钻石与相似石(仿钻)的测试仪器

钻石与相似石(仿钻)的测试仪器,第1张

一、热导仪(导热仪)

热导仪(图12-10-1,12-10-2)是依据钻石导热率比其他宝石大的特性。钻石是目前世界上导热能力最高的物质。它高于金属银的导热率。虽然导热率高,但是基本不导电(除天然蓝钻石外),所以工业上用它做大功率半导体的基片,向外散热快,达到冷却的目的。

图12-10-1 钻石碳硅石分辨仪(导热仪型)

图12-10-2 热导仪

1热导仪的用途

(1)可以区分钻石与仿钻石(莫桑石除外)

(2)改进后的热导仪可以区分莫桑石与钻石。

(3)此仪器经适当调整后,可以对某些宝石进行鉴别。

2热导仪的结构与类型

热导仪的类型主要有三种:①指针式;②灯声显示式;③与反射式折射仪两用式,与红外反射式折射仪(钻石、莫桑石分辨仪两用)。见图12-10-1。

Ⅱ 型热导仪(图12-10-2)它由探头、测量显示系统、警报系统及电源组成。

(1)探头:主要是一个热电偶及一个加热的恒温陶瓷圆片组成。向测量系统有四根导线,两根是通向测量系统的热电偶线,另外两根是恒温陶瓷的加热导线,热电偶探头伸向机外,另外还有保护探头的外套。

(2)测量系统是由集成电路加电阻、电容、三极管、发光二极管、蜂鸣器及电阻等组成的信号放大系统,使发光二极管亮或不亮来显示导热率的大小,达到测定的目的。如果是钻石,发光二极管就会亮到钻石区,同时会发出拉长的嘟! 嘟! 声(此声与警报声有所不同,前者是拉长间隔长,而后者短而连续急促)。

(3)警报系统是为了防止热导仪探头直接接触金属部分(金、银、铂等金属)使热导仪发出错误的信号而设置的。警报系统是由人体、金属、探头及仪器背面的一块直角三角形的金属板及蜂鸣器等组成。如果探头接触金属托,当金属托上的样品为金属样品时,就会与仪器的探头、金属板形成一个回路,蜂鸣器就会发出短促的嘟! 嘟! 的警报声,说明探头接触金属托,需重新放探头再测量。

(4)电源一般由一个9V的积层电池、一个带电位器的电源开关,它可以调节测量系统的电压,调节显示器上二极管发亮多少个(要按钻石大小与环境温度来调节,二极管亮多少个)。

注:①其他类型的热导仪基本原理与上述相同,只是显示器改为表头指针式。观察指针摆动的大小来确定是否是钻石,同样也有警报器。

②热导仪的灵敏度是可以调整的(在仪器中部有2个调整螺丝)。

③如果灵敏度调整到导热率在莫桑石与钻石之间,那这台仪器就可以鉴别钻石和莫桑石。

3热导仪的操作步骤

(1)把钻石或仿钻石用不起毛的擦布擦拭干净(如果是裸石就放在铝板的凹坑中)。

(2)打开热导仪的电源开关进行预热。

(3)查看仪器背面的表(按照环境温度与钻石的克拉数,查出初始要亮发光二极管的个数)。

(4)据查到数值预先调整仪器的初始状态(亮发光二极管的个数,用开关电位器进行)。

(5)手握住仪器,使探头向外。仪器正面向上,便于观察显示器的表现,而手的中指与无名指一定要放在背面的直角三角形金属板上(以便在探头接触金属时形成回路而发出警报)。另一只手要扶住铝条或首饰的金属托。

(6)用探头垂直接触被测宝石的表面。

(7)观察发光二极管亮的个数及移动的速度,听有无间隔较长的嘟! 嘟! 声,如果灯亮移动速度很快,可以到达钻石区又听到间隔较长的嘟! 嘟! 声,这就是钻石,反之不是钻石。

(8)如果用热导型莫桑石钻石分辨仪,经上述操作后,是钻石,发光二极管可以亮到钻石区,莫桑石只能点亮到莫桑石区,而不能到达钻石区。因为莫桑石的导热率略低于钻石,仪器是按照它们的导热率来设定的,所以该仪器能区分钻石与莫桑石。

4操作中必须注意的事项

(1)操作时必须根据环境温度与宝石大小(克拉数)设置初始值(预亮发光二极管数)。

(2)操作时手指必须接触仪器背面的直角三角形的金属板,以免误判定。

(3)探头要垂直被测的宝石表面。

(4)测试时必须预热仪器。

(5)灵敏度合适可以扩大应用范围,但各仪器都要自己确定。

5宝石的相对热导率表(表12-10-1,12-10-2)

表12-10-1 钻石及其他材料的热导率

表12-10-2 钻石及其他一些材料的相对热导率值

物质的热导率各不相同,同时影响因素很多,所以必须注意测定条件。如环境温度及钻石(试样)大小等。

二、钻石笔

钻石笔是依据钻石与仿钻石表面张力的不同而设计的。

工具是墨水笔和2~10倍的放大镜。

操作步骤及检验标准:

(1)用抛光剂及不起毛的擦巾,擦净样品表面(台面)。

(2)用笔在待测表面上快速划一条直线。

(3)用10倍放大镜观察墨线的连续性。

a若墨线是连续无间断的线,则可能是钻石,再进一步作其他测定来确定。

b若墨线是小墨珠间断排列,则不是钻石,是仿钻石。

应该注意的事项:

(1)要保证测试结果的准确性,必须待测表面抛光十分好而且干净,若表面有油污必须先除去。

(2)必须经练习,方可正确地使用钻石笔。

(3)必须分别测试台面与亭面两部分,以防二层石。

(4)测试操作可能存在某些问题,因此该测试方法只能作为辅助性手段。

三、反射——折射仪

1仪器制作原理

物质的反射率和折射率成正比,宝石的折射率越高其反射率就越高,对一些高折射率的宝石一般的宝石折射仪是无法测定其折射率的,而其反射率则是可以测定的。所以对高折射率的宝石用宝石的反射力来鉴定是有一定的效果。但同一种宝石由于内部含微量元素的不同,其反射率有一定的变化范围,另外由于表面的光洁度,包体及其他杂质,反射率也会有变化。所以只能用某一范围来圈定宝石。例如莫桑石、钻石、立方氧化锆、锆石、GGG、YAG等。图12-10-3仪器红外线按一定角度射到宝石表面,这时有一部分光线被宝石吸收,而另一部分光线被反射出来,进入光电接收器,测出反射光的强度(I)。用反射光的强度(I )与入射光强度(I0)之比表示反射率(R),这一数字应该小于1。

反射率(R)=反射光强度(I)/入射光强度(I0)

反射率(R)乘上1000来表示。

图12-10-3 反射仪结构图

1—光电检测器;2—红外灯(LED);3—测试按钮;4—50mV表;5—校准装置;6—9V电池;7—宝石;8—检测器;9—灯和检测器结合;10—红外灯;11—检测器与红灯的交角

一般反射仪是根据反射率与反射光的强度(I)和入射光的强度(I0)的关系来制作的。而反射折射仪的制作原理是根据反射率(R)和宝石的折射率(N)及周围介质折射率(n)的关系式,以及与反射光的强度(I)和入射光的强度(I0)关系式来制作。它们的关系式为:

