紅外光譜珠寶玉石鑒定是基于不同物質(zhì)對(duì)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(xì)介紹:
原理
分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)引起偶極矩變化,當(dāng)紅外光頻率與分子振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)頻率匹配時(shí),分子會(huì)吸收紅外光,產(chǎn)生紅外吸收光譜。每種珠寶玉石或其中的礦物成分都有獨(dú)特分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵,所以吸收紅外光的特征峰不同,如同“指紋”,據(jù)此可鑒別珠寶玉石種類