поверхностью кристалла, называются буграми роста. Характеристики бугров роста в природных и синтетических алмазах значительно отличаются (Рисунок 2 - 8).

② Pсоздан Gэмстоун

После оптимизационной обработки стиль огранки драгоценных камней будет отличаться от натурального. По сравнению с природными камнями, коэффициент огранки оптимизированных камней хуже, а поверхность может иметь неровности. Для оптимизированных драгоценных камней основными показателями являются коэффициент огранки, совпадение граней, качество полировки, царапины и дефекты поверхности.

③ Композитный камень (комбинированный камень)

Композитные драгоценные камни также могут улучшить обработку драгоценных камней, образованных путем объединения двух или более различных материалов. При наблюдении под микроскопом композитные драгоценные камни обладают следующими характеристиками:

Шов соединения композитного камня На стыке разных материалов в композитном камне появляется отчетливый шов соединения, причем над и под швом наблюдаются различия в цвете и блеске.
Изменения в блеске частей композитного камня Поскольку композитный камень состоит из различных материалов, которые имеют разные показатели преломления и прозрачности, изменения в блеске, вызванные различными материалами, можно наблюдать под микроскопом (Рисунок 2 - 9).
Есть ли пузырьки в области склейки? Например, в случае с соединенным камнем с гранатом на вершине при увеличении можно обнаружить пузырьки в слое склейки и эффект красного кольца, вызванный разницей в цвете между гранатом и стеклом.

④ Покрытия, пленки и инкрустации

Драгоценные камни с покрытием или пленкой обычно имеют тонкий поверхностный слой и меньшую твердость. На драгоценных камнях, обработанных при высоких температурах, под микроскопом можно наблюдать такие поверхностные различия, как царапины, следы столкновений, пузырьки и частичное отслоение покрытия (рис. 2 - 10); после воздействия высоких температур драгоценные камни также могут обладать высокотемпературными характеристиками. Поверхность драгоценных камней с покрытием обычно представляет собой поликристаллическую пленку с пониженной прозрачностью и блеском; поверхность инкрустированных драгоценных камней представляет собой поверхность синтетических драгоценных камней, обычно демонстрируя характеристики синтетических драгоценных камней, такие как линии роста и пузырьки.

⑤ Окрашенные и цветные изделия

Драгоценные камни, подвергшиеся окраске, обычно имеют множество естественных трещин. Под лупой или микроскопом в трещинах и ямках драгоценных камней можно увидеть краситель и красящие вещества. Присутствие этих красителей увеличивает разнообразие цветов в драгоценных камнях, и под микроскопом распределение цвета крайне неравномерно; цвет темнее в трещинах и светлее в плотных структурах (рис. 2-11).

(3) Наблюдение за внутренними особенностями

① Наблюдение за цветом

Цвет натуральных драгоценных камней не всегда распределен равномерно; распределение цвета окрашенных камней связано со структурой драгоценного камня. Например, цвет окрашенного жадеита распределяется по волокнистой структуре: более глубокие цвета в местах, где структура рыхлая, и более светлые - в более плотных участках. Из-за множества трещин в природных рубинах окрашенные рубины часто имеют более глубокие цвета в трещинах.

② Наблюдение за линиями роста

Характер роста природных драгоценных камней отличается от синтетических. Как правило, линии роста природных драгоценных камней прямые, как, например, угловатые цветовые полосы природных сапфиров, в то время как линии роста сапфиров, синтезированных методом плавления, имеют дугообразную форму. Конечно, бывают и другие ситуации, например, линии роста рубинов, синтезированных методом флюса, прямые, а линии роста натурального жемчуга представляют собой концентрические круги.

③ Наблюдение за включениями

Характеристики включений являются важнейшими идентификационными критериями для различения природных, синтетических и оптимально обработанных драгоценных камней. Типы включений различаются в разных условиях роста.

Природные драгоценные камни содержат множество включений. Типы включений (так называемые инклюзии) связаны с генезисом драгоценных камней.
- Драгоценные камни, найденные в основных и ультраосновных породах, в основном включают твердые темные минералы, такие как гетит, гематит, магнетит и рутил.
- Драгоценные камни в пегматитах содержат множество газовых и жидких включений, которые обычно имеют каплевидную, овальную или параллельную трубчатую форму. Например, аквамарин "кошачий глаз" из Алтая, Синьцзян, образован плотно упакованными мелкими трубчатыми включениями.
- В драгоценных камнях, связанных с гидротермальной деятельностью, часто встречаются газовые, жидкие включения и включения твердых минералов; иногда сосуществуют двух- или трехфазные включения. Например, трехфазные включения развиты в колумбийских изумрудах (рис. 2 - 12).
- Знаки происхождения включений и их влияние. Из-за различий в условиях образования драгоценных камней включения в них существенно различаются. Некоторые драгоценные камни также имеют свои характерные включения. Например, трубчатые включения в турмалине, двухфазные включения несмешивающейся жидкости в топазе, трехфазные включения и минеральные включения в изумрудах и т.д.

Включения в синтетических драгоценных камнях
- Метод пламенной плавки: Этот метод позволяет синтезировать рубины, сапфиры, шпинели, рутилы, титанат стронция и другие. Синтезированные драгоценные камни обычно демонстрируют дугообразные линии роста в результате процесса накопления и кристаллизации, а также могут содержать нерасплавленный порошок сырья и круглые пузырьки (Рисунок 2 - 13).
- Флюсовый метод: Этим методом можно синтезировать рубины, изумруды и хризоберилл. Из-за использования платиновых контейнеров возможны платиновые включения. Если температура не контролируется должным образом, в сырье могут появиться включения, обычно в виде метлоподобных или облакоподобных пузырьковых агрегатов, таких как вуальподобные включения в синтетических изумрудах (рис. 2 - 14).
- Гидротермальный метод: Изначально он использовался для синтеза оптических кристаллов, затем для синтеза рубинов и аметистов, а в последнее время - для синтеза изумрудов. Типичным примером являются включения с кристаллическими зернами внутри, такие как игольчатые твердые включения оксида бериллия в синтетических изумрудах, а также жидкие и газовые включения (рис. 2 - 15).

Искусственное улучшение драгоценных камней
- Бесцветный материал наполнителя. При наблюдении под микроскопом за показателем преломления и блеском наполненных драгоценных камней иногда можно заметить пузырьки и неравномерное распределение блеска и показателя преломления. Например, в обработанных рубинах могут наблюдаться пузырьки, вызванные разницей в показателях преломления между наполнителем и рубином, что приводит к различиям в блеске и яркости на поверхности драгоценного камня (рис. 2 - 16).
- Крашение и окрашивание. Крашение можно применять ко многим видам драгоценных камней, таким как рубины, нефрит, агат, жемчуг и кристаллы. Поскольку природные драгоценные камни часто имеют множество трещин, использование ярко окрашенных органических красителей или неорганических пигментов для окрашивания может улучшить цвет природных драгоценных камней. После окрашивания драгоценные камни можно рассмотреть под микроскопом, чтобы определить наличие красящих веществ или распределение цвета в трещинах драгоценного камня или между зернами. Например, в окрашенных кристаллах (рис. 2 - 17) под увеличением видно, что цвет сосредоточен в трещинах камня; если протереть поверхность камня белой бумагой или хлопком, то видно, что плохо окрашенные камни оставляют на белой бумаге или хлопке остатки цвета.
- Покрытие, прилипание и подложка Покрытие - распространенный метод обработки, например, вакуумное покрытие для нанесения слоя синтетической алмазной пленки на поверхность кристаллов, топазов или других бесцветных драгоценных камней для имитации бриллиантов. Под микроскопом поверхность приобретает адамантиновый блеск. Поскольку синтетические алмазы поликристаллические, со временем на поверхности могут появиться трещины или износ. На стол или павильон драгоценного камня может быть нанесен слой металла, обеспечивающий лучший отражающий эффект и яркие цвета. При увеличении можно наблюдать радужную поверхность. Прилипание обычно используется для бесцветного или слабоокрашенного берилла. Слой зеленого синтетического изумруда выращивается на поверхности берилла синтетическим способом, чтобы он играл роль изумруда. Из-за разного теплового расширения на границе раздела между слоем синтетического изумруда и бериллом могут образоваться трещины, которые можно наблюдать под микроскопом. Подложка часто применяется к светлоокрашенным драгоценным камням, например для создания черной подложки под более тонким опалом, чтобы углубить его общий цвет. Цветовые различия между слоями можно наблюдать под микроскопом.
- Композитный камень: Процесс органического соединения двух или более материалов вместе с помощью клеящего вещества, чтобы создать видимость цельного драгоценного камня, называется композитным. Композитные камни используются для изготовления бриллиантов, опалов, изумрудов, рубинов, сапфиров и гранатов. Под увеличением можно увидеть, есть ли в композитном камне границы раздела, присутствует ли клей между слоями, различия в характеристиках включений в разных частях верхнего и нижнего слоев, а также пузырьки на поверхности композита.

Раздел IV Рефрактометр

Рефрактометр для драгоценных камней разработан и изготовлен на основе закона полного внутреннего отражения. При распространении световых волн из плотной среды в менее плотную происходит полное внутреннее отражение, когда угол падения достигает определенной величины. Величина критического угла для полного внутреннего отражения зависит от коэффициента преломления среды. Когда свет падает с передней стороны рефрактометра на высокоосвинцованное стекло, он проходит через полусферу из высокоосвинцованного стекла в зону контакта с иммерсионным маслом с высоким показателем преломления и драгоценным камнем, в результате чего происходит полное внутреннее отражение. Свет отражается от другой стороны нормального свинцового стекла, линзы, шкалы и призмы, попадая в окуляр, где наблюдатель может непосредственно прочитать значение показателя преломления измеряемого драгоценного камня (рис. 2-18).

