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合成鉆石的勁敵——傅立葉變換紅外光譜分析

閱讀:357      發(fā)布時(shí)間:2022-12-10
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 鑒定合成鉆石并非易事。傅立葉變換紅外顯微鏡不僅可以如前文所述鑒定仿制鉆石,還可以評(píng)估某顆鉆石是人工合成的還是熱處理的。

這正是我們今天的關(guān)注重點(diǎn)!而且難度還要再高一點(diǎn),我們來看看鑲嵌在珠寶中的米粒大小的鉆石(見圖1)。

 

圖片

圖1:緊密鑲嵌在戒指上的小鉆石

 

對(duì)于這種小而密集的鉆石,很難通過標(biāo)準(zhǔn)的傅立葉變換紅外光譜儀進(jìn)行鑒定。因此,傅立葉變換紅外顯微鏡是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。紅外顯微鏡高的空間分辨率,使鑒定變得更容易。

在這方面,還有比布魯克LUMOS II更適合的嗎?LUMOS II的長(zhǎng)工作距離設(shè)計(jì),可以對(duì)無法使用宏觀方法進(jìn)行分析的、鑲在珠寶中的合成鉆石進(jìn)行鑒定。


應(yīng)用示例:珠寶

圖1顯示緊密鑲嵌著小鉆石的鉆石戒指。我們使用LUMOS II FTIR顯微鏡對(duì)各個(gè)鉆石進(jìn)行傅立葉變換紅外測(cè)量。將整個(gè)戒指固定在樣品架上,放置在樣品臺(tái)上(見圖2);接著,開始測(cè)量,記錄下紅外光譜圖。我們可以據(jù)此評(píng)估出鉆石是合成的、顏色增強(qiáng)的,還是真正的天然鉆石。

 

圖片

 

圖2:固定在LUMOS II樣品臺(tái)樣品支架夾鉗上的戒指

 

令人遺憾的是,這并沒有鑒定仿制品那么簡(jiǎn)單。這是為什么呢?

 

合成鉆石挑戰(zhàn)

在二十世紀(jì)五十年代之前,拿到一件鑲有合成鉆石或顏色增強(qiáng)鉆石的珠寶,這種概率還是相對(duì)較低的。但現(xiàn)在,情況大不相同了:鉆石造假技術(shù)一本萬利,而且得到了很大的改進(jìn),可以打造出非常逼真的假貨。

因此,我們必須使用幾種方法來鑒定合成鉆石,并將其與真品區(qū)分開來。傅立葉變換紅外光譜法就是方法之一。它可以鑒定不同的鉆石類型,還可以得出有關(guān)鉆石成因和歷史的一些結(jié)論。其工作原理如下:

鉆石的化學(xué)成分不盡相同。除了主要成分——碳,氮和硼也可能出現(xiàn)在晶體中。這些雜質(zhì)可以通過傅立葉變換紅外光譜法檢測(cè)出來。在鉆石分類方面,顯微鏡是一個(gè)重要方法。

 

類型劃分

氮是鉆石最主要的雜質(zhì),其存在與否構(gòu)成了鉆石類型劃分系統(tǒng)的基礎(chǔ)。表1總結(jié)了不同的鉆石類型,其相應(yīng)的光譜見圖3。

 

圖片

 

表1:鉆石分類

圖片

圖3:不同類型的鉆石的光譜

 

但這種分類如何才能幫助我們鑒定合成鉆石或高品質(zhì)天然鉆石呢?

 

假鉆石、真鉆石,變色鉆石?

上述所有鉆石類型都可以被人工合成或顏色改變。某些類型會(huì)比其他更具欺騙性。當(dāng)一顆鉆石被鑒定為罕見的Ib和IIa類型時(shí)(分別占鉆石的1%和大于0.1%),那么,可能這顆鉆石并非如此。

原因并不難猜。這些鉆石在大自然中并不常見,這意味著,它們也很難出現(xiàn)在市面上,價(jià)格也非常昂貴。

如上所述,市面上還有變色鉆石。

在這種情況下,IIa和IaB型特別值得關(guān)注。因?yàn)檫@些鉆石通常是灰色或棕色,價(jià)值較低。使用所謂的HPHT(高壓高溫)處理方法,就可以將這些“丑小鴨”搖身變成熱門的無色或粉色寶石。

 

信息量太大?結(jié)論在此!

 如果傅立葉變換紅外光譜測(cè)量的結(jié)果顯示鉆石是IaB、Ib和IIa型,那么這些寶石很有可能是人工合成的或是變色的。以后合成寶石和天然寶石的界限將變得越來越模糊。盡管人們對(duì)天然寶石的渴求合乎情理,但是合成寶石的聲譽(yù)更高。與天然寶石相比,合成寶石的環(huán)保性更好,并且是在人造的條件下生產(chǎn)的。

 

最終,它們一樣閃閃發(fā)光。

 

 

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