紅外光譜珠寶玉石鑒定是基于不同物質對紅外光吸收特性差異來鑒別珠寶玉石的方法,下面為你詳細介紹:
原理
分子振動和轉動會引起偶極矩變化,當紅外光頻率與分子振動或轉動頻率匹配時,分子會吸收紅外光,產生紅外吸收光譜。每種珠寶玉石或其中的礦物成分都有獨特分子結構和化學鍵,所以吸收紅外光的特征峰不同,如同“指紋”,據此可鑒別珠寶玉石種類、產地、真偽及處理情況。
儀器與樣品制備
• 儀器:常見有傅里葉變換紅外光譜儀(FT - IR),它掃描速度快、靈敏度高、分辨率好,能快速準確獲取樣品紅外光譜信息。
• 樣品制備:主要有壓片法、薄膜法和衰減全反射法(ATR)。壓片法是把樣品與溴化鉀等稀釋劑混合研磨后壓成薄片;薄膜法是將樣品制成薄膜進行測試;ATR法只需將樣品與ATR晶體緊密接觸,無需復雜制樣,適合各種形態樣品,是珠寶玉石鑒定常用方法。
紅外光譜珠寶玉石鑒定操作流程
1. 開機預熱:開啟紅外光譜儀,按儀器操作規程預熱,使儀器達到穩定工作狀態。
2. 樣品制備與放置:依據樣品特性和儀器要求,選擇合適制樣方法處理珠寶玉石樣品,再將處理好的樣品置于樣品架或ATR晶體上。
3. 參數設置:根據樣品性質和分析目的,設置掃描范圍、分辨率、掃描次數等參數。一般掃描范圍為4000 - 400 cm?¹,可檢測大多數有機和無機官能團。
4. 光譜采集:啟動儀器進行光譜掃描,儀器探測器會檢測樣品對不同波長紅外光的吸收情況,經計算機處理后得到紅外吸收光譜圖。
5. 光譜分析:將獲得的光譜圖與已知珠寶玉石標準光譜圖庫對比,或依據紅外光譜特征吸收峰的位置、強度和形狀等信息進行分析判斷。
在珠寶玉石鑒定中的應用
• 品種鑒定:不同珠寶玉石有獨特紅外光譜特征。如天然鉆石在紅外光譜中有一些特定吸收峰,可借此與合成鉆石區分;翡翠的紅外光譜能反映其礦物組成,幫助判斷是否為天然翡翠。
• 產地鑒別:同一品種珠寶玉石,因產地不同,其微量元素和礦物包裹體有差異,會導致紅外光譜有細微不同。通過分析這些差異,可推斷珠寶玉石產地。
• 真偽鑒定:天然珠寶玉石和人工合成或處理過的在紅外光譜上有明顯區別。如天然珍珠和養殖珍珠、經過染色處理的寶石等,可通過紅外光譜鑒定真偽。
• 處理檢測:能檢測出珠寶玉石是否經過填充、染色、輻照等處理。如經過注膠處理的翡翠,在紅外光譜中會出現與膠相關的特征吸收峰。
優缺點
• 優點:無損或微損檢測,對樣品損傷小;分析速度快,幾分鐘到幾十分鐘可完成一次分析;結果準確可靠,能提供其他方法難以獲得的結構信息。
• 缺點:對樣品大小和形狀有一定要求,不規則大樣品需特殊處理;對于一些成分復雜的珠寶玉石,光譜解析有一定難度,需要專業知識和經驗;儀器價格昂貴,維護成本高。