Рефрактометр подходит для драгоценных камней с гладкой поверхностью. Образцы должны иметь гладкую поверхность, быть слишком маленькими или иметь недостаточную площадь контакта с рефрактометром для измерения показателя преломления и двулучепреломления. Органические драгоценные камни, пористые драгоценные камни и образцы с коэффициентом преломления более 1,78 также не могут быть проверены на коэффициент преломления и двулучепреломление.

1. Предпосылки и ограничения для использования рефрактометра

Помимо рефрактометра, для измерения показателя преломления необходимы два условия: первое - источник света, как правило, желтого света с длиной волны 589 нм, который можно получить с помощью натриевой лампы или путем добавления желтого фильтра к источнику света или окуляру; второе - контактная жидкость, которая необходима для хорошего контакта между стеклянным столиком и образцом драгоценного камня и требует, чтобы ее показатель преломления был больше, чем у образца драгоценного камня. Стоит отметить, что контактная жидкость, используемая в рефрактометре, токсична. Чтобы образец не всплыл и не причинил лишнего вреда наблюдателю, количество используемой контактной жидкости должно быть минимальным, а бутылка после использования должна быть плотно закрыта. При использовании обратите внимание на следующие моменты:

(1) Выбранное иммерсионное масло должно иметь коэффициент преломления, близкий к коэффициенту преломления высокоосвинцованного стекла, обычно около 1,80 - 1,81.

(2) Показатель преломления драгоценного камня должен быть меньше показателя преломления иммерсионного масла и стеклянной полусферы для создания полного внутреннего отражения, что позволяет измерять его показатель преломления. Если показатель преломления драгоценного камня больше, чем показатель преломления иммерсионного масла, значение показателя преломления драгоценного камня не может быть измерено на рефрактометре.

(3) Критический угол различных драгоценных камней фиксирован, поэтому на основе различных областей полного внутреннего отражения света можно описать различные значения коэффициента преломления драгоценных камней (то есть, независимо от того, как меняется угол падения, существует только один максимальный угол падения для полного внутреннего отражения; весь свет, превышающий это максимальное значение, не будет отражен). Это создает яркие и темные области в поле зрения. Вращая образец и поляризатор во всех направлениях и наблюдая за шкалой на границе светлого и темного в окуляре, можно определить коэффициент преломления драгоценного камня.

2. Порядок работы с рефрактометром

(1) Очистите или протрите измеряемый образец и нанесите соответствующее количество контактного масла на измерительную ступень.

(2) Осторожно поместите полированную поверхность или кристаллическую грань образца лицевой стороной вниз на контактное масло на измерительном столе.

(3) Поверните образец и поляризатор во всех направлениях и считайте значение шкалы светлых и темных границ из окуляра, которое является показателем преломления.

(4) Однородное тело может измерить только одно значение показателя преломления. В отличие от этого, неоднородное тело может измерить максимальное и минимальное значение, и разница между этими двумя значениями является двулучепреломлением образца.

(5) Оптические характеристики образца могут быть определены по изменениям светлой и темной границы.

3. Применение рефрактометра

Рефрактометр играет важную роль в идентификации драгоценных камней. С его помощью можно определить оптимально обработанные драгоценные камни. Например, показатели преломления двух материалов в составном драгоценном камне часто отличаются. Он также может определить анизотропию или изотропию драгоценного камня. В основном он используется в следующих аспектах идентификации драгоценных камней:

(1) Определите изотропию и анизотропию драгоценных камней и измерьте показатель преломления изотропных драгоценных камней.

(2) Измерьте максимальные и минимальные значения показателя преломления анизотропных драгоценных камней и двулучепреломления.

(3) Определите осевую природу анизотропных драгоценных камней, являются ли они одноосными или двуосными, а также их оптический знак.

(4) Определите составные драгоценные камни. Из-за различия материалов в верхнем и нижнем слоях собранных драгоценных камней могут наблюдаться различия в показателе преломления, что поможет определить наличие феномена сборки.

Раздел V Спектроскоп с драгоценными камнями

Спектроскоп можно использовать для наблюдения за спектром поглощения драгоценных камней, что помогает определить разновидность драгоценных камней, сделать вывод о содержании красящих элементов в драгоценных камнях, особенно в тех, которые имеют типичные спектры, определить подвиды драгоценных камней, а также определить, подвергались ли драгоценные камни обработке. Спектроскоп особенно полезен для идентификации обработанных драгоценных камней, например, для отличия облученных алмазов от природных, природного корунда от улучшенного корунда и синтетического корунда, природного нефрита от окрашенного нефрита, а также для отличия различных композитных драгоценных камней, что также может быть сделано с помощью спектроскопа.

1. Принцип работы спектроскопа

Спектроскоп идентифицирует драгоценные камни, наблюдая за светом, проходящим через камень или отраженным от его поверхности, которая поглощает световые волны определенной длины. Каждый драгоценный камень имеет уникальную внутреннюю структуру; даже камни с одинаковыми красящими ионами могут иметь совершенно разные цвета из-за различий в их внутренней структуре. Например, изумруды и рубины имеют разную окраску из-за наличия в кристалле красящего элемента хрома: один из них - зеленый, а другой - красный. Каждый драгоценный камень имеет свой характерный спектр поглощения, который является основой для тестирования и идентификации драгоценных камней. Цвет прозрачных драгоценных камней обусловлен их избирательным поглощением света.

(1) Рассеивание

Когда луч белого света проходит через наклонную поверхность прозрачного предмета (например, призмы), он разлагается на составляющие его длины волн, образуя спектральные цвета, а именно красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. Длины волн обычно наблюдаемых цветов в видимом свете следующие: красный 770-640 нм; оранжевый 640-595 нм; желтый 595-575 нм; зеленый 575-500 нм; голубой 500-450 нм; синий 450-435 нм; фиолетовый 440-400 нм.

(2) Выборочное поглощение

Все предметы обладают различной степенью поглощения видимого света. Поглощенные длины волн можно увидеть при разложении света, проходящего через эти объекты. Когда все световые волны поглощаются, они кажутся черными в спектре; когда они проходят через них, они показывают спектральные цвета. Если объект поглощает некоторые световые волны, материал приобретает определенный цвет, и это поглощение часто связано с определенными элементами в материале.

2. Типы и функции спектроскопов

С помощью спектроскопа можно проверить как необработанные, так и оправленные драгоценные камни. Причины окраски драгоценных камней можно выяснить, изучив их спектр поглощения. Использование спектроскопа для идентификации некоторых драгоценных камней удобно и быстро, особенно для тех, которые не могут быть идентифицированы методами измерения плотности и коэффициента преломления, например, оправленные камни, плотность которых невозможно измерить, и камни с коэффициентом преломления выше 1,81, где рефрактометры становятся неэффективными. Поэтому использование спектроскопа для наблюдения и тестирования для идентификации драгоценных камней особенно важно.

Спектроскоп, используемый для определения драгоценных камней, обычно имеет простую конструкцию, он трубчатый и его легко переносить (рис. 2 - 19). По своей структуре спектроскопы можно разделить на два типа: с призмой и с дифракционной решеткой.

3. Структура и характеристики спектроскопов

(1) Призменный спектроскоп

Призменный спектроскоп состоит из ряда призм, создающих относительно прямой световой путь, причем эти призмы находятся в оптическом контакте. Характерной особенностью призменного спектроскопа является то, что сине-фиолетовая область света относительно расширена. Напротив, красная область света относительно сжата, что приводит к неравномерному распределению цветовых зон в спектре. Преимуществом является хорошее светопропускание, позволяющее получить яркий участок спектра, что благоприятно для наблюдения сине-фиолетовой области спектра.

① Строительство:

Призменный спектроскоп состоит из щели, объектива, набора призм, шкалы и окуляра (рис. 2 - 20).

② Материалы призмы:

Выбор материалов для призм должен отвечать трем условиям: они не должны поглощать видимый свет на определенных длинах волн; цвет дисперсии не может быть слишком широким или слишком узким; она должна быть одноосной. В противном случае будут получены два набора спектров.

Призмы обычно изготавливаются из свинцового или неэтилированного стекла, предпочтительно использовать комбинацию треугольных или пятиугольных призм, и они должны быть скреплены между собой.

③ Щель:

Окошко, используемое для регулировки освещенности. Для прозрачных драгоценных камней щель почти полностью закрыта, для полупрозрачных или слабопрозрачных щель должна быть открыта чуть шире.

④ Окуляр с фокусирующей подвижной трубкой:

Настраивает фокусное расстояние окуляра в соответствии с различными фокусными расстояниями глаз каждого человека.

⑤ Спектральные характеристики:

Спектр яркий, относится к неоднородному спектру, с неравномерной шкалой длин волн; фиолетовая и синяя области относительно расширены, а красная и желтая - сужены, подходит для темно-окрашенных драгоценных камней, облегчая наблюдение за драгоценными камнями, поглощающими сине-фиолетовый свет.

(2) Решетчатый спектрометр

Решетчатый спектрометр состоит в основном из группы дифракционных решеток. Характерной особенностью решетчатого спектрометра является то, что спектральные области имеют примерно одинаковый размер, а разрешение в области красного света выше, чем у призменного спектрометра. По сравнению с призменным спектрометром, он имеет более низкий коэффициент пропускания и требует более мощного источника света (рис. 2 - 21).

① Структура:

Решетчатый спектрометр состоит из коллимирующей линзы, дифракционной решетки и окуляра (рис. 2 - 22).

② Спектральные характеристики:

По сравнению с призменными спектрометрами, спектры решетчатых спектрометров немного темнее, более однородны и имеют равномерную шкалу длин волн. Они подходят для драгоценных камней с хорошей прозрачностью и тех, что имеют линии поглощения в красной области.