珠宝玉石学GAC教程

空气(周围介质)的折射率为1。

2仪器类型及结构

一个发光二极管(发出红外光),在另一边有一个光电接收器,接收反射来的光,并与入射光强度进行计算以数字显示出来。(图12-10-3)

反射仪的类型,有钢笔式和台式两种。

钢笔式反射仪(例如Rayner Diamondscan型)(图12-10-4),直径为18mm,长约155mm,可随身携带。使用6 V电池,可用于钻石与仿制品的鉴别。该仪器上的数字为相对反射率值。

图12-10-4 钢笔式反射仪

台式反射仪的型号主要Jeweler's,e(图12-10-5)、台式反射和热导仪混合型Gemanalyzer(图12-10-6)、紫外钻石,碳硅石检测仪Jemeter Digital90型(图12-10-7)。

图12-10-5 反射仪

图12-10-6 台式反射和热导仪混合型

台式反射仪的测定范围一般有两个:低值范围,反射率为8%以下,折射率为181以下(由玻璃至刚玉),以合成尖晶石为标准。高值范围,反射率8%以上,折射率为181以上,由人造钇铝榴石至合成金红石,以钻石为标准。因而,该种反射仪所测定的宝石相对反射率范围较宽。

台式反射仪既可测定试反射率数据,又可用手柄探测针来测定宝石的相对反射率值。有的还带液晶指示器(Liquid crystal display)。

反射仪中使用的光为远红外光(930nm)。采用远红外光二极管为入射光源,用小型光电管检测从宝石表面反射的光线(图12-10-3)。

有的台式反射仪上不仅刻有反射率值,还刻有折射率值,既可测反射率,也可测折射率值。因而,这种仪器称为反射折射仪。

3操作步骤

(1)擦净宝石表面(用酒精或丙酮)。

(2)把台面平扣在仪器的出光口上。

(3)罩上黑色罩子,不要漏光。

(4)按下测量按钮。

(5)读出所测量数字。

(6)查读有关数据进行解读。

利用反射仪可以测定钻石及仿钻品的反射率,利用反射—折射仪(Reflectance refractometer)不仅可以测定钻石及其仿制品的反射率,而且还能测定钻石的折射率。

4应用范围及局限性

对于折射率为181以下的仿钻品,可用一般折射仪精确测定其折射率,易与钻石区分;但对于折射率大于181的钻石及仿制品,因不能用一般折射仪法测定,所以,反射仪及反射折射仪是钻石和高折射率仿制品鉴定和鉴别的较好仪器,用它可较有效地区分钻石(反射率为1723%,折射率为217)和碳硅石(反射率为204%~2098%,折射率265~269)。

用反射仪及反射折射仪,很难区分钻石和人造钛酸锶,因为人造钛酸锶的反射率(1709%)和折射率(2409)与钻石反映经和折射率很相近。

由于非均质仿钻品双折射现象的存在,样品表面打光程度的不同,使用的光源为远红外光,而不是黄光,因而,实际测定的反射率值与用公式计算结果有差异。

5注意事项

由于钻石及仿钻制品的反射率会受油污或表面缺陷的影响,因而在使用反射仪时,确保它们的测面平坦、洁净及无擦痕是十分重要的。

在使用反射仪和反射折射仪前,应以钻石和合成尖晶石标样的反射率为标准,进行调试,使反射仪上的相应刻度值与其标样反射率数值一致。在使用较简单的钢笔式反射仪时,还必须挡住宝石的背面,以防杂散光线进入宝石内,产生虚假的高值。

四、钻石碳硅石(莫桑石)检测仪

为了鉴别无色-浅**系列的钻石和合成碳硅石,美国C3公司推出了“Tester Model 590”检测仪图12-10-7。

图12-10-7 Tester Model 590钻石-碳硅石检测仪

1仪器制造原理及结构

无色—浅**系列的钻石可被长波紫外光透过(即具穿透性)。而合成碳硅石可将长波紫外光吸收(即具吸收性)。“Tester Model 590”检测仪就是利用钻石与合成碳硅石对长波紫外光透过各吸收的不同性质而制成的。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

当长波紫外灯的光线射向钻石时,若钻石为无色—浅**系列,则长波紫外光从钻石台面进入内部后,通过折射、内反射过程,又折射回到台面上,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。

应先用热导仪及其他检测方法,排除碳硅石之外的所有仿制品后,再使用该仪器鉴别钻石与碳硅石,但该种仪器不能用来鉴别彩钻和有色碳硅石。

钻石及其仿制品的鉴别特征,可见第十五章表15-2-1。

思考题

一、是非判断题

1正确观察宝石颜色应在阳光直照下观察。

2分光镜可以提供宝石颜色的光谱组成。

3手持分光镜是研究颜色光谱组成的常用宝石学仪器。

4光栅式分光镜的优点是透光度比棱镜式分光镜高。

5光栅式分光镜的色散元件是玻璃棱镜。

6任何光源都可以用来观察宝玉石的吸收光谱。

7吸收光谱仪所用光源必须是连续光谱的光源。

8应用吸收光谱仪时,任何一般光源都可以作为照明光源。

9粗晶多矿物组成的玉石可测得不同的折射率。

10含非均质矿物的玉石在正交偏光镜下可表现为全消光。

11X射线荧光光谱仪可以查明某钻石样品是否含氮。

12X射线荧光分析仪主要用于测定贵金属______的成分。

13发光反应不仅要观察发出光的颜色、强度,还要观察发出光的分布特征。

14用静水力学称重法得出的相对密度有一定的误差,样品越大误差越小。

15静水称重法测试密度用有机浸液作介质时应作温度校正。

16宝石折射仪的RI测试范围主要取决于浸油的RI值。

17常规实验室,用折射仪测定任何宝石的RI值必须使用181的浸油。

18在宝石折射仪测定宝石折射率时所用浸油的折射率愈大愈好。

19适用于测弧面型宝石折射率的远视法(点测法)获得的是近似折射率值。

20宝石的折射率是指在589nm黄光下测出的折射率。

21反射式折射仪可测得n≥181宝石的折射率,但测不出宝石的双折射率。

22利用CZ作半球的折射仪可以测定钻石的折射率。

23查尔斯滤色镜只允许红光透过。

24查尔斯滤色镜的红色光透过率与黄绿色光透过率相比:a小 b差不多 c大得多

25查尔斯滤色镜下变红的样品中都含有铬。

26在查尔斯滤色镜下,蓝色、**、绿色蓝宝石的颜色不变。

27宝石鉴定中激光拉曼光谱仪可鉴别气液包裹体和有机质充填物成分。

28查尔斯滤色镜可以透过:a黄绿光 b蓝光 c红光 d紫光

29在热导仪上显示钻石反应的样品未必就是钻石。

30热导仪可以区分钻石和合成α-碳硅石。

31放大镜的质量好坏主要取决于分辨率的高低。

32用二色镜鉴定宝石时不宜使用偏振的白光为光源。

33用二色镜在白光下所见的颜色即宝石不同方向的体色或表色。

34在任何条件下,均可以观察宝石的生长线和色带。

35红外光谱仪只能分清一部分A货或B货翡翠。

二、选择题

1吸收光谱仪使用时光源应该用:

