其他测试方法

一、热导仪

热导仪(Thermal Conductometer)是根据宝石的热导率而设计的宝石鉴定仪器。室温下物质热能的传递主要是传导。而不同珠宝玉石传导热的性能不同(表1-4-12)，通常金属的热导率大于晶体(非金属)，也大于非晶体。每种物质的热导率，即每秒钟通过一定厚度物体的热量是常数，因此，测定珠宝玉石的热导率或利用热导率的相对大小，可辅助鉴定宝石。

表1-4-12 常见宝石的热导率

1结构和工作原理

热导仪又称钻石笔(Diamond Probe)，由热探针、电源、放大器和输出装置等组成。输出装置显示测试结果，有表头、信号灯或鸣叫器等不同类型。图1-4-65、图1-4-66所示为Diamond SelectorⅡ型热导仪。仪器工作时电热元件把热敏探头加热至一定温度，探头伸向机外的尖端与宝石表面接触时，热量传递给宝石，探头的温度发生变化(降低)，样品的导热性能越好，温度变化就越大，产生的信号通过检测电路放大输出，显示测试结果。

图1-4-65 热导仪的结构图

图1-4-66 热导仪实物及参数选择

2热导仪的操作步骤

打开热导仪开关，预热。将清洗后的样品置于样品台上，根据室温和样品的大小选择打开发光二极管亮灯的个数。表1-4-13为仪器上可供选择的参数。然后用热导仪探头垂直接触样品，根据鸣响声及指示灯灯亮的格度或速度，判断宝石的热导率高低。

表1-4-13 Diamond SelectorII参数表

3热导仪的用途

1)检测钻石及其仿制品:由于钻石的热导率很高，用热导仪测试时会听到蜂鸣声，而其他的钻石仿制品则无此现象或热导率较低(合成碳硅石除外)。

2)区分相似宝石:在宝石中，除了钻石和合成碳硅石的热导率较高外，其次是刚玉类宝石，因此可以借助热导仪区别刚玉和与其相似宝石。如蓝宝石与坦桑石、尖晶石、水晶等就可用热导仪区别。

4注意事项

待测宝石表面应干净、干燥，测试时，探针必须和测试面垂直，不可用力过猛。要保持室温的稳定，室内的空气对流小，且测定时不要靠近热针呼吸。测试完毕后，要立即关闭开关，并将探头擦拭干净，盖上防护罩。

二、电导仪

1结构和原理

电导仪(Electron Conductance Meter)主要由伏特计、可动电极、金属盘电极和夹子组成。电导仪是根据宝石的导电性设计的，用以区分天然蓝色钻石和改色钻石。天然蓝色钻石(Ⅱb型)因含微量的硼(B)元素而具有导电性，为半导体。而改色蓝色钻石是由于辐照产生的色心致色，不导电。

电导仪是宝石鉴定中的一种辅助鉴定手段，不可单独使用。

2使用方法

将宝石样品放在金属盘电极上(若为已镶嵌宝石，则可放在夹子上)，用可动电极触及宝石样品，观察伏特计指针的反应:若为天然蓝色钻石，则指针偏转显示电压;若为辐照处理的蓝色钻石，则指针无反应。

三、590型无色合成碳硅石/钻石测试仪

为了鉴别无色—浅**系列的钻石和合成碳硅石，最近美国C3公司推出了“Tester Model590”检测仪(图1-4-67)，但该种仪器不能用来鉴别彩钻和有色合成碳硅石。

图1-4-67 590型无色合成碳硅石/钻石测试仪

1设计原理及结构

无色—浅**系列的钻石不吸收紫外光，即可被长波紫外光透过。而合成碳硅石对紫外光有强烈的吸收。“Tester Model590”检测仪就是利用钻石和合成碳硅石对长波紫外光的吸收差异而设计的。

该仪器上装有接收紫外光的细光纤管，并有声响及指示灯装置。

2使用方法

本仪器使用前应首先用热导仪及其他检测方法，剔除合成碳硅石之外的钻石仿制品。然后进行如下测试:打开仪器电源，将清洗后的待测宝石的台面平放紧贴探测器(图1-4-67)，观察指示灯是否闪亮。若钻石为无色—浅**系列，当长波紫外灯的光线射向钻石时，光从钻石台面进入其内部后，经折射、内反射，又回到台面上，进入接收器，发出声响，并使绿灯闪亮;若为合成碳硅石，则因进入晶体内部的长波紫外光线被吸收，无紫外光线折射回来，即无紫外光线进入接收器，因而无声响，指示灯不闪亮。