4. Меры предосторожности при использовании спектрометров

(1) Источником света для спектроскопа должен быть сильный, сфокусированный источник белого света (лампа накаливания), обычно используется прожекторный фонарик, источник света микроскопа или источник света поляризатора.

(2) Источник света имеет тепловое излучение; образцы следует держать под источником света в течение короткого времени, чтобы избежать перегрева драгоценных камней, что может повлиять на спектр. Длительное воздействие может привести к размыванию или даже исчезновению линий поглощения.

(3) Не держите драгоценные камни непосредственно руками, так как человеческая кровь может создавать линию поглощения при 592 нм.

(4) Поглощение некоторых драгоценных камней может быть направленным, поэтому необходимо проводить тщательное наблюдение под разными углами. Драгоценные камни с сильным плеохроизмом могут демонстрировать различия в спектрах поглощения в зависимости от направления.

(5) Для составных драгоценных камней необходимо проводить тщательное наблюдение с разных сторон, так как спектры поглощения разных частей могут отличаться.

(6) Люди, носящие фотохромные очки, должны снимать их во время спектрального тестирования, чтобы избежать путаницы между линиями поглощения неодима в очках и линиями поглощения исследуемых драгоценных камней.

5. Цвет - вызывающие ионы в драгоценных камнях и их применимый диапазон

Когда белый свет проходит через прозрачные драгоценные камни, содержащие ионы, вызывающие окраску, или отражается от поверхности непрозрачных камней, часть света поглощается, в результате чего мы видим, что драгоценный камень отображает цвет.

Цвет драгоценного камня связан с содержащимися в нем ионами, вызывающими окраску. Драгоценные камни, окрашенные ионами разных металлов, имеют разные спектральные характеристики поглощения. Однако драгоценные камни, окрашенные ионами одного и того же металла, имеют схожие спектральные характеристики поглощения. По характерным спектральным линиям поглощения ионов металлов можно определить разновидность драгоценного камня или определить, подвергался ли он обработке.

Спектрометры очень широки; они могут использоваться для определения цветообразующих элементов в драгоценных камнях, в основном применительно к цветным драгоценным камням. Бесцветные камни, за исключением циркона, алмазов и энстатита, не имеют значительных спектров поглощения. При идентификации они применимы только к камням с типичными спектрами. Драгоценные камни с типичными спектрами могут служить диагностическими идентификационными признаками и должны быть освоены с особым вниманием.

(1) Спектр поглощения хрома - ионно окрашенных драгоценных камней

Ионы хрома являются наиболее важными красящими элементами в распространенных драгоценных камнях. К распространенным драгоценным камням, окрашенным ионами хрома, относятся рубины, красные шпинели, александриты, изумруды и нефриты. Характерные спектры поглощения этих камней показаны на рис. 2 - 23 (наблюдение под решетчатым спектрометром).

Хотя все драгоценные камни на рис. 2 - 23 окрашены ионами хрома, их спектры поглощения похожи, но не идентичны. Спектр поглощения рубина имеет три линии поглощения в красной области, широкое поглощение в желто-зеленой области, три линии поглощения в синей области и полное поглощение в фиолетовой области; спектр поглощения красной шпинели имеет линию поглощения в красной области, полосу поглощения в желто-зеленой области и полное поглощение в фиолетовой области; спектр поглощения александрита имеет линию поглощения в красной области, полосу поглощения в желто-зеленой области, одну линию поглощения в синей области и полное поглощение в фиолетовой области; спектр поглощения изумруда имеет линию поглощения в красной области, слабую полосу поглощения в оранжево-желтой области, слабую линию поглощения в синей области и полное поглощение в фиолетовой области; спектр поглощения нефрита имеет три ступенчатые линии поглощения в красной области (630 - 690 нм) , и линия поглощения в фиолетовой области при 437 нм (линия поглощения 437 нм может отсутствовать, если зеленый цвет яркий и чистый) .

(2) Спектры поглощения драгоценных камней, окрашенных ионами железа

Среди распространенных драгоценных камней, окрашенных ионами железа, - сапфиры, оливин, хризоберилл и альмандин, характерные спектры поглощения которых показаны на рис. 2 - 24 (наблюдение под решеткой спектрометра).

Сапфир, оливин, хризоберилл и альмандин окрашены ионами железа, но их спектры поглощения различаются. Линии поглощения сапфира - это три узкие полосы поглощения в синей области при 450, 460 и 470 нм; линии поглощения оливина - три узкие полосы поглощения в синей области при 453, 473 и 493 нм; линия поглощения хризоберилла имеет сильную узкую полосу поглощения при 444 нм в синей области; линии поглощения альмандина имеют три сильные узкие полосы поглощения в желто-зеленой области (505 нм, 527 нм, 576 нм), со слабыми полосами в синей и оранжево-желтой областях.

(3) Спектр поглощения окрашенных ионами кобальта драгоценных камней

К распространенным драгоценным камням, окрашенным ионами кобальта, относятся синтетическая голубая шпинель и кобальтовое стекло. Линии спектра поглощения этих драгоценных камней показаны на рис. 2 - 25. Спектр поглощения синтетической голубой шпинели имеет три сильные полосы поглощения в зеленой, желтой и оранжево-желтой областях, с самой узкой полосой поглощения в зеленой области; спектр поглощения кобальтового стекла имеет три сильные полосы поглощения в зеленой, желтой и оранжево-желтой областях, с самой узкой полосой поглощения в желтой области.

(4) Спектры поглощения других распространенных драгоценных камней

Среди других распространенных драгоценных камней - алмаз, циркон, спессартин и другие. Спектры поглощения этих драгоценных камней показаны на рисунке 2 - 26.

Спектр поглощения бесцветного алмаза представляет собой линию при 415 нм в фиолетовой области; линия поглощения красной области при 653,5 нм является диагностической линией поглощения для бесцветного циркона; линии поглощения цветного циркона равномерно распределены в различных цветовых зонах от 1 до 40, с линией поглощения красной области при 653,5 нм; узкая полоса поглощения фиолетовой области при 432 нм является диагностической полосой поглощения для спессартина.

Копирайт @ Sobling.Jewelry - Пользовательские ювелирные изделия производителя, OEM и ODM ювелирный завод

6. Оптимизация спектра поглощения обработанных драгоценных камней

(1) Термообработанные драгоценные камни

После термической обработки природных драгоценных камней их красящие элементы меняют валентное состояние или превращаются в другие красящие ионы, тем самым изменяя цвет камней или увеличивая их прозрачность.

Например, более 90% австралийских сапфиров подвергаются термической обработке; до обработки линии поглощения при 450 нм, 460 нм, 470 нм почти соединены, а после обработки линия поглощения при 470 нм разделяется, и три линии становятся относительно четкими; в полосе поглощения турмалина самая сильная полоса находится при 595 нм, а после термической обработки полоса при 595 нм может быть не самой сильной.

(2) Облученные драгоценные камни

Облучение может окрашивать драгоценные камни, в основном за счет образования дефектов в камне, формирующих цветовые центры. Драгоценные камни, окрашенные этим методом, как правило, не имеют характерных спектров поглощения, и лишь некоторые из них демонстрируют спектры поглощения. Например, бриллианты, окрашенные нейтронной бомбардировкой, демонстрируют пару линий поглощения при 498 нм и 504 нм.

(3) Окрашенные драгоценные камни

Натуральный зеленый нефрит имеет три линии поглощения при 630, 660 и 690 нм, в то время как окрашенный нефрит демонстрирует широкую полосу поглощения при 630-670 нм. После выцветания спектральные линии могут стать более мелкими и узкими, или может появиться только одна линия поглощения; окрашенный жадеит имеет неясную полосу поглощения в красной области света при 650 нм (рис. 2 - 27), что является типичным идентификационным признаком.

(4) Оправленные драгоценные камни

Заполнение обычно используется для структурно-пористых драгоценных камней, таких как бирюза, которую часто заполняют цветным пластиком из-за ее светлого цвета и мягкой текстуры. Наполненная бирюза не имеет характерных спектральных линий поглощения. Напротив, натуральная бирюза демонстрирует слабую линию поглощения при 460 нм и сильную при 432 нм при наблюдении в отраженном свете.

Раздел VI Определение плотности драгоценных камней

Плотность - важный физический параметр при идентификации драгоценных камней, и каждый вид камня имеет свое фиксированное значение плотности. Поэтому драгоценные камни можно идентифицировать по их плотности. Различные драгоценные камни имеют различную плотность или диапазон плотности из-за вариаций химического состава и кристаллической структуры, и даже один и тот же тип драгоценного камня может иметь определенные различия в плотности из-за вариаций химического состава или наличия примесей.

Проверка плотности также является относительно эффективным методом идентификации драгоценных камней, прошедших оптимизированную обработку. Большинство драгоценных камней, прошедших обработку наполнением, имеют меньшую плотность, чем природные камни, например, наполненная бирюза имеет меньшую плотность, чем природная бирюза. Однако некоторые драгоценные камни, прошедшие оптимизированную обработку, такие как органические и композитные камни, не могут быть идентифицированы с помощью теста на плотность. В настоящее время широко используются такие методы измерения плотности, как взвешивание на весах и метод тяжелых жидкостей.

Весы - это инструмент для измерения массы предметов. В геммологии они используются не только для взвешивания драгоценных камней, но и для определения их плотности. Для взвешивания качества (веса) драгоценных камней национальные стандарты требуют, чтобы весы были точны до одной десятитысячной доли грамма. Качество (вес) драгоценных камней и их плотность - важные основы для идентификации и оценки драгоценных камней, поэтому правильное использование весов - важный навык.

Обычно используются электронные весы. Независимо от типа весов, для обеспечения точности взвешивания необходимо соблюдать следующие два пункта: перед использованием весы должны быть откалиброваны и установлены на ноль; во время взвешивания необходимо поддерживать относительно спокойную обстановку, например, не допускать вибрации платформы весов и конвекции воздуха.