a目前用5000~7000 K色温的钻石灯

b连续光谱白炽强光灯 c日光灯

2吸收光谱使用的光源:

a必须是连续光谱(400~700nm)光源

b任意白光就可以

c最好用高压汞灯作光源

3吸收光谱仪在使用前必须调整:

a仪器的进光狭缝、滑管焦距及刻度

b只调整滑管焦距

c滑管与刻度及清晰度

4无损鉴定蔷薇辉石与菱锰矿玉石雕件时,不应该测试:

a折射率值

b酸可溶性

c组构

5X射线荧光光谱仪可测出样品中的:

a部分元素的含量

b全部元素的含量

c矿物含量

6用天平测定宝玉石密度值时,称重值应精确到小数点后:

a第二位

b第三位

c第四位

7宝石鉴定用的、称重在100克以下的天平,其称重误差应小于1‰。

8静水力学法测定宝石的密度要求密度精确到小数点后第二位,则称重精度必须为:

a001g

b0001g

c00001g

9静水力学法测定密度值应精确到小数点后:

a一位

b二位

c三位

10通常所说的宝石折射率值是指在哪种光源下测得的

a460nm

b487nm

c587nm

d687nm

11宝石折射仪测定宝石双折射率时必须:

a宝石有较大的光滑平面和折射仪上要有偏光镜和**光源

b只要有较大的光滑平面就可以

c没有特殊要求

12折射仪测定宝石折射率时宝石界面与半球之间必须加接触液,该液的折射率:

a必须是181

b必须等于半球的折射率

c要介于半球折射率与宝石折射率之间

13折射仪在同一刻面与折射仪半球接触的情况下:

a可以测出最大双折射率

b不可能测出最大的双折射率

c可能测到一个折射率

14目前用的宝石折射仪其测得的折射率误差精度为:

a±0002

b±0001

c±0005

15宝石折射仪的估测值的误差是:

a±0001

b±0002

c±0005

16宝石折射仪的精度是:

a±0005

b±0001

c±001

17反射式折射仪测定折射率的原理是:

a反射率换算成折射率 b用折射角、入射角计算 c全反射原理

18下列哪种绿色宝石在查尔斯滤色镜下会变红

a翡翠

b海蓝宝石

c澳洲玉

d钙铝榴石

19下面哪一种绿色宝石在查尔斯滤色镜下不呈现红色色调

a水钙铝镏石

b东陵石

c翡翠

20为查明红宝石中有无玻璃充填,宜选用:

a亮域照明和斜照明

b暗域照明

c反射照明

21判别钻石与激光穿孔钻石或充填处理的钻石时,最好使用:

a亮域照明

b暗域照明和斜照明

c反射照明

22如果两个偏振片处在“正交位置”:

a有最大量的光通过

b全黑

c通过的光减少一半

d可见多色性

23用偏光镜观察有无消光现象时,两个偏光镜的振动方向:

a相互平行

b相互垂直

c呈45°

24用偏光仪在正交偏光镜下观察干涉图时必须加:

a干涉玻璃球

b干涉玻璃片

c偏振片

25宝石显微镜的垂直照明法是一种观察宝石

的照明方式。

a弯曲条纹

b包裹体

c表面

26宝石中所见的由于干涉产生的颜色通常称为:

a晕彩

b多色性

c体色

d残余色

27常规钻石分级中,放大镜最好用:

a无涂膜的10倍放大镜

b有增透的蓝色涂膜的10倍放大镜

c无增透涂膜的15倍放大镜

28选用观察钻石的10倍放大镜(宝石放大镜)时:

a没有什么特殊要求,无色差

b10倍放大镜其分辨能力都一样

c要求无色差,无球面差,无蓝色镀膜

29Ⅱ型热导仪上的金属板:

a是装饰品

b测试者手指必须接触它才能进行测试

c测试者千万别用手接触它

30热导仪:

a只能测定样品是否是钻石

b除测定钻石外还能测定另一些宝石

c一定能区分钻石与其仿制品

31二色镜两个方块中看到的颜色代表:

a宝石不同方向的颜色

b不同振动方向的颜色

c宝石两个互相垂直方向上的振动经二色镜分解后合成的颜色

32无损伤鉴定宝石气相包裹体成分的方法有:

d激光拉曼光谱分析

33用电子探针判别合成紫晶与紫晶是检测它们的:

a电子探针成分分析

bX射线荧光分析

cX射线能谱分析

a矿物成分

b主要化学成分

c微量元素

d晶体结构

34用红外光谱判别充胶翡翠与不充胶翡翠是检测它们的:

a结构是否破坏

b翡翠的矿物成分

c翡翠中的阳离子

d有机阴离子团

35用红外光谱鉴定酸浸充胶翡翠时在2800~3200cm-1处有吸收带,胶的弱吸收是:

a3000cm-1

b3040cm-1

c3060cm-1

d3200cm-1

36在紫外光灯下,含铁量高的宝石:

a无荧光

b有荧光

c可有可无荧光

37阴极发光仪所用辐照源发射出的是:

a电子束

bX射线

cγ射线

38用偏光显微镜观察宝石多色性,应在:

a单偏光下进行

b正交偏光下进行

c锥光下进行

39皇冠上有一颗透明的红色宝石,不拆下来如何区分它是红宝石还是红色尖晶石:

a测折射率

b测比重

c观察二色性

d用偏光仪测非均质还是均质体

三、多项选择题

1查尔斯滤色镜:

a允许蓝色和紫色光通过

b允许红色光通过

c允许绿色光通过

d允许部分黄绿色光通过

e允许**光通过

2石折射仪:

a测定折射率是根据折射定律来测定的

b宝石折射仪测得的宝石折射率代表与物台接触的平面上的折射率

c宝石折射仪测得的宝石折射率代表垂直折射光线并物台接触的平面的折射率

d测定宝石折射率时只要有足够光滑的平面就可以直接放上去测定

e测定折射率时如果没有接触液用水代替也可以

3使用宝石折射仪测宝石的折射率时:

a必须要加介质

b介质的折射率介于半球和宝石的折射率之间

c介质的n必须等于181

d介质可用水代替

e介质的n大于半球的折射率

4偏光镜:

a鉴定宝石是光性均质体还是光性非均质体

b在正交偏光下宝石不消光可以判定该宝石是非均质体

c可以用来测定宝石有无二色性

d上下偏光镜振动方向一致时看到宝石的颜色就是宝石多色性之一

e上下偏光镜振动方向一致时可能见到的是宝石的一种干涉色

5一块致密块状艳绿色非均质集合体玉石在查尔斯滤色镜下为红色可能是:

a翡翠

b碧玉

c独山玉

d钙铝榴石

e染色玛瑙

6与放大镜质量好坏有关的是:

a放大镜的放大倍数大小

b放大镜分辨率的好坏

c放大镜球面差的大小

d放大镜色差的大小

e放大镜外观的好坏

7使用热导仪时应注意:

a打开开关等指示灯亮后才能用

b按样品重量和测试时室温预先开亮到几节灯

c测定时必须用手直接接触金属

d打开开关就能用

e可同时测得折射率

8二色镜的应用:

a可以鉴别宝石有无多色性

b可以判定部分有色宝石是否是非均质性

c它可观察两个不同振动方向的颜色

d在任何色光下都可以观察二色性

e只有在白色光下才能观察多色性现象

9钻石分级鉴定用的10倍放大镜:

a要求无色差

b要求有球面差

c前工作距要大于20~25mm

d不能有镀膜

e放大镜的直径越大,其分辨率越好

10用二色镜观察一轴晶宝石多色性的最好方向是:

a平行光轴方向

b斜交光轴方向

c垂直结晶轴C轴方向

四、填空题

1用来判定宝石颜色特征的宝石学常规仪器有______、______和______等。

2吸收光谱仪的工作原理是__________。

3吸收光谱仪的光源应该用______的强光源,其波长应在______nm之间。

4测定宝石吸收光谱的仪器是______,其仪器可以分成______式和______式两种。

5用吸收光谱鉴定宝石的依据是:______和______位置以及______。

6测定宝石密度的方法有①______,②______,③______磁流体法。

7目前测定宝石密度的方法有______、______。

8静水力学法测定宝石密度时的计算公式是密度=______×______。

9常用的重液原料有二碘甲烷、______及一溴萘。

10一般书上列出的折射率都是______光下的折射率。

11一般书上标的折射率是______光下的折射率,其标正光源波长为______nm。

12用宝石折射仪测定折射率的原理是__________。

13折射仪可以测定宝石的轴性和光性。

14折射仪常用的单色光源是波长______的**光。

15折射仪可提供以下数据作为有效的鉴别依据:______、______等。

16用宝石折射仪测定宝石折射率时在宝石与半球之间加______,其折射率必须介于与______的折射率之间。

17如果折光仪使用得当,且宝石是易于观察的,可得到的信息有:__________、__________、__________、__________。

18测定宝石色散系数时应用______。

19查尔斯滤色镜只能透过______光和少部分______光。

20染成绿色的玉石,在查尔斯滤色镜下都变红。

21用查尔斯滤色镜鉴定绿色宝玉石,主要目的是检查该宝玉石的绿色中是否含______色光,借以判别宝玉石的品种和/或绿色的来源。

22使用偏光仪必须调整__________。

23偏光仪可用来观察宝石的二色性。

24宝石显微镜的9种照明方法分别是:明场照明、散射照明、点光照明、水平照明、掩蔽照明、偏光照明和______、______、______。

25热导仪操作步骤为①______、②______、③______、④、______⑤______。

26Ⅱ型热导仪的使用步骤依次是:__________、__________、__________、__________、__________。

27钻石放大镜必须满足______和______两个条件。

28钻石评价用的标准放大镜应该是______、______、______的。

29鉴定钻石用的标准放大镜应该是______、______、______。

30正确使用宝石显微镜时,首先要调节的是焦距,其调节步骤是______、______、__________、__________。

31二色镜两个方块中看到的颜色代表__________。

32二色镜的两个小窗口代表:a不同的颜色 b不同的波长 c两个互相垂直的振动方向的光的颜色

33二色镜中的二个颜色代表两个__________的颜色,二色镜使用时应注意__________和__________观察。

34二色镜一端的透镜应焦正在:a前端的窗口 b窗口外的宝石 c冰洲石棱镜的前端 d冰洲石棱镜的后端

35二色镜一端的透镜它应焦正在:a前端的方形窗口 b窗口外的宝石 c冰洲石的前端

36用二色镜观察宝石多色性时应从宝石的______方向观察并转动二色镜。

37电导仪能用于区分钻石与合成α-碳硅石。

38常用于宝石鉴定的紫外灯其长波、短波的主波长为:a380nm 及260nm b365nm 及254nm c356nm 及245nm d365nm 及245nm

39宝石鉴定中常用的紫外光灯平均长、短波长为:a245nm 和 355nm b254nm 和 365nm c276nm 和395nm

40宝石鉴定中常用的紫外光灯有______nm和______nm两个波长。

41宝石实验室中的二碘甲烷主要用途是做______,丙酮的主要用途是__________。

42二碘甲烷的密度是289g/cm3。

43配制相对密度为305g/cm3的重液通常用______作指示矿物。

44最常见的比重液有三种,其相对密度为______、______、______。

45包裹体成分的现代分析技术有:1______;2______;3______。

指那种经过琢磨和抛光后,可以达到珠宝要求的石料或矿物

宝石的鉴定,一般可以分为原石和成品两大类。

对于原石的鉴定,又可以分为野外鉴定和室内鉴定。野外鉴定多数采用放大镜和小刀等简单工具,用以初步对宝石矿物进行定名。室内鉴定主要是利用各种手段和仪器,进一步测定宝石矿物的数据,为鉴别宝石提供重要依据。

对于宝石成品的鉴定,必须是在不破坏宝石完整性的前提下去鉴别所测定的宝石。

目前常用的、易于掌握的宝石鉴定仪器有以下几种:

1.笔式聚光手电:用来观察浓色宝石的透明度。聚光手电的电珠应凹于笔头面,不能凸出笔头面,否则不便于观察。

2.放大镜:是宝石放大观察的仪器之一。最常用的是10倍放大镜,还有20、30倍的几种。放大镜是宝石专家的关键工具和必备之物,便于携带。可用它来鉴定宝石的品种和真伪。用放大镜可以观察:(1)宝石的表面损伤、划痕、缺陷。(2)琢型质量。(3)抛光的质量。(4)宝石内部的缺陷、包裹体。(5)颜色的分布和生长线等。鉴定时,应将宝石置于离10倍放大镜约25厘米的强光之下,慢慢调节距离,直到看清楚为止。选择放大镜的质量也很重要,质量差者在放大时将产生图形畸变。

3.二色镜:有的宝石具有多色性,观察宝石多色性最好的仪器是二色镜。二色镜是一种结构合理、价格便宜、小巧简单的光学仪器。二色镜使用的是一块合适的透明的无色方解石(冰洲石)菱面体,由于冰洲石的双折射率较高,该仪器可以将穿过宝石的两条平面偏振光线分离开来。要求必须是有颜色透明的单晶体宝石才能够检测出多色性,玉石不能检测多色性。二色镜主要用于区别红宝石和红色尖晶石、红色紫牙乌;区别蓝色尖晶石和细小的蓝碧玺;区别蓝宝石和蓝色人工合成尖晶石等。用二色镜检测宝石时必须不断转动宝石,直到两个差异最大的颜色出现在窗口上为止。对于宝石的三色性的确定,必须认真地反复检测,从三个不同的方向观测,出现三种颜色才是三色性。检测时注意:眼睛、二色镜和宝石样品,其间距应不超过2-5毫米。

4.折光仪:折光率是透明宝石重要的光学常数,是鉴定宝石品种的主要依据。测折光率的方法主要有两种:一种是直接测量法,用折光仪测量;另一种是相对测量法,用液体浸没法。折光仪是根据光的全反射的原理制造的。目前常用的折光仪只适用于折光率为136-181范围内的宝石。宝玉石的折光率(N)的计算方法为光在空气中的传播速度(V1)与在宝石中的传播速度(V2)之比为一个常数,即N=V1 /V2 。均质体宝石,光在其中传播,传播速度不变,折光率相等,称之为单折光率。非均质体宝石,在折光仪中有两个读数,最大、最小折光率值之间的差值,称之为双折光率。折光仪是宝石学家最常使用的仪器之一,它的体积小,使用方便。他既可以测试刻面宝石的折光率,还可以用点测法测出弧面宝石的折光率。