3注意事项

该仪器要配合热导仪使用。使用时须在正常温度、湿度下进行，不得储存在有化学品的地方。要使探头保持清洁，不用时，盖住测试口以保护探头。

四、反射仪

在宝石鉴定中利用反射仪测试折射率超出标准折射仪读数的宝石的近似折射率。图1-4-69和图1-4-70为各种不同的反射仪。

1设计原理

根据宝石的折射率，换算出其反射率，测量从宝石表面返回的光量。宝石的反射率与折射率的关系如下:

反射率=反射光线的强度/入射光线的强度=(RI1-RI2)2/(RI1+RI2)2式中:RI1为宝石的折射率;RI2为周围介质的折射率。空气的折射率为1。

根据宝石的折射率，可依反射率公式计算出其反射率。由于宝石的折射率有一定的变化范围，因此其反射率也存在一定变化范围(表1-4-14)。

表1-4-14 常见宝石的折射率(RI)与反射率(R)

图1-4-68 反射仪的工作原理

2结构和使用方法

反射仪的右上角(或下半部)有一个圆形测光孔，孔内构造如图1-4-68所示，其内部主要由发光二极管、光电接收器组成。

测试时将宝石抛光良好的台面对准测光孔，盖好遮光罩，打开开关。仪器通电后二极管发出红外光，以大约7°～10°的入射角射到宝石台面上，经台面反射后射入光电管的接收器。接收器的光电管产生光电流，所产生的电流大小与从宝石台面反射回的光强度成正比。光电流传到反射仪的仪表显示器中，通过指针偏转所指的刻度，即可知道所测宝石的品种。

图1-4-69 台式反射仪

图1-4-70 台式反射和热导仪混合型

3操作步骤

清洗宝石，将宝石抛光台面平扣在仪器的出光口上，罩上黑色罩子(不要漏光)。按下测量按钮，读出所测量数字，根据结果查阅有关数据进行解读。

4注意事项

反射仪的精度不如折射仪，对于折射率低于178的宝石，尽量利用折射仪测量。所测样品需洁净并有抛光良好的平面，且大于测试孔，否则接收不到信号或导致读数过低。此外，样品内部的包体的反光可导致读数出现偏差。每个样品应多选几个方向测试，以保证结论的准确性。可将热导仪和反射仪结合使用。

五、硬度测试

硬度测试(HardnessTest)属破坏性鉴定法，必须谨慎使用。在宝石鉴定中，测试硬度的常用工具有硬度笔和硬度板。需选择不起眼的地方小心谨慎地测试，常作为辅助的手段。

1标准硬度笔

宝石标准硬度计是将摩氏硬度1～10的标准矿物的碎片镶嵌在金属笔尖上制成的。其测试方法为:选择待测宝石不起眼的地方作为测试部位，将硬度笔垂直宝石待测面，小心划一小道(2～4mm)，清理干净待测表面，用放大镜观察:若被测样品表面光滑如初，则Hm宝石>Hm硬度笔，若被测表面有划痕，则Hm宝石≤Hm硬度笔，需选用硬度低一号的硬度板进一步测试。相同硬度的宝石可以互相刻划动。

2标准硬度板

标准硬度板是用摩氏硬度6～9的4种矿物小方块正面抛光并镶嵌在同一块金属板(或塑料板)上制成。测试方法为:将硬度板擦净，用放大镜在硬度为6的硬度板上寻找一个平坦无划痕的部位，将待测宝石样品不显眼的部位(如腰部)与硬度板选定的部位紧贴，并稍用力移动2mm左右。然后用放大镜观察:若硬度板上有擦痕，则Hm宝石≥Hm硬度板，可进一步选择硬度为7的硬度板再测试;若硬板上无擦痕，则Hm宝石<Hm硬度板，需选用硬度低一号的硬度板进一步测试。

3注意事项

硬度测试属于破坏性测试，主要用于宝石原料、半透明—不透明的素面宝石底部或玉雕的检测。测试时应选择不起眼的部位进行，不可用力过猛。宝石硬度大大超过硬度笔时，刻划时会打滑。在实际工作中还可以利用一些更简单的材料来代替硬度计，比如指甲的摩氏硬度为25，小刀、钢针和玻璃片的摩氏硬度为55。因此，有些硬度较低的宝石，也可使用钢针等简单易取的材料来代替硬度计测试硬度。常见宝石的摩氏硬度见表1-4-15。