1. Метод определения относительной плотности драгоценных камней

(1) Принцип тестирования

Общепринятой единицей измерения плотности драгоценных камней является г/㎝³, которая представляет собой массу драгоценного камня объемом 1㎝³. Определение плотности довольно сложно, поскольку относительная плотность очень близка к значению плотности, а коэффициент пересчета составляет всего 1,0001. В геммологии измеренное значение относительной плотности обычно принимается за приблизительное значение плотности, а относительная плотность драгоценных камней обычно обозначается d.

Метод определения относительной плотности (также известный как метод гидростатического взвешивания) основан на принципе Архимеда. Когда объект погружается в жидкость, сила плавучести, действующая на объект со стороны жидкости, равна массе вытесненной жидкости. Если жидкость - вода, то влияние температуры воды на массу единицы объема воды пренебрежимо мало. Согласно принципу Архимеда, плотность образца (p) можно рассчитать, используя массу образца в воздухе (m) и массу(m₁) в жидкой среде (p₀) в соответствии с формулой (2 - 1) .

В формуле,

ρ - плотность образца при комнатной температуре, г/см³

m - масса образца в воздухе, г;

m₁-масса образца в жидкой среде, г;

ρ₀-плотность жидкой среды, г/см^3.

Обычно используется вода; поскольку плотность воды приблизительна, плавучестью воздуха на драгоценном камне можно пренебречь, и масса драгоценного камня будет равна массе объекта в воздухе. Чтобы получить значение плотности, взвесьте предмет в воздухе и воде.

(2) Этапы испытаний

Оборудование, необходимое для определения относительной плотности, включает в себя весы, стеклянный стакан, деревянную подставку и медную проволоку.

① Очистите драгоценный камень, чтобы убедиться в отсутствии загрязнений на его поверхности.

② Установите весы в ровное положение и измерьте массу (m) драгоценного камня в воздухе.

③ Поставьте стакан, наполненный водой, на подставку, поместите драгоценный камень в проволочную корзину и взвесьте массу (m₁) драгоценного камня в воде.

④ Рассчитайте относительную плотность драгоценного камня(d) = масса драгоценного камня в воздухе(m) / (масса драгоценного камня в воздухе(m) - масса драгоценного камня в воде(m₁) ) .

(3) Меры предосторожности

Метод статического взвешивания в воде для определения относительной плотности подходит для тестирования одного вида драгоценных камней. При измерении обращайте внимание на следующие моменты:

① Испытуемый драгоценный камень должен быть не впитывающим; заполненные драгоценные камни, органические драгоценные камни и т.д. не могут быть проверены на относительную плотность с помощью этого метода.

② При измерении в воде она должна быть стабильной, и следует по возможности избегать образования пузырьков.

③ Осторожно возьмите драгоценный камень пинцетом и постарайтесь не трясти его.

④ Окружающая среда должна быть тихой, чтобы не влиять на точность измерений.

⑤ Если образец слишком мал, погрешность измерения будет больше; если образец слишком велик и выходит за пределы диапазона взвешивания весов, его относительная плотность не может быть определена.

⑥ В результатах теста сохраняются два знака после запятой.

При взвешивании массы драгоценных камней в воде важно исключить влияние окружающих предметов на данные взвешивания. Например, вокруг драгоценного камня не должно быть пузырьков, подставка и стакан не должны касаться подставки для весов, медная проволока не должна соприкасаться со стаканом и т.д.

2. Определение относительной плотности драгоценных камней методом тяжелой жидкости

При идентификации драгоценных камней состояние распределения драгоценных камней в тяжелых жидкостях (иммерсионное масло) часто используется для оценки диапазона относительной плотности драгоценных камней. Относительная плотность различных тяжелых жидкостей определяется на основе относительной плотности драгоценных камней.

Этот метод - самый простой и удобный способ измерения относительной плотности вещества, не требующий весов, а заключающийся в сравнении относительной плотности вещества с набором тяжелых жидкостей разной относительной плотности. Поместив драгоценный камень в жидкость с известной относительной плотностью и наблюдая за явлением погружения или всплытия, вы увидите, что относительная плотность драгоценного камня больше, чем плотность жидкости; если он плавает на поверхности жидкости, относительная плотность драгоценного камня меньше, чем плотность жидкости; только когда он взвешен в жидкости, эти две относительные плотности становятся одинаковыми. Обычно используются такие тяжелые жидкости, как бромоформ, тетрабромоэтан, раствор Дюриэля, дийодметан и раствор Клеричи, которые имеют фиксированную относительную плотность. Их необходимо разбавлять различными растворами, чтобы получить серию тяжелых жидкостей, как показано в таблице 2 - 2.

Таблица 2 - 2 Относительные плотности распространенных тяжелых жидкостей

Название тяжелой жидкости	Относительная плотность	Разбавитель	Диапазон разбавления
Бромметан	2.89	Бензол, диметилбензол, бромнафталин	2.5 - 2.88
Тетрабромоэтан	2.95	Диметилбензол	2.67 - 2.95
Решение Дуриэля	3.19	Вода	2.2 - 3.19
Дийодометан	3.34	Бензол, диметилбензол	3.1 - 3.3
Решение Клеричи	4.15	Вода	3.33 - 4.15

Тяжелая жидкость может определять относительную плотность некоторых оптимально обработанных драгоценных камней; например, относительная плотность наполненных драгоценных камней ниже, чем у природных камней. При определении относительной плотности драгоценных камней следует обратить внимание на следующие моменты:

① Тяжелая жидкость часто бывает токсичной; время измерения не должно быть слишком большим, после использования ее следует запечатать и хранить вдали от света.

② Старайтесь избегать испарения и загрязнения. В противном случае это приведет к ошибкам в относительной плотности тяжелой жидкости.

③ Избегайте использования тяжелых жидкостей для измерения легко растворимых веществ, таких как натуральные органические драгоценные камни, синтетические пластмассы, искусственные покрытия, двух- и трехслойные камни.

Метод тяжелой жидкости обычно используется для измерения драгоценных камней со значительно отличающейся относительной плотностью, таких как бриллианты и их имитации. Это один из самых эффективных методов идентификации в текучей среде.

3. Оптимизация испытаний в тяжелых жидкостях (иммерсионное масло) для определения характеристик драгоценных камней

Тяжелая жидкость может быть использована для проверки характеристик частично оптимизированных драгоценных камней, в основном в следующих аспектах.

(1) Обнаружение собранных камней

Поместите собранные драгоценные камни в жидкость для погружения и наблюдайте за ними в направлении, параллельном плоскости пояса. Можно увидеть различные характеристики собранных драгоценных камней, такие как швы склеивания слоев сборки, изменения цвета между верхним и нижним слоями и т.д.

(2) Наблюдение за структурой драгоценных камней с помощью микроскопа

Когда коэффициент преломления драгоценного камня близок к коэффициенту преломления иммерсионного масла, отраженный свет и рассеянный отраженный свет на поверхности драгоценного камня уменьшаются, что благоприятно для наблюдения и изучения внутренних особенностей драгоценного камня, таких как линии роста, цветовые полосы, включения и т.д.

(3) Обнаружение обработки роста композита и диффузионной обработки

Использование тяжелой жидкости (иммерсионного масла) позволяет наблюдать составные ростовые слои и диффузию - обработанные драгоценные камни, синтетические изумруды и т.д.

Раздел VII Идентификация длинноволнового и коротковолнового ультрафиолетового света

Ультрафиолетовые флуоресцентные лампы (далее - УФ-лампы) - важный вспомогательный инструмент идентификации, используемый в основном для наблюдения за люминесцентными характеристиками драгоценных камней. Некоторые драгоценные камни при облучении ультрафиолетовым светом излучают видимый свет, что называется ультрафиолетовой флуоресценцией. Хотя реакция флуоресценции редко имеет решающее значение.

Показания для определения вида драгоценных камней, они позволяют быстро отличить различные типы драгоценных камней в определенных аспектах, например, идентифицировать бриллианты от их имитаций, таких как кубический цирконий, рубины от гранатов и т.д. По характеристикам ультрафиолетовой флуоресценции можно также определить, подвергался ли драгоценный камень оптимизационной обработке.

Ультрафиолетовый свет находится за пределами видимого диапазона, его длина волны составляет примерно 100 - 380 нм. Различные драгоценные камни имеют разные цвета под ультрафиолетовым светом. Некоторые оптимально обработанные драгоценные камни дают специфические цвета под ультрафиолетовым светом, что помогает определить, подвергался ли камень оптимизирующей обработке. Ультрафиолетовое излучение делится на длинноволновое и коротковолновое, при этом длинноволновое ультрафиолетовое излучение колеблется от 380 до 300 нм, а коротковолновое ультрафиолетовое излучение - от 300 до 200 нм.

1. Принцип работы УФ-лампы

Длинноволновые ультрафиолетовые лампы обычно излучают свет с длиной волны 365 нм, а коротковолновые ультрафиолетовые лампы излучают свет с длиной волны 253,7 нм (рис. 2 - 28).

Трубки ультрафиолетовых ламп могут излучать ультрафиолетовые световые волны в определенном диапазоне длин волн. После прохождения через специально разработанные фильтры они излучают только длинноволновый ультрафиолетовый свет с длиной волны 365 нм или коротковолновый ультрафиолетовый свет с длиной волны 253,7 нм. Характеристики флуоресценции драгоценных камней в длинноволновом и коротковолновом ультрафиолетовом свете помогают идентифицировать драгоценные камни.

2. Как использовать ультрафиолетовые лампы

В настоящее время на рынке представлены различные типы ультрафиолетовых ламп, все они имеют одинаковую внутреннюю структуру и принцип работы, состоящий из трех частей: источника ультрафиолетового света, темной коробки и смотрового окошка. Некоторые из них также поставляются в комплекте с защитными очками для предотвращения повреждения глаз ультрафиолетовым светом.