5.查尔斯滤色镜:滤色镜是利用吸收光的特定波长这一特征而设计的。它由两片仅让深红色和黄绿色光通过的明胶滤色镜组成的宝石鉴定仪器。滤色镜小巧轻便,便于携带,对识别一些染色宝石和人造宝石特别有效,对识别炝色翡翠非常有效。它可以鉴别祖母绿和其它仿造品,而要准确地确定,还要借助于其它方法综合考虑。在滤色镜下祖母绿呈现红色或粉红色,而其它和祖母绿相似的天然绿色宝石,在滤色镜下观察不显红色。

6.宝石显微镜:宝石放大观察的一种重要的仪器。它能够检测10倍放大镜不能清晰地确认或观测到宝石外部和内部特征。宝石显微镜可以观察宝石内部的包裹体、解理、双晶纹、生长线、色带;观察宝石的磨工、抛光度和意外损伤;鉴别拼合宝石二层石、三层石。宝石显微镜的结构合理,辅助设备齐全,放大倍数可变幅度较大,一般是10 至70倍。宝石显微镜有两种光源,一般用底灯观察宝石的内部缺陷,如包裹体、裂隙等;用反射灯观察宝石的表面特征,如断口、色带、解理面等。宝石显微镜是精密仪器,要严格按操作规则使用。

7.热导仪:热导仪是根据钻石具有良好的传热性而设计制作的。绝大多数宝石不具备热导性或热导率极低,所以一般热导仪均为区别钻石与人造仿钻制品而设计的,是鉴别钻石与其它仿钻制品的专用仪器。钻石热导仪由金属针状测头与控制盒组成,当测头尖端触及钻石表面时,温度明显降低,由仪器表头信号灯或鸣叫声显示测定结果。热导仪长十多厘米,便于携带,使用极为方便。

8.偏光器:是使平面偏振光垂直相交,光线通不过的原理制造的一种简单的光学仪器。偏振器是由两个震动方向垂直的偏光片、支架和底部照明灯组成。用以检测宝石的光性(是均质体还是非均质体)和多色性。在打开照明灯的偏光器中,转动观察宝石样品的明暗变化情况。(1)如果样品明亮,没有明暗变化,可能是隐晶质或微晶集合体,如玉髓、翡翠等。(2)如果样品全黑,没有明暗变化,将样品变换一个角度继续观察,如果仍然无明暗变化,样品属均质体。属均质体的宝石有等轴晶系和非晶质宝石。(3)如果转动宝石360°时,宝石样品发生四次明暗变化,这表明样品为非均质体。属非均质体的宝石有四方、六方、三方、斜方、单斜、三斜晶系中的宝石。(4)如果样品在正交偏光下转动时,可看到灰暗的蛇纹状、网格状或不规则的现象,则可能是均质体宝石所呈现的异常干涉色,此时应十分注意。利用偏光器,还可以检测宝石的多色性,能够验证宝石的非均质性和均质性。

此外,常用的宝石鉴定仪器还有吸收光谱摄谱仪、荧光灯、X射线衍射仪、电子探针等。

关于珠宝的几大分类

玉从色彩上分有:白玉、碧玉、青玉、墨玉、黄玉、黄岫玉、绿玉、京白玉等。 从地域上分有:新疆玉、河南玉、岫岩玉(又名新山玉)、澳洲玉、独山玉、南方玉、加拿大玉等,而其中新疆和阗玉是我国的名特产。

玛瑙 —— 从色彩上分有:白、灰、红、兰、绿、黄、羊肝、胆青、鸡血、黑玛瑙等。 从花纹上分有:灯草、藻草、缠丝、玳瑁玛瑙等。在我国的东北、内蒙、云南、广西均有出产。且有含水玛瑙,称为水胆玛瑙。

石——绿松石、青金石、芙蓉石、木变石(又名虎皮石)、桃花石(又称京粉翠)孔雀石、兰纹石、羊肝石、虎睛石、东陵石等,其中绿松石是我国湖北郧阳一带的名产。

晶——水晶、紫水晶、黄水晶、墨晶、茶晶(又名烟水晶)、软水晶、鬃晶、发晶。我国南北各地均有出产。

翡翠——具有紫、红、灰、黄、白等色,但以绿色为贵,它是我国近邻缅甸的名特产。

珊瑚——分红、白两色,是一种海底腔肠动物化石,我国台湾省出产的质量很好。

珠——珍珠(海水珍珠、淡水珍珠)、养珠(海水养珠、淡水养珠)。

宝——钻石、红宝石、兰宝石、祖母绿、海蓝宝石、猫眼宝石、变色宝石、黄晶宝石、欧珀、碧玺、尖晶宝石、石榴石宝石、锆石宝石、橄榄绿宝石、翡翠绿宝石、石英猫眼、长石宝石等

1、监测可以用热导仪鉴别,钻石的导热性是固定的,热导仪可以初步鉴别钻石真假。

2、用十倍放大镜看钻石的火彩和内部结构,这个需要你对钻石有一定的了解。

3、用腰棱镜看钻石腰棱上是否有腰围码

世界各国的颜色科学家和宝石学家及工程师尝试使用过各种颜色测量方法来测量宝石的颜色,包括测量彩色钻石的颜色。在所尝试过的颜色测量方法中,使用积分球的颜色测量方法的测量精度远好于其他的颜色测量方法。在积分球宝石颜色测量方法中,将钻石放在积分球中心来测量无色钻石的D—Z 颜色的测量方法比其他方法较为实用,图5—7为这种积分球颜色测量方法的示意图。

图5-7 利用积分球进行钻石颜色测量方法示意图

A—石钻放在积分球的中心,光由下入射到钻石的台面,积分球再将钻石的出射光积分后送到色度计进行颜色测量;B—钻石放在积分球的下面,漫射光经钻石的亭部入射到钻石,然后经台面出射到分光光度仪进行光谱测量

另外一种积分球颜色测量方法具有双光束,一个光束用于宝石的颜色测量,另外一个光束用作标准参照。从理论上讲,这种双光束积分球方法设计合理,而且广泛用于光谱测量。但对于测量宝石的颜色并不理想。

图5-8 宝石光谱颜色测量实验装置

1-分积球;2—光源;3—分光光谱图像仪;4—A/D转换器

准直光经钻石台面射入,钻石的反射光经钻石台面射入积分球,积分球将反射光积分后传送到分光光谱图像仪进行光谱测量

著者曾在美国宝石学院研究部专门设置一台使用积分球的光谱颜色测量实验装置,如图5—8所示。此光谱颜色测量实验装置由光源、积分球、分光光谱图像仪和A/D 转换器组成。光源所提供的稳定连续光经准直后照射在宝石的台面,反射光经积分球漫反射均匀后入射到分光光谱图像仪。分光光谱图像仪的衍射光栅将入射光分解为可见光谱,并成像在CCD 矩阵元件上。CCD 矩阵所产生的模拟信号经A/D 转换器变为数字信号后传送到计算机。计算机由宝石光谱的数字信号计算出光谱反射率,并计算色度值。著者利用这台光谱颜色测量实验装置进行了许多宝石颜色测量方面的研究,其中包括“塔维涅”钻石的变色研究以及许多彩色钻石、无色钻石和有色宝石的颜色测量。该实验装置可利用改变入射光孔径的方法来测量不同尺寸和形状的宝石。因为该实验装置不能将形状、尺寸、折射率和荧光等因素纳入计算因素,所得到的颜色色度测量值主要用于对宝石颜色的定性研究,不能达到对宝石颜色的定量研究,也无法利用测量所得到的颜色色度值对所测宝石进行直接的颜色评定。