表1-4-15 常见宝石的摩氏硬度

某些宝石矿物当被刻划时会产生特征颜色的粉末，即条痕。条痕可用于半透明或不透明宝石的检测，测试时选择宝石不起眼的地方在白瓷板上划一条短道，观察宝石粉末的颜色。某些宝石的条痕色见表1-4-16。该方法是破坏性的测试，需谨慎使用。条痕在未抛光的材料或原石上最易测试，条痕或硬度测试时，最好使用放大镜和显微镜及良好照明。

表1-4-16 某些宝石的条痕色

六、热针探测

热针也称热反应检测器，由可加热的金属丝和温度调节器构成，主要用于检测一些有机宝石及其仿制品和某些经人工处理的宝石。热针探测(Thermal Reaction Tester)属于有损检测，应谨慎对待。

1检测某些宝石的特殊气味

在待测样品上选一不显眼的区域，调节温度使热针的尖端呈暗红色，将热针轻轻地碰一下待测样品，迅速把样品放在鼻下，嗅其发出的气味:玳瑁、黑珊瑚、金珊瑚为焦发味;煤精发焦油或沥青味;琥珀为松香味;塑料常为辣味，也有樟脑味、碳酸味、糖果味、甲醛味、醋味、鱼腥味、酸奶味。此外，某些注塑的宝石如绿松石，也发出塑料的特征气味。

2检测注油、注蜡、树脂充填处理的宝石

将热针靠近距待测宝石样品15mm处，用放大镜观察，寻找从内部延伸到表面的油、熔化的石蜡或树脂的流动、甚至流出裂隙的痕迹。常见注油处理的宝石有祖母绿、红宝石、碧玺;常见经石蜡处理的宝石有绿松石、青金石、鸡血石等。

该方法破坏性大，容易损伤宝石样品的外貌，甚至会使宝石破裂，应慎重对待。

七、化学测试

化学测试法(Chemical Test)是一种选用化学试剂检测宝石的方法，其应用原理是使宝石与化学试剂作用，观察作用结果鉴别宝石。该方法破坏性强，应慎重使用。使用的化学试剂主要有以下几种:

1盐酸

用5%～10%的稀盐酸滴在样品不起眼的地方，并迅速擦掉，观察宝石样品的表面是否起泡或发出特殊的气味。

1)表面起泡的宝石:方解石类、珍珠、珊瑚、贝壳、孔雀石、菱锰矿、菱锌矿、文石、蓝铜矿等。

2)有气味宝石:青金石在滴入盐酸数秒后，由于产生硫化氢气体而发臭鸡蛋味。若待测样品中含有方解石，则可起泡。吉尔森合成青金石不仅发出臭鸡蛋味，而且将酸擦掉后，用放大镜观察可见测试部位留下白斑。

2丙酮

该试剂主要用于检查染色宝石。其方法是将沾有丙酮的棉签在宝石不起眼的地方擦拭，若棉签变色，则为染色品。如擦拭染色青金石，棉签上会留下蓝色;染色大理岩仿翡翠擦拭后棉签上留下绿色染料。

3硝酸

该试剂用于检测染色珍珠。方法是用沾有2%硝酸的棉签在宝石不起眼的地方擦拭，若棉签变色，则为染色珍珠。测试完毕后应立即用湿布将测试处擦拭干净。

八、红圈效应

红圈效应只适用于检测石榴石和玻璃拼合石。测试方法是将样品顶面朝下置于白色背景上，用笔式手电从不同角度照射样品的底部。若宝石为石榴石/玻璃拼合石，则可见平底面反射出的围绕腰部的红环，称红圈效应。该方法具有局限性，红色或紫红色的样品一般看不见红圈效应，若石榴石拼合石的冠部很薄也可能看不见红圈效应，一些阶梯状琢型的样品很难看到红圈效应。

不可以。有机宝石是由古代生物和现代生物作用所形成的符合宝石工艺要求的有机矿物或有机宝石。有机宝石中含有各种杂志，导致有机宝石某些部位不透光，是不可以测折射率的。折射率，光在真空中的传播速度与光在该介质中的传播速度之比。