Поместите исследуемый камень под ультрафиолетовую лампу, включите источник света, выберите длинноволновый (LW) или коротковолновый (SW) режим и наблюдайте за свечением камня. Помимо силы флуоресценции, обратите внимание на цвет флуоресценции и область, из которой она исходит. Сила флуоресценции часто подразделяется на четыре уровня: нет, слабая, средняя и сильная. Иногда из-за отражения ультрафиолетового света на гранях драгоценного камня может возникнуть ложное впечатление фиолетовой флуоресценции; в этом случае следует слегка изменить ориентацию камня. Кроме того, флуоресценция - это свет, излучаемый драгоценным камнем в целом, в то время как отражение от граней локализовано, имеет неравномерную интенсивность и кажется жестким. Интенсивность флуоресценции драгоценного камня под длинной волной обычно больше, чем под короткой. Если вам нужно понаблюдать за фосфоресценцией образца, выключите выключатель и продолжайте наблюдение.

3. Роль ультрафиолетовых ламп в идентификации драгоценных камней

(1) Ультрафиолетовая флуоресценция используется для идентификации сортов драгоценных камней

Некоторые разновидности драгоценных камней похожи по цвету, например рубины и гранаты, некоторые изумруды и зеленое стекло, сапфиры и бенитоит. Однако их флуоресцентные характеристики имеют существенные различия, поэтому флуоресцентный тест может помочь отличить их друг от друга.

(2) Помогает отличить некоторые натуральные драгоценные камни от синтетических

Природные рубины в той или иной степени содержат элементы железа, и их цвет флуоресценции под ультрафиолетовым светом менее яркий и насыщенный, чем у синтетических. Цвет флуоресценции природных изумрудов часто не такой яркий, как у синтетических; синтетические желтые сапфиры, полученные плавлением, кажутся инертными или излучают красную флуоресценцию под длинноволновым светом, в то время как некоторые природные желтые сапфиры проявляют желтую флуоресценцию; синтетические синие сапфиры, полученные плавлением, проявляют светло-сине-белую или зеленую флуоресценцию, в то время как подавляющее большинство природных синих сапфиров кажутся инертными.

(3) Помощь в определении бриллиантов и их подделок

Интенсивность флуоресценции бриллиантов сильно варьируется - от нулевой до сильной - и может проявляться в различных цветах. Бриллианты с сильной голубой флуоресценцией обычно имеют желтую фосфоресценцию. Распространенные имитации, такие как синтетический кубический цирконий, кажутся инертными или излучают желтую флуоресценцию под длинноволновым ультрафиолетовым светом. Напротив, иттрий-алюминиевый гранат проявляет желтую флуоресценцию, а гадолиний-галлиевый гранат часто кажется розовым. Под коротковолновым светом бесцветная синтетическая шпинель излучает сине-белую флуоресценцию, а бесцветный синтетический корунд проявляет голубую флуоресценцию. Поэтому ультрафиолетовый свет очень полезен для идентификации алмазных скоплений, так как если все они являются алмазами, интенсивность флуоресценции и цвет не будут однородными, в то время как синтетический кубический цирконий, иттрий-алюминиевый гранат и т.д. имеют более стабильную интенсивность флуоресценции.

(4) Помогают определить, подвергались ли драгоценные камни искусственному улучшению

Оптимизированные драгоценные камни иногда имеют отличные от натуральных флуоресцентные характеристики. Например, клеевой слой некоторых расколотых камней флуоресцирует, наполнитель из масла и стекла может флуоресцировать, черный жемчуг, обработанный нитратом серебра, не флуоресцирует, а некоторые натуральные черные жемчужины могут флуоресцировать.

Жадеит сорта B иногда излучает сильную флуоресценцию (рис. 2 - 29). Природный жадеит также может давать локальную флуоресценцию, в то время как обработанный жадеит класса B или B + C может давать равномерную общую флуоресценцию. Если его разъесть сильной кислотой, а затем окрасить смолой, то краситель может перекрыть флуоресценцию, сделав ее невидимой. Для получения исчерпывающего заключения необходимо использовать другие методы в сочетании с другими.

4. Заметки по наблюдению флуоресценции

Наблюдать флуоресценцию драгоценных камней очень удобно, по цвету и интенсивности флуоресценции можно определить тип драгоценного камня и то, подвергался ли он обработке. В процессе наблюдения следует обратить внимание на следующие моменты:

(1) Коротковолновое ультрафиолетовое излучение может нанести вред глазам и коже, а в тяжелых случаях может привести к слепоте. Следует избегать прямого взгляда на флуоресцентные лампы. Кроме того, не подставляйте руки под коротковолновый ультрафиолетовый свет; во избежание ожогов лучше всего использовать пинцет вместо рук.

(2) Реакция флуоресценции драгоценных камней служит лишь вспомогательным идентификационным признаком. Если образец светится локально, особенно в нефрите, состоящем из нескольких минералов, флуоресценция может исходить от одного из этих минералов. Например, кальцит в лазурите проявляет флуоресценцию; иногда это связано с маслом или воском на поверхности драгоценного камня, поэтому образец следует очистить и повторно протестировать.

(3) При оценке флуоресценции драгоценных камней следует учитывать прозрачность образца, поскольку существуют различия в флуоресценции между прозрачными и непрозрачными образцами.

(4) Цвет флуоресценции драгоценного камня может отличаться от цвета самого камня, и между разными образцами одного и того же типа драгоценного камня могут быть значительные различия в флуоресценции.

(5) При наблюдении флуоресценции драгоценный камень следует поместить в темное место; черный фон благоприятен для наблюдения флуоресценции драгоценного камня.

5. Характеристики некоторых драгоценных камней в длинноволновом ультрафиолетовом свете

(1) Алмаз

Бесцветные бриллианты высокого качества часто имеют голубой оттенок при наблюдении в естественном свете. Из-за различных примесей бриллианты могут проявлять флуоресценцию розового, сине-белого, желтого, зеленого, оранжевого и других цветов.

Бриллианты желто-коричневого цвета в основном имеют слабую флуоресценцию, мутные цвета или вообще не флуоресцируют. Бриллианты Novo, обработанные при высоких температурах и под высоким давлением, обладают сильной желто-зеленой флуоресценцией, а некоторые композитные камни также излучают флуоресценцию, отличную от флуоресценции природных бриллиантов.

(2) Изумруд

В зависимости от происхождения изумруды имеют различные оптические характеристики. Колумбийские изумруды с включениями часто демонстрируют темно-красную флуоресценцию, а изумруды с меньшим количеством включений - ярко-красную флуоресценцию; некоторые изумруды другого происхождения могут не проявлять флуоресценции или иметь очень слабую флуоресценцию.

Синтетические изумруды обычно обладают сильной ярко-красной флуоресценцией. Флуоресценция синтетических изумрудов обычно сильнее, чем у природных. Большинство наполненных маслом изумрудов проявляют сильную флуоресценцию под длинноволновым светом, причем интенсивность флуоресценции зависит от природы наполняющего их масла; некоторые могут иметь слабую флуоресценцию или не иметь ее вовсе.

(3) Рубин

Природные рубины обычно демонстрируют ярко-красную флуоресценцию в длинноволновом ультрафиолетовом свете, а их оптические характеристики могут незначительно варьироваться в зависимости от качества и цвета; менее качественные или светлоокрашенные рубины могут демонстрировать более слабую флуоресценцию. Синтетические рубины демонстрируют более яркую красную флуоресценцию; окрашенные рубины, бесцветные рубины с масляным наполнителем или рубины с цветным масляным наполнителем также могут демонстрировать различные флуоресцентные явления.

(4) Сапфир

Большинство природных сапфиров не проявляют астеризма, но желтые, светло-окрашенные и почти бесцветные сапфиры из Шри-Ланки могут демонстрировать оранжевый, розовый и темно-красный астеризм.

Синтетические сапфиры, а также розовые, оранжевые, фиолетовые и меняющие цвет сапфиры проявляют красный астеризм, окрашенные никелем синтетические желтые сапфиры обычно не флуоресцируют, а синие синтетические сапфиры не имеют астеризма.

6. Характеристики некоторых драгоценных камней под воздействием коротковолнового ультрафиолетового света

(1) Драгоценные камни корунд

Природные рубины демонстрируют темно-красную флуоресценцию под коротковолновым ультрафиолетовым светом, а синтетические рубины - ярко-красную флуоресценцию; природные сапфиры обычно не флуоресцируют, тогда как синтетические сапфиры обычно демонстрируют молочно-белую флуоресценцию; термообработанные природные сапфиры демонстрируют молочно-белую флуоресценцию, а окрашенные рубины - ярко-красную флуоресценцию под коротковолновым ультрафиолетовым светом.

(2) Алмаз

Природные бриллианты не флуоресцируют или проявляют слабую красную флуоресценцию под действием коротковолнового ультрафиолетового света; синтетические бриллианты дают различные эффекты флуоресценции под действием коротковолнового ультрафиолетового света в зависимости от их цвета.

(3) Императорский топаз

Императорский топаз проявляет мутную желто-зеленую или сине-белую флуоресценцию под воздействием коротковолнового ультрафиолетового света.

(4) Циркон

Бесцветный природный циркон проявляет мутную светло-желтую флуоресценцию в коротковолновом ультрафиолетовом свете, в то время как коричневый циркон демонстрирует сильную мутно-желтую флуоресценцию. Белый циркон" и другие драгоценные камни среднего ценового диапазона, доступные на рынке, - это искусственно синтезированный кубический цирконий, который не обладает такими же оптическими свойствами, что позволяет легко отличить циркон от бриллианта по этим характеристикам.