图5-9 测量宝石颜色的双积分球分光光度仪

经多年的潜心研发和不断地改进,著者成功研发了一台采用双积分球和三光谱校正的分光光度仪(图5—9),解决了宝石颜色的仪器测量和评定难题。由于该分光光谱仪还提供宝石的可见光谱,可以用来进行宝石的光谱研究和利用光谱进行宝石的鉴定。图5-10为双积分球分光光度仪的原理示意图。图中的两个积分球具有各自的功能。测量积分球为被测样品提供均匀照明,并通过测量准直镜接受样品的反射光。样品积分球为被测样品提供一个稳定、一致的背景。光源所辐射的可见光经漫射挡光板漫反射到测量积分球的内壁,再经积分球内壁的多次漫反射形成均匀光照射到样品的台面。漫射挡光板除将光源的入射光漫反射到测量积分球内壁外,另一个重要作用是防止光源的入射光直接照射到样品和测量准直镜,以提高颜色测量的精确度。测量准直镜接受经样品反射的可见光,并直接或经光缆传送到分光光度仪。分光光谱仪将样品的反射光分解为光谱,再经光电元件转换为电信号,然后经A/D 转换的数字信号传送到计算机进行颜色的色度计算和颜色的评定。

图5-10 测量钻石颜色的双积分球分光光度仪的原理示意图

钻石放在样品积分球内,漫射光经钻石的台面射入,钻石的反射光被准直镜接受,然后送到分光光度仪进行光谱测量;计算机利用钻石的光谱反射率计算钻石的平均颜色和特征色,以确定钻石的颜色级别

因为宝石的形状、尺寸、折射率和荧光强度都可能有所不同,而且宝石的颜色受背景的影响较其他颜色材料要大得多,提供一个稳定、一致的背景对宝石颜色测量的精度非常重要。许多过去的宝石颜色测量仪器将宝石放在积分球的中心,使入射光和反射光完全混在一起,影响了颜色测量的精度,也使颜色评定不够准确。双积分球光学装置中,样品积分球是完全独立的,为被测样品提供了一个稳定、一致的背景。测量积分球和样品积分球相互独立,使入射光和反射光的相互影响降至最低,因而大大地提高了宝石颜色的测量精度。

图5-11 双积分球分光光度仪的彩色钻石颜色测量评定视窗

所测的彩色钻石的颜色为艳偏绿蓝色(Vivid Greenish Blue)

宝石的颜色受光源的光谱分布影响,在不同的光源下一颗彩色钻石的颜色可能呈现略微不同的颜色。虽然这种颜色的不同是不能用颜色记忆来察觉,但对于彩色钻石的颜色评定可能影响很大,特别是在颜色级别的边界附近。这台双积分球分光光度仪的光源滤色片可根据要求更换,以提供标准D 65日光光源或标准A 白炽光源。

这台双积分球分光光度仪的宝石颜色测量和评定软件包括有色宝石颜色测量和评定软件、彩色钻石颜色评定的插入软件和D—Z 颜色评定软件。图5-11为彩色钻石的颜色测量和评定软件的视窗。被测的是一颗人工改色的艳偏绿蓝色的圆形彩色钻石。这颗彩色钻石的形状为亮圆形,直径为646mm,全深(高)392mm,没有考虑紫外荧光。

视窗中显示这颗钻石的反射光谱。在反射光谱中有两个反射带,一个在400~600nm之间,另外一个在长波范围。由于人眼在大于700nm的波长范围的灵敏度很低,长波范围的反射带对此彩色钻石的颜色贡献很小。这一彩色钻石的颜色主要是由400~600nm 之间的反射带所产生的,其反射峰中心大约在485nm,对应的光谱色调为偏绿蓝色。

颜色测量和评定软件利用所测的反射光谱计算在CIELA B颜色空间的色度值。此软件直接给出色调角、亮度和饱和度值。被测彩色钻石的色调为22814°,亮度值为5375,饱和度值为1972。

这台双积分球分光光度仪所测量的反射光谱来自彩色钻石的整个台面,包括特征色区、透光区、消光区和非镜面反射区,所以反射光谱是一个平均光谱。根据测量所获得的平均光谱可以得到一个平均颜色级别。这颗彩色钻石的颜色级别是“浓偏绿蓝色”。

在前一节中介绍过彩色钻石的颜色是由特征色区的颜色来评定的,不是由平均色来确定。根据彩色钻石的平均颜色、形状、尺寸、折射率和荧光,这台双积分球分光光度仪的软件可以利用人工智能方法“模糊”计算彩色钻石的特征颜色,再由特征色确定的颜色级别。这颗彩色钻石的真正颜色级别是“艳偏绿蓝色”。由这台双积分球分光光度仪进行颜色测量所得到的颜色级别与目视颜色评定所获得的颜色级别完全一致。

另外,由颜色计算所获得的色调“偏绿蓝色”与根据所测量的光谱的反射带分析所获得的色调完全一致。一般来讲,彩色钻石颜色的色调测量比较容易,但对亮度,特别是对饱和度测量非常困难。这台双积分球分光光度仪是目前世界上唯一可以准确测量彩色钻石颜色的亮度和饱和度仪器,能准确无误地评定颜色。

蓝色系列宝石中蓝宝石、尖晶石、青金石、蓝锥矿、坦桑石、堇青石、蓝晶石、萤石等宝石均可呈现相似的蓝紫色调,使用常规宝石检测仪器可快速区别。

(1)偏光性检测:使用偏光仪可区别均质体的尖晶石、萤石和非均质体的蓝宝石、蓝锥矿、坦桑石、堇青石和蓝晶石。

(2)折射率测试:通过测定宝石的折射率值,可区别所有与蓝宝石相似的宝石。尖晶石折射率1718,蓝宝石的折射率176~177。转动偏光片,尖晶石仅有一个折射率值,蓝宝石有两个折射率值,且较小值的阴影边界上下移动。碧玺折射率值1624~1644,蓝晶石折射率值1716~1731,坦桑石折射率值1691~1700,其折射率值均小于蓝宝石。萤石、堇青石的折射率值明显小于蓝宝石(表4-5)。蓝锥矿具有高的双折射率值(0047),放大观察时蓝锥矿可见小面棱重影现象。青金石折射率值150左右。

表4-5 蓝宝石与其他蓝色宝石的鉴定特征

(3)多色性观察:蓝色碧玺因其强吸收性,沿c轴方向观察,颜色为暗色。堇青石和坦桑石均具强三色性,堇青石表现为无—蓝/蓝灰/深紫;蓝宝石具二色性;尖晶石和萤石均无多色性。