宝石鉴定工作，可分为三个方面： ①宝石定名，确定它是什么 东西。 ②材料分类，明确材料属性。 ③宝石质量分极。 (1)宝石定名。对于宝石鉴定，主要测定宝石的密度、折射率 数据，就可以定出名称来。例如：在测的宝石密度为3．52(±001） g／cm^3，折射率为2417，色散OO44，再结合它有高的热导率，就可 定名为金刚石（钻石）。若还拥有宝石矿物化学成分、晶体结构方面 的数据，宝石定名就更加精确完善了。在宝石矿物种定名的基础 上，再依颜色或特殊光性（猫眼、星光、变色和变彩）进行划分变 种。例如：绿柱石宝石矿物依颜色划分出的变种名称为绿色绿柱石 （又称祖母绿），蓝色绿柱石称海蓝宝石，无色绿柱石称透绿柱石。 特殊光性的绿柱石变种，有绿柱石猫眼、星光绿柱石等。刚玉宝石 矿物依颜色划分变种名称。具有特殊光性的刚玉，可划出星光红宝 石、星光蓝宝石、蓝宝石猫眼等。 （2）材料分类。材料分类鉴定是对宝石鉴定者提出的最困难的 任务之一。在宝石定名之前，必须先回答以下问题： ①该宝石是天然的还是合成的或人造的？ ②该宝石是否经过染色、表面镀膜？是否被注过油或化学处理 过？ ③该宝石是否经过热处理或颜色扩散处理？ ④该宝石是否经过辐射着色处理？ ⑤该宝石表面裂缝、孔洞是否被人工充填？ 按材料属性，我们将材料划分为两大类：宝石和人造品。 宝石有： ①天然宝石：完全由自然形成的物质，专指未受人工 影响过的天然矿物晶体，与“纯正”、“‘天然”同义。包括各种天然材 料。 ②优化宝石（人工处理宝石）：其石质为天然物质，通过化学的、 热学的、光学的、高能射线辐射等各种新方法、新手段，对宝石品质 改善提高，以提高宝石的价值。对天然宝石与经过处理的优化宝石 之间的界限，由于处理的手段和处理的强度不同，往往很难划出一 条界限。 人造品有： ①合成宝石：以某种人工方法，在人工控制的结晶 条件下，使之结晶而形成的产物，其物理性质或化学性质及晶体结 构与对应的天然宝石基本吻合。如合成钻石、合成红宝石、合成蓝 宝石等。 ②人造石：指人工生长的各种晶体，其化学成分、物理性质 及晶体结构，无天然对照物。这种人造石是某种宝石的仿制品，如 仿钻石的人工立方氧化铝（ZrO2），其硬度较高（85），光学效果很 相似钻石，但其化学成分、物理性质及晶体结构，均与天然钻石不 同，也无天然对照物，只能称其为人造石，而不称它为“合成宝 石”。 ③拼合石（也称组合石）：拼合石是指将两种或两种以上的结 晶或非晶质，通过粘合剂或其他手段，以非自然方法组合成产品， 其组成部分可分为宝石、其他矿物、化学物质。进入市场的拼合石： 祖母绿拼合石、红宝石拼合石等。 ④仿制品：采用各种材料：化学 的、塑料的、玻璃的、人工晶体等材料，模仿天然宝石、合成宝石的 效应，外观或颜色，而不具它们的化学性质、物理性质和晶体结 构。既有宝石仿制品，还有合成宝石仿制品。 ⑤再造品：将宝石原 料，通过熔化、粘合或熔合等方法，加工凝聚成整体的人工产品。 当前，各种人造品纷纷涌向市场，鉴别各种人造品，以保障获 得真正的宝石，宝石矿物学工作者的任务相当繁重。 （3）宝石的品质分级。宝石品质分级，按钻石、有色宝石、玉石 三大类分别进行。目前分级的原则和方法，以钻石的品质分级标准 比较完善，而有色宝石、玉石的质量分级标准，无论在国内或国外， 还没有获得像钻石4C标准那样普遍公认的统一的标准。钻石的 品质分级，国际上普遍采用4C分级标准，即重量、颜色、净度、切工。我国已制定了《钻石分级》国家标准，原则上采用4C标准。但 要注意，对4C标准，人们的理解和掌握，不同时期有不同倾向，也 就是对4C的侧重点会有所不同。最初人们强调重量，认为愈大的 钻石最值钱。后来发现并不是所有的大钻石品质就好，于是发展到 追求高色级，以至高净度，晶莹透彻，光彩夺目，愈显得珍贵和富 有魁力。下一个侧重点是什么？人们拭目以待！现在有人提出，最 完美的钻石，来自精湛的切工。切工的地位，有可能上升。