Раздел VIII Цветной фильтр Челси

Фильтр обычно используется для обнаружения некоторых драгоценных камней, которые имеют различные цвета благодаря особому селективному поглощению. Он позволяет обнаружить некоторые зеленые, синие и окрашенные драгоценные камни и служит вспомогательным инструментом для идентификации. Фильтр Челси состоит из двух гелевых фильтрующих пластин, которые пропускают только насыщенный красный и желто-зеленый свет (рис. 2 - 30). Когда падающий свет отражается от драгоценного камня на пластины фильтра, небольшое количество зеленого света может пройти через него при длине волны 560 нм. В то же время при длине волны 700 нм проходит большое количество ближнего инфракрасного света, а свет в других диапазонах длин волн поглощается и отфильтровывается пластинами фильтра.

В прозрачных драгоценных камнях большинство камней, окрашенных ионами хрома, выглядят ярко-красными и зелеными. При обнаружении изумрудов большинство природных изумрудов под фильтром Chelsea выглядят красными; если оригинальный камень имеет хороший цвет, то под фильтром он приобретает красивый рубиновый цвет; если оригинальный камень светлого цвета, то он выглядит светло-красным. Синтетические изумруды под фильтром Chelsea имеют насыщенный красный или ярко-красный цвет. Фильтр Chelsea очень эффективен при обнаружении зеленых, синих и красных драгоценных камней, и особенно успешно он выявляет изумруды, сапфиры, нефрит, шпинель и бирманские рубины. При использовании фильтра Chelsea для осмотра глаза и фильтр должны находиться как можно ближе, чтобы избежать помех от внешнего света.

1. Как использовать фильтр Chelsea

(1) Очистите образец.

(2) Поместите образец на доску (не отражающую или не влияющую на фон наблюдения).

(3) Поместите образец в хорошо освещенное место или под сильную лампу накаливания, чтобы свет отражался от поверхности исследуемого образца драгоценного камня.

(4) Держите цветной фильтр как можно ближе к глазам, наблюдая с расстояния около 30 см от образца.

2. Применение цветного фильтра Chelsea

В 1990-х годах, когда в Китае возросла любовь к жадеиту, на рынке появились имитации натурального высококачественного цветного жадеита. Большинство крашеных жадеитов окрашено солями хрома, и из-за присутствия ионов хрома внутри драгоценного камня он кажется красным под цветовым фильтром Челси. По этому признаку его можно отличить от натурального жадеита. Поэтому цветовой фильтр Челси иногда называют цветовым фильтром жадеита. Следует подчеркнуть, что не все окрашенные жадеиты окрашиваются в красный цвет; жадеит, окрашенный солями никеля, не меняет цвет под фильтром Челси.

Цветовой фильтр Chelsea в основном определяет зеленые и синие драгоценные камни и некоторые окрашенные драгоценные камни. Жадеит, опал, зеленый турмалин, аквамарин, природная голубая шпинель (Fe-окрашенная), сапфир, голубой топаз и некоторые изумруды обычно не меняют цвет под действием фильтра. Некоторые изумруды, демантоид, хром-ванадиевый гроссуляр, гидрогроссуляр, лазурит и авантюрин меняют цвет под фильтром на красный. Зеленые и синие камни, обработанные солями хрома, краснеют под фильтром.

3. Меры предосторожности при использовании цветных фильтров Chelsea

Цветные фильтры имеют небольшой размер, их удобно носить с собой, и они позволяют различать некоторые природные зеленые и синие драгоценные камни и окрашенные драгоценные камни. При их использовании следует обратить внимание на следующие моменты:

(1) Выберите подходящий источник света для наблюдения; слабые фонарики и лампы накаливания не подходят, а прямой солнечный свет также неэффективен.

(2) Глубина цвета, наблюдаемого через цветовой фильтр, зависит от размера, формы, прозрачности и собственного цвета образца.

(3) Из-за различий в типе и содержании красителей реакция каждого образца может быть разной.

(4) Идентификация по цветовому фильтру является лишь вспомогательным средством, и для вынесения решения необходимо комбинировать ее с другими результатами идентификации.

Раздел IX Применение крупных приборов для определения оптимальной обработки драгоценных камней

С развитием современной науки и техники постоянно появляются новые методы оптимизационной обработки и разновидности драгоценных камней. Некоторые драгоценные камни, прошедшие оптимизационную обработку, по своим поверхностным и внутренним характеристикам очень похожи на природные, что создает трудности при их идентификации и затрудняет их различение обычными приборами для идентификации драгоценных камней. В последние годы внедрение и применение некоторых крупных аналитических приборов позволило решить многие проблемы, которые невозможно определить с помощью обычных приборов. Поэтому крупные приборы играют все более важную роль в идентификации оптимизированных драгоценных камней.

1. Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье

Инфракрасный спектрометр обычно состоит из источника света, монохроматора, детектора и компьютерной системы обработки информации (Рисунок 2 - 31). В зависимости от типа спектроскопического прибора, он может быть классифицирован как дисперсионный или интерферометрический. В дисперсионном двухлучевом оптическом нуль-балансовом инфракрасном спектрофотометре при поглощении образцом инфракрасного излучения определенной частоты происходит переход колебательных уровней энергии молекул, что приводит к уменьшению соответствующей частоты света в передаваемом пучке. Это создает разницу в интенсивности между опорным лучом и лучом образца, что позволяет измерить инфракрасный спектр образца.

Инфракрасная спектроскопия может использоваться для изучения структуры молекул и химических связей, а также служить методом определения характеристик и идентификации химических видов. Инфракрасная спектроскопия, сокращенно FTIR, обладает высокой степенью специфичности и может быть проанализирована и идентифицирована путем сравнения с инфракрасными спектрами стандартных соединений. Было опубликовано несколько коллекций стандартных инфракрасных спектров, которые можно хранить в компьютере для сравнения и извлечения для анализа и идентификации.

(1) Основные принципы

Инфракрасный свет при 4000 - 400 см^{– 1} заставляет молекулы претерпевать переходы на колебательные и вращательные энергетические уровни во время колебательных и вращательных процессов; когда молекулярные колебания изменяются вместе с дипольным моментом, распределение заряда внутри молекулы меняется, создавая переменное электрическое поле. Поглощение инфракрасного излучения происходит только тогда, когда частота этого поля совпадает с частотой падающего электромагнитного излучения. Таким образом, для получения инфракрасного спектра необходимо два условия: излучение должно обладать энергией, достаточной для того, чтобы вызвать колебательные переходы в веществе, а молекула должна обладать дипольным моментом.

Инфракрасные спектральные линии делятся на три категории по волновому числу: дальний инфракрасный, 50 - 400 см^{– 1}; средний - инфракрасный, 400 - 4000 см^{– 1}; ближний инфракрасный, 4000 - 7500 см^{– 1}. Спектр поглощения минералов относится к различным частотам инфракрасного света, облучающего минерал, что приводит к различным коэффициентам пропускания. Вертикальная ось представляет собой коэффициент пропускания, а горизонтальная - частоту. В результате образуется кривая, отражающая изменения минерала, которая называется инфракрасным спектром поглощения этого минерала. Качественный и количественный анализ веществ может быть выполнен на основе полос поглощения ионных групп в инфракрасном диапазоне.

(2) Методы тестирования

Методы инфракрасной спектроскопии гемма делятся на методы пропускания и отражения.

① Метод просвечивания (метод порошковых таблеток) - это разрушающий метод идентификации, в основном изучающий воду, органические вещества и примеси в минералах драгоценных камней. Метод подготовки представляет собой метод таблеток бромистого калия (KBr), поэтому для уменьшения влияния на измерения, KBr предпочтительно должен быть оптическим реактивом или, по крайней мере, аналитическим сортом. Перед использованием он должен быть соответствующим образом измельчен (менее 200 меш) и помещен в сушильный шкаф не менее чем на 4 часа после сушки при температуре 120℃ или выше. Если обнаружится комкование, его следует высушить еще раз. Приготовленная пустая таблетка KBr должна быть прозрачной, а коэффициент пропускания должен быть выше 75%. Для таблетированного метода обычно берут 1 - 2 мг образца, а KBr используют около 200 мг.

② Метод отражения в настоящее время является наиболее распространенным методом идентификации оптимизированной обработки драгоценных камней. Основанный на спектральных характеристиках инфракрасного отражения прозрачных или непрозрачных драгоценных камней, он помогает идентифицировать наполнители, красители и другие органические полимерные материалы, что делает его точным и неразрушающим методом идентификации.

(3) Применение в геммологических исследованиях

Инфракрасные спектральные характеристики зависят от состава и структуры драгоценного камня; ни один из двух драгоценных камней не имеет полностью идентичных инфракрасных спектров. Инфракрасный спектральный анализ не повреждает образец, работа прибора проста, реакция чувствительна, а структура тестирования точна. По инфракрасным спектральным характеристикам драгоценных камней можно определить тип драгоценного камня, является ли он синтетическим или оптимизированным.

① Отличие натуральных драгоценных камней от синтетических: Натуральные и синтетические драгоценные камни одинаковы по составу и физико-химическим свойствам. Однако из-за различий в условиях выращивания в их структуре происходят разные изменения. Например, природный и синтетический аметисты, помимо различий в цвете, прозрачности и внутренних включениях, имеют разные инфракрасные спектры; инфракрасный спектр синтетического аметиста имеет пик поглощения при 3450 см^{– 1}В то время как природный аметист не имеет этого пика поглощения (рис. 2 - 32).