(4)相对密度测试:用静水力学法测试宝石的相对密度,尖晶石为360,蓝宝石为400。在相对密度为332的重液中,蓝宝石下沉,而蓝色碧玺上浮。相对密度测试对测定折射率较困难的素面型宝石较适用。尖晶石、蓝锥矿和蓝晶石相对密度值接近,但比蓝宝石相对密度低,较坦桑石高。

(5)紫外荧光观察:蓝锥矿在短波紫外光下具亮蓝色荧光;萤石在长短波紫外光下可呈强荧光,蓝宝石则表现为惰性。青金石在长波紫外荧光灯下观察,方解石内含物可发粉红色荧光,短波下呈弱至中等绿色或黄绿色。

(6)分光镜检测:蓝宝石具450 nm、460 nm和470 nm的吸收线;蓝色尖晶石只具460 nm的强吸收带;蓝晶石具435 nm、445 nm的吸收带。其他蓝色宝石通常不具特征的可见吸收光谱。利用分光镜可以确定性地鉴别某些蓝色宝石。

1、手电筒是不可能鉴定钻石原石的,钻石有亲油疏水性,可以利用特性进行鉴定。

2、钻石原石的鉴定方式可以是去到当地的检测中心进行鉴定,这样比较保险,也比较准确,费用就20块钱。

扩展资料:

鉴别方法

1、硬度检验:钻石是已知最硬的自然生成物质,没有什么东西可在钻石上划上痕迹,若能划上痕迹的则绝非钻石。

2、导热试验:在待辩钻石和其它相似物品上同时呼一口气,若是钻石则其表面凝聚的水雾应比其它物品上的水雾蒸发得快,这是因为钻石具有高导热性的原因。

3、铅笔鉴别

碳和钻石一样,只是物理结构不一样,所以很多人用铅笔去检测钻石的真伪,属于一种比较实用有效的方法,在鉴定的时候,要先把钻石用水湿润,然后再用铅笔轻轻的刻划,在真钻石的晶面上,铅笔划过的地方,是不留痕迹的。

而如果不是钻石,而是玻璃、水晶等材料,就会在表面上留下痕迹,一般情况下,用铅笔刻划来鉴别钻石的真假,这种方法的准确性是较高的。硬度较高,折射好,但在转动时会反射较多的彩光,与真品在转动时只反射出微弱的黄、蓝色彩光相比,有明显的差别。

人工合成宝石的出现弥补了天然宝石的不足,因而在经历了近百年的发展后,至今仍很有前途,且大有可为。我们相信在不远的将来,人工合成宝石事业将更加兴旺发达,蒸蒸日上。

人工合成红宝石的技术已经成熟,目前主要有三种方法:焰熔法,助熔剂法,水热法。其中焰熔法红宝石较易鉴定,通过观察内部弧形生长纹和气泡而确定为合成红宝石,市面上特别是旅游商品店出售的颜色鲜红、颗粒较大的标有“红刚玉”、“刚玉”“鲁宾石”的实则就是此种红宝石。助熔剂法红宝石需要专业人员在高倍显微镜下观察其内部特征将其鉴定出来。水热法红宝石合成环境仿照天然红宝石的生长环境,内部特征极象天然红宝石,一般仪器都很难将其区分,常需借助其它大型仪器,如x射线仪

合成金红石的鉴别

合成金红石具有极高的色散值使其泛出五颜六色的火彩。这种特征使之不易与其他任何材料相混淆。此外,其极高的双折射率使其刻面棱重影异常清晰。仅此二特征就足以确认它了。

酸锶的鉴别

钛酸锶作为仿钻材料,极易识别。钛酸锶极强的火彩使它明显不同于钻石。尽管标准圆多面型的钛酸锶在线试验中不透光,但它明显较低的硬度使之表面显示出明显的磨损痕迹、圆滑的刻面棱和不平整的小面。尽管反射仪上可获得与钻石相同的折射率,但热导仪检测时却无钻石反应。卡尺法或静水称重都可测出未镶品的比重,从而确认它。

合成红宝石的鉴别

1合成红宝石可见极细的弯曲生长纹和拉长的气泡,有时还可见云朵状的气泡群。

2宝石中偶尔可见未熔化的原料粉末。

3在暗域照明和斜向照明下,偶尔可见一些细微的白色云状包体。

4显微镜下有时可见晶体不均匀的生长条纹。

5宝石晶体可能带有籽晶的痕迹。

6用电子探针和X射线荧光分析法,可检测宝石晶体中的铱或钼金属包体。

合成金绿宝石的鉴别

1合成金绿宝石可见弯曲的生长纹和拉长的气泡。

2宝石中偶尔可见未熔化的原料粉末。

3在暗域照明和斜向照明下,偶尔可见板条状的杂质包体和针状包体。

4合成金绿宝石的折射率(1740-1745)稍微偏低。

5用电子探针和X射线荧光分析法,可检测宝石晶体中的铱或钼金属包体。

人造钇铝榴石的鉴别

钇铝榴石是人造宝石,可根据其物理性质和光学性质将其与相似宝石区分开

区域熔炼法合成宝石的鉴别

区域熔炼法合成宝石工艺中未使用坩埚,所以不存在坩埚杂质的污染。该技术能精炼和提纯晶体,所以晶体中很少出现包裹体和生长纹,晶体的质量较高。该方法合成的宝石颜色纯度较高,内部洁净。通常荧光强于相对应的天然宝石的荧光;分光镜下吸收谱线简单清晰;宝石表面加工不够精细,常出现“火痕”等。对于人造钇铝榴石晶体,由于没有天然的对应宝石,可根据其物理化学性质予以鉴别。由于晶体生长过程中工艺条件的突变,也会合成出质量较差的宝石晶体。其特征是:生长纹混乱、晶体颜色不均匀、甚至出现气泡等。因为区域熔炼法制作成本昂贵,真正商业化生产的高质量的 合成宝石并不多见。因此,对于此类合成宝石的研究和报道也较少见。

冷坩埚法合成宝石的鉴定

冷坩埚法是生产合成立方氧化锆晶体的方法。该方法是俄罗斯科学院列别捷夫固体物理研究所的科学家们研制出来的,并于1976年申请了专利。由于合成立方氧化锆晶体良好的物理性质,无色的合成立方氧化锆迅速而成功的取代了其它的钻石仿制品,成为了天然钻石良好的代用品。合成立方氧化锆易于掺杂着色,可获得各种颜色鲜艳的晶体,因此受到了宝石商和消费者的欢迎。

合成立方氧化锆常被用作钻石的仿制品。因此,合成立方氧化锆晶体的性质及特征,就是合成立方氧化锆的鉴别特征。

助熔剂法合成红宝石的鉴别

A、助溶剂残余包裹体

B、气固两相包体:

C、铂金片

D、特殊的色带或色域

助熔剂合成宝石中可见直线状、角状生长环带,这些特征与天然红、蓝宝石中的色带,在外观上是一致的。但在拉姆拉合成红宝石中可出现一种搅动状的颜色现象和纺锤形色域,在多罗斯(Douros)合成红宝石中可出现浅红、无色色带和蓝色三角色块。