② Метод идентификации искусственного наполнения имеет две или более эпоксидных групп, использует алифатические, алициклические или ароматические функциональные группы в качестве скелета, и реагирует с отвердителем для создания трехмерной сетевой структуры полимера эпоксидной смолы, в основном в виде наполнителя, широко используется в искусственном наполнении нефрита, бирюзы и изумруда и других драгоценных нефритов. Существует множество видов эпоксидных смол, и новые разновидности продолжают появляться. Общими разновидностями являются эпоксидированный полиолефин, эпоксидная смола на основе надуксусной кислоты, эпоксидный олефиновый полимер, эпихлоргидриновая смола, смола бисфенола А, эпихлоргидрин - бисфенол А конденсационный полимер, бисэпихлоргидриновая смола и так далее.

Получая данные о молекулярных колебаниях веществ, ИК-Фурье спектрометр может эффективно анализировать молекулы воды, гидроксильные группы, смолы или масла в кристаллах. Например, исследование наполненных изумрудов с помощью ИК-спектрометра с преобразованием Фурье обычно проводится методом отражения: камень помещается на столик для образцов лицевой стороной вниз, свет попадает из павильона камня, проходит через весь камень, отражается от зеркала и снова проходит через камень к детектору. При осмотре образца драгоценный камень следует поворачивать на зеркале на 360°, так как смола или масло, заполняющие трещины, занимают лишь небольшую часть камня, и свет должен проникать в заполненную область.

Инфракрасный спектрометр с преобразованием Фурье позволяет отличить природный жадеит от наполненного жадеита. Природный жадеит демонстрирует очень широкие пики поглощения, в то время как спектр наполненного жадеита показывает отчетливые инфракрасные пики поглощения смолы в очень узкой полосе (3200～ 2800см^{– 1}) (см. рис. 2-33).

2. Анализ методом рамановской спектроскопии

(1) Основные принципы

Рамановская спектроскопия - это разновидность спектроскопии рассеяния. Метод рамановского спектроскопического анализа основан на эффекте комбинационного рассеяния, открытом индийским ученым К.В. Раманом, анализирующим спектр рассеянного света, отличающегося по частоте от падающего света, для получения информации о молекулярных колебаниях и вращениях, и используется как аналитический метод для исследования молекулярной структуры. Анализируя спектр комбинационного рассеяния света, можно узнать вибрационный и вращательный энергетический уровень вещества, чтобы идентифицировать вещество и проанализировать его природу. Рамановская спектроскопия обладает такими преимуществами, как неразрушающий эффект, чрезвычайно высокая скорость обнаружения и низкая стоимость. Она также чувствительна к высокосимметричным ковалентным связям с небольшим или отсутствующим естественным дипольным движением. На рисунке 2 - 34 показана принципиальная структура рамановского спектрометра.

Рамановская спектроскопия позволяет определить химические свойства и происхождение драгоценных камней путем сравнения спектральных идентификаторов рамановского спектра из разных источников. Рамановский спектрометр позволяет получить точные и уникальные спектральные данные для всех типов боратов, карбонатов, галогенидов, самородных элементов, оксидов, фосфатов, силикатов, сульфатов и сульфидов.

(2) Применение рамановской спектроскопии в геммологии

① С его помощью можно отличить бриллианты от их имитаций, например, от муассанита и кварца, поскольку разные драгоценные камни имеют разные спектральные характеристики комбинационного рассеяния. Бриллианты имеют один рамановский сдвиг C-C при 1332 см^{– 1}; самый сильный рамановский пик муассанита находится при 788 см^{– 1}за которым следует характерный пик при 965 см^{– 1}, 766 см^{– 1}; основным пиком комбинационного рассеяния кварца является пик поглощения при 475 см^{– 1}. Различия в спектрах комбинационного рассеяния между алмазами, муассанитом и кварцем показаны на рисунке 2 - 35.

② Имитации природной восточной яшмы. Между рамановскими спектрами природной восточной яшмы и ее имитаций есть существенное различие: в первом случае рамановские спектры в основном принадлежат диккиту и киновари. В то же время во втором случае рамановский спектр в основном принадлежит органическим материалам, которые можно различить с помощью рамановской спектроскопии. Основным компонентом природной восточной яшмы "земля" является диккит, а образец природной восточной яшмы "кровь" содержит и киноварь, и диккит, по сути являясь композитом киновари и диккита. Основным компонентом имитированной восточной яшмы "земля" является полистирол - акрилонитрил, а "кровь" - красный органический краситель.

(3) Применение для идентификации оптимизационной обработки драгоценных камней

① Рамановская спектроскопия позволяет выявить драгоценные камни, обработанные наполнителями, такие как жадеит, обработанный синтетической смолой, изумруды, бирюза, рубины и бриллианты, обработанные свинцовым стеклом. Различные наполнители в трещинах драгоценных камней создают определенные трудности при их идентификации, и использование технологии анализа методом рамановской спектроскопии помогает точно определить типы наполнителей.

Идентификация наполненных рубинов Низкотемпературное наполнение обычно применяется к рубинам с трещинами, выходящими на поверхность, и включает в себя вещества с низкой температурой плавления. Если это клей или воск, можно использовать анализ методом спектроскопии комбинационного рассеяния, и можно увидеть, что органические компоненты демонстрируют пики поглощения растягивающих колебаний связи C-H при 2800 - 3000 см^{– 1}. (Рисунок 2 - 36) .

Идентификация наполненных изумрудов. Рамановская спектроскопия позволяет отличить природные изумруды от наполненных. Природные изумруды демонстрируют очень широкие пики поглощения, в то время как в спектрах наполненных изумрудов наблюдаются значительные инфракрасные пики поглощения смолы и масла в очень узком диапазоне длин волн (3200 - 2400 см^{– 1}) (Рисунок 2 - 37) .

② Отличие натурального красного коралла от окрашенного. Рамановские спектральные пики натурального красного коралла - 1129 см^{– 1} и 1517 см^{– 1}в то время как окрашенный красный коралл имеет один высокоинтенсивный спектральный пик при 1089 см.^{– 1} (Рисунок 2 - 38), демонстрируя значительные различия в их спектрах комбинационного рассеяния.

3. Ультрафиолетовый - видимый спектрофотометрический анализ

(1) Основные принципы

Ультрафиолетово-видимый спектр поглощения - это молекулярный спектр поглощения, возникающий при переходах валентных электронов и электронов на молекулярных орбиталях атомов, ионов и молекул в драгоценных камнях под действием электромагнитного излучения. Различные цветные драгоценные камни с различными кристаллическими структурами имеют цвет - вызывающие примеси ионы, которые избирательно поглощают падающий свет различных длин волн в разной степени, что приводит к различным спектральным линиям поглощения. Исходя из области длин волн поглощенного света, ультрафиолетово-видимая спектрофотометрия подразделяется на ультрафиолетовую и видимую спектрофотометрию.

В кристаллах драгоценных камней электроны существуют в разных состояниях и распределены по различным группам энергетических уровней. Предположим, что разность энергий между основным и возбужденным состояниями примесного иона в кристалле в точности равна энергии монохроматического света, проходящего через кристалл. В этом случае кристалл поглотит монохроматический свет данной длины волны, в результате чего электрон в основном состоянии перейдет на энергетический уровень возбужденного состояния, что приведет к появлению полосы поглощения в спектре поглощения кристалла, образуя тем самым ультрафиолетовый - видимый спектр поглощения.

(2) Методы тестирования

Методы тестирования драгоценных камней можно разделить на две категории: метод прямого пропускания и метод отражения.

① Метод прямой передачи

Поместите полированную поверхность или лицевую сторону кольца с образцом драгоценного камня (чтобы луч света проходил через боковую часть пояска кольца) непосредственно на образец, чтобы получить ультрафиолетово-видимый спектр поглощения природных драгоценных камней или некоторых искусственно обработанных драгоценных камней. Несмотря на то, что метод прямого просвечивания является неразрушающим методом тестирования, информация, получаемая о драгоценных камнях, весьма ограничена, особенно если речь идет о непрозрачных камнях или украшениях с нижними вставками, что затрудняет измерение их спектра поглощения. Это ограничивает дальнейшее применение ультрафиолетового - видимого спектра поглощения.

② Метод отражения

Использование отражающего устройства ультрафиолетово-видимого спектрофотометра (например, устройств зеркального отражения и интегрирующей сферы) позволяет решить проблемы, возникающие при тестировании методом прямого пропускания, тем самым расширяя область применения ультрафиолетово-видимого спектра поглощения.

(3) Применение для оптимизации обнаружения драгоценных камней

① Отличие природных бриллиантов от облученных

Эффективно отличить природные голубые бриллианты от искусственно облученных можно с помощью ультрафиолетово-видимой спектроскопии поглощения. Цвет природных голубых бриллиантов обусловлен примесными атомами B, характеризующимися ультрафиолетово-видимыми спектрами поглощения в диапазоне от 540 нм до более длинных волн, с увеличением интенсивности поглощения в видимом спектре поглощения. Облученные голубые алмазы демонстрируют характерный цветовой центр GR1 (741 нм) (рис. 2 - 39).

② Различают натуральные желтые сапфиры, желтые сапфиры, прошедшие термическую обработку, и облученные желтые сапфиры

Ультрафиолетово-видимая спектроскопия поглощения также позволяет эффективно различать натуральные желтые сапфиры, термообработанные желтые сапфиры и облученные желтые сапфиры. Механизм окраски природных желтых сапфиров обусловлен электронными переходами ионов трехвалентного железа, с полосами поглощения в ультрафиолетово-видимом свете при 375, 387 и 450 нм; термообработанные желтые сапфиры практически не показывают поглощения в этих трех полосах; облученные желтые сапфиры имеют очень слабое поглощение при 387 и 450 нм, поскольку механизм окраски этих сапфиров в основном обусловлен центрами окраски (Рисунок 2 - 40).

С развитием науки и техники методы и приемы оптимизации драгоценных камней также растут с каждым днем. Стало трудно отличить оптимизированные драгоценные камни от натуральных с помощью обычных методов идентификации. Новые методы и приемы оптимизации драгоценных камней продолжают появляться и обновляться, а для некоторых методов оптимизации, которые невозможно различить с помощью обычных приборов, можно использовать крупномасштабные инструментальные испытания. Поэтому крупномасштабное тестирование играет очень важную роль в идентификации драгоценных камней. Обычные приборы могут обеспечить лишь предварительное наблюдение и идентификацию драгоценных камней. Крупномасштабные приборы часто предоставляют нам более подробную информацию и данные, помогая наблюдать и понимать драгоценные камни более глубоко и точно.

Копирайт @ Sobling.Jewelry - Пользовательские ювелирные изделия производителя, OEM и ODM ювелирный завод

Хеман

Эксперт по ювелирным изделиям --- 12 лет богатого опыта

Привет, дорогая,

Я - Хеман, папа и герой двух замечательных детей. Я рад поделиться своим ювелирным опытом в качестве эксперта по ювелирным изделиям. С 2010 года я обслуживаю 29 клиентов со всего мира, таких как Hiphopbling и Silverplanet, помогая и поддерживая их в творческом ювелирном дизайне, разработке и производстве ювелирных изделий.

Если у вас есть какие-либо вопросы о ювелирной продукции, не стесняйтесь звонить или писать мне, и давайте обсудим подходящее решение для вас, и вы получите бесплатные образцы ювелирных изделий, чтобы проверить мастерство и качество ювелирных деталей.

Давайте расти вместе!

Добавить комментарий Отменить ответ

Категории ПОСТОВ

Нужна поддержка ювелирного производства?

Отправьте запрос в Sobling

Привет, дорогая,

Давайте расти вместе!

Следуй за мной

Почему стоит выбрать Sobling?

СЕРТИФИКАТЫ

Sobling соблюдает стандарты качества

Самые новые посты

половина Готовые продукты проверки качества перед отправкой ювелирных изделий sobling

Как Sobling контролирует качество ювелирных изделий？ 6 обязательных шагов, чтобы гарантировать, что вы получите лучшее качество.

Хеман - эксперт по ювелирным изделиям 28 марта, 2023

Сделайте свои украшения особенными с помощью нашего простого руководства! Научитесь контролировать качество от сырья до конечного продукта. Убедитесь, что драгоценные камни первоклассные, металлы чистые, а каждое изделие выглядит потрясающе. Идеально подходит для ювелиров, студий, брендов и всех, кто создает украшения на заказ.

Читать далее "

Figure 1-5 Diamonds in Various Crystal Forms

How Much Do You Know About Diamond’s Properties?

Хеман - эксперт по ювелирным изделиям 19 ноября, 2025

Diamond, pure carbon, hardest natural gem, symbolizes eternal love. Types I (contains nitrogen) and II (nitrogen-free). Famous for brilliance, fire, and excellent thermal conductivity. Colorless to yellow most common; fancy colors are rare. Popular cuts: Round Brilliant and fancy shapes. Ideal for jewelry design and sales.

Читать далее "

Как сделать восковую форму для ювелирных изделий? Раскройте секреты воскового моделирования ювелирных изделий с помощью нашего простого в исполнении руководства

Хеман - эксперт по ювелирным изделиям 10 сентября, 2024

Узнайте о хитростях изготовления украшений из воска! Наше руководство научит выбирать правильный воск, вырезать детальные узоры и использовать мягкий воск для создания креативных форм. Кроме того, вы получите советы профессионалов по заливке воска в металл для создания прочных и красивых украшений.

Читать далее "

What Are the Incredible True Stories Behind the World’s Most Famous Diamonds?

Хеман - эксперт по ювелирным изделиям 20 ноября, 2025

Discover the legendary histories of famous diamonds like the Koh-i-Noor and Hope Diamond. Learn about their origins, famous owners, recutting, and settings in crowns and jewelry. Essential knowledge for jewelry professionals and designers seeking inspiration from these iconic gemstones.

Читать далее "

Как изготовить ювелирные изделия из сплавов с низкой температурой плавления и как ухаживать за ними?

Хеман - эксперт по ювелирным изделиям 27 февраля, 2025

Украшения из сплавов с низкой температурой плавления изготавливаются с использованием олова, свинца и других металлов. Они доступны по цене, легко поддаются формовке и безопасны для ношения. Узнайте, как делать, ухаживать и продавать эти уникальные изделия, которые идеально подходят для ювелирных магазинов, дизайнеров и продавцов электронной коммерции.

Читать далее "

How to Tell Real Diamonds from Fakes: The Ultimate Identification Guide

Хеман - эксперт по ювелирным изделиям 19 ноября, 2025

Learn how to spot real diamonds. This guide shows key tests for luster, fire, and using a thermal tester. Identify natural vs. synthetic diamonds like HPHT and CVD, and tell them apart from fakes like cubic zirconia. Essential for jewelry professionals to verify authenticity.

Читать далее "

模板

Хеман - эксперт по ювелирным изделиям 14 января, 2025

Если вы только знакомитесь с кубическим цирконом в первый раз, эта статья поможет вам узнать все подробности о кубическом цирконе за один раз.

Читать далее "

Технология SLA 3D SLA управляет 3D-принтерами

Технология 3D-печати, используемая в ювелирном производстве - Современная технология формовки на основе данных

Хеман - эксперт по ювелирным изделиям 11 сентября, 2024

Преобразуйте свои ювелирные проекты с помощью 3D-печати и технологий ЧПУ! Узнайте, как использовать такие крутые программы, как JeweICAD и Rhinoceros, для создания детальных восковых моделей и металлических деталей. Приготовьтесь создавать индивидуальные, экономичные украшения, готовые к будущему.

Читать далее "

Ювелирный завод, изготовление ювелирных изделий на заказ,Ювелирный завод Moissanite,Ювелирные изделия из меди,Полудрагоценные ювелирные изделия,Синтетические драгоценные камни,Пресноводный жемчуг,Стерлинговое серебро CZ ювелирные изделия,Полудрагоценные камни на заказ,Синтетические драгоценные камни ювелирные изделия

ИЗВЕСТНЫЕ ПРОДУКТЫ

категория товаров

категория материалов

Как определить оптимизированные драгоценные камни? Руководство по приборам и оборудованию, используемым при идентификации, и процессу работы с ними

Как определить оптимизированные драгоценные камни?

Руководство по приборам и оборудованию, используемым в процессе идентификации и эксплуатации

(1) Идентификация и подтверждение различных характеристик драгоценных камней, подвергшихся искусственной обработке.

(2) Какие методы искусственного лечения могут быть использованы?

(3) Стабильность физических и химических свойств оптимизированных продуктов обработки.

Оглавление

Раздел I Методы и этапы идентификации драгоценных камней, прошедших оптимальную обработку

(1) Проведите детальное визуальное наблюдение драгоценного камня

(2) Проверка увеличения

(3) Обнаружение оптических свойств

(4) Определение физических свойств и химические испытания

(5) Тестирование с помощью больших инструментов

Раздел II Увеличительное стекло

1. Структура ручного увеличительного стекла

2. Функция увеличительных стекол

Раздел III Гем-микроскопы и их применение

1. Типы и структура микроскопов с драгоценными камнями

(1) Вертикальный микроскоп:

(2) Горизонтальный микроскоп:

2. Освещение гем-микроскопов

(1) Освещение в темном поле

(2) Освещение в ярком поле

(3) Вертикальное освещение (с использованием верхнего источника света)

(4) Рассеянное освещение

(5) Горизонтальное освещение (с использованием любого источника света)

(6) Освещение источника света иглы

(7) Поляризованное освещение (с использованием любого поляризатора и анализатора)

(8) Косое освещение (с использованием любого волоконного источника света)

(9) Техника темного поля

3. Распространенные иммерсионные жидкости, используемые в гемомикроскопии

(1) Обычные погружные жидкости

Таблица 2 - 1 Показатели преломления различных жидкостей для погружения

(2) Меры предосторожности при использовании раствора для погружения

4. Меры предосторожности при использовании микроскопа с драгоценными камнями

5. Роль микроскопов в идентификации драгоценных камней

(1) Различия между поверхностными и внутренними включениями в драгоценных камнях

① Метод отраженного света

② Метод фокальной плоскости

③ Метод качания

(2) Наблюдение за особенностями поверхности

① Особенности поверхности минеральных кристаллов или необработанных камней

② Pсоздан Gэмстоун

③ Композитный камень (комбинированный камень)

④ Покрытия, пленки и инкрустации

⑤ Окрашенные и цветные изделия

(3) Наблюдение за внутренними особенностями

① Наблюдение за цветом

② Наблюдение за линиями роста

③ Наблюдение за включениями

Природные драгоценные камни содержат множество включений. Типы включений (так называемые инклюзии) связаны с генезисом драгоценных камней.

Включения в синтетических драгоценных камнях

Искусственное улучшение драгоценных камней

Раздел IV Рефрактометр

1. Предпосылки и ограничения для использования рефрактометра

2. Порядок работы с рефрактометром

3. Применение рефрактометра

Раздел V Спектроскоп с драгоценными камнями

1. Принцип работы спектроскопа

(1) Рассеивание

(2) Выборочное поглощение

2. Типы и функции спектроскопов

3. Структура и характеристики спектроскопов

(1) Призменный спектроскоп

① Строительство:

② Материалы призмы:

③ Щель:

④ Окуляр с фокусирующей подвижной трубкой:

⑤ Спектральные характеристики:

(2) Решетчатый спектрометр

① Структура:

② Спектральные характеристики:

4. Меры предосторожности при использовании спектрометров

5. Цвет - вызывающие ионы в драгоценных камнях и их применимый диапазон

(1) Спектр поглощения хрома - ионно окрашенных драгоценных камней

(2) Спектры поглощения драгоценных камней, окрашенных ионами железа

(3) Спектр поглощения окрашенных ионами кобальта драгоценных камней