F、种晶

早期生产的产品采用了很大的种晶,例如Leichleitner公司仅在种晶上生长薄薄的一层合成红宝石。目前,绝大多数的助溶剂法合成红、蓝宝石中很难看到种晶及其相关的特征。

G、发光性

紫外光下助溶剂法合成红宝石呈中一强的红色荧光,可以对红宝石的鉴定起到指示作用,而拉姆拉红宝石加入了某些稀土元素,在紫外光下橙红色荧光。少数样品可能显示蓝白色荧光。

H、可见光谱

助熔剂法合成红宝石的吸收光谱与天然的一样,只是比天然红宝石更清晰、更明显。

I、微量元素

用电子探针分析暴露到宝石表面的助溶剂残余包裹可以检验出包裹的化学组成,用X-荧光能谱仪,可以无损分析出宝石所含的微量化学元素。最常用的助溶剂是一些重金属的氧化物,如PbO、PbF2、BiO2、MoO2,以外还可有B2O5,Li2O,有时也用冰晶石(Na3AlF6)。

合成彩色水晶常常显示不同与天然品种的色带。合成彩色水晶的色带总是平行种晶板,而合成紫晶时种晶板通常平行于菱面体面方向;合成黄水晶的种晶板平行于底轴面。所以利用偏光镜可以帮助确定。

水热法合成祖母绿的早期产品主要含 I 型水,不含 II 型水,后来通过改进工艺使新的产品既含 I 型水又含 I I 型水,但仍以 I 型水偏多,证明一般碱含量较低。而天然祖母绿中的较高。不同产地的天然及不同厂家的合成祖母绿 I 型水、 II 型水分子的吸收峰相对强度差异也很明显。近几年的水热法合成祖母绿产品的红外光谱一般都可见 I 型水和 II 型水的吸收峰,而天然祖母绿既含 I 型水又含 II 型水,但 II 型水较多。

合成钻石的颜色和类型也可以控制。因为生长舱内充满了空气,空气中含有氮,所以大多数合成钻石都是含孤氮的Ib型钻石。这种钻石多为黄到褐色。如果在反应舱内放一些氮的吸收剂,如锆或铝,则可以获得无色的不含氮的Ⅱa型钻石。如果同时再加入一些硼,则可合成出含硼的蓝色Ⅱb型的钻石。

合成的钻石还可以通过辐照处理把它们变成彩色钻石。

合成钻石在长波紫外下通常无荧光,短波下常有**、绿**、橙**的荧光。而天然钻石在长波紫外下通常有较强的荧光,多为蓝白色,短波下相对较弱或为惰性。合成钻石在短波紫外线下有特征的分带现象,即在立方体与八面体生长方向荧光分布特征,又称为“马尔他十字分带”现象,如图所示。天然钻石则显示年轮状荧光分布。钻石结构荧光鉴定仪(DIAMONDVIEW)就是有DTC专门推出用于检测钻石在紫外线下的荧光分布特征的仪器。近无色的合成钻石在短波下有明显的磷光,天然钻石无磷光。

合成欧泊比天然欧泊更易透紫外线。此性质的检测方法是:把照相纸放在盛有水的盘中,被检测的宝石和厚度、类型都相近的天然材料一起放置在相纸上,曝光时间约为2—3秒。显影后,在合成宝石的像周围可见到一个白边,但天然宝石的像却没有白边。

常见的玻璃仿制品及其鉴别

A仿透明宝石的玻璃品种

玻璃常用作红宝石、蓝宝石、祖母绿、海蓝宝石、橄榄石等透明宝石的仿制品。它可以具有与所仿宝石十分相似的颜色,但其特征的内含物与所仿宝石不同的折射率、光性、相对密度及光谱是鉴别它的关键。

(1)表面及内部特征:

模制的玻璃表面模制痕、圆滑的刻面棱、收缩的凹坑。玻璃内部常可见气泡、旋涡纹。天然透明宝石除天然玻璃外,很少能见到单气相包体。天然宝石常显示矿物晶体包体、气液相包体等,这些在玻璃中见不到。某些天然透明宝石因有较大的双折射率,在放大下可见刻面棱重影,而玻璃中见不到。

(2)折射仪:

通常与所仿宝石的折射率或光性不同,且为单折射。玻璃折射率一般为145-170,而在此范围内常见的透明天然无机宝石都是双折射的。

(3)异常双折射:

玻璃在偏光镜下显全消光或扭动的无干涉圈的黑十字的异常消光;双折射的天然透明宝石可显示一轴晶或二轴晶干涉图。

(1)光泽及色散:抛光良好的钻石光泽较原石更强,标准切工的钻石能很好地体现钻石的高色散值。钻石的仿制品,如CZ、人造钛酸锶等,光泽和色散值虽然接近钻石,但“火彩”呆板而单调,钻石的“火彩”较柔和。

(2)压线试验:将样品台面向下放在画有线条的纸上:从亭部向台面观察,若看不见台面下纸上的线条即为钻石;若能看到划线,说明是折射率值较低的钻石仿制品。因为钻石的切工通常是标准圆钻型,几乎没有光能够通过亭部刻面,因此看不见台面下纸上的线条。

但需注意折射率很高的钻石仿制品,如人造钛酸锶和合成金红石等,从亭部向台面观察也看不到纸上的线条。

(3)倾斜试验:将样品的台面向上,置于暗背景中,从垂直台面的方向开始观察,逐渐将样品向外倾斜,直至远离台面区域。如果亭部刻面保持反光现象,则为钻石;反之不是钻石,由于非钻石材料亭部刻面会产生漏光而出现暗窗。

(4)滴水性试验:将小水滴滴在样品台面上,若水滴能在样品表面保持较长时间,则为钻石;若水滴很快散开,则为钻石仿制品。

(5)呵气试验:对样品呵气,如果附在样品表面的水汽很快蒸发,则为钻石(钻石热导率大);如果样品表面的水汽蒸发很慢,则为钻石仿制品。进行此项试验时,最好使用放大镜观察。由于水汽蒸发速度受室温的影响很大,该方法不宜在温度较高的夏季采用。

(6)相对密度测试:无论是宝石戒面还是原石,相对密度检验是鉴定钻石的有效手段之一。通常采用静水力学法,以四氯化碳作为介质,能得到精确的相对密度值。测量时需注意对于1克拉以下的样品,该测试方法误差较大。多数仿钻材料,如 CZ、YAG、GGG、铅玻璃等均通过相对密度的测定与钻石区别。

(7)吸收光谱:天然产出的钻石绝大多数是 Ⅰa型(约占98%),由氮元素致色,此类钻石在415 nm处有一强吸收带。但普通分光镜分辨率较低,415 nm处于紫区,不易观察。如用 U-V分光光度计(紫外分光光感计),采用低温技术可以获得准确的钻石吸收光谱。

(8)导热性测试:室温下钻石的热导率从Ⅰ型的1000 W/m·℃变化到Ⅱa型的2600 W/m·℃,热导率次高的刚玉仅为40 W/m·℃,巨大的热导率差异是有效的钻石鉴定基础。热导仪可快速鉴别已镶嵌的钻石饰品(合成碳硅石除外)。钻石与合成碳硅石可用“莫桑仪”测试区别,或利用包裹体、相对密度等特征进行区别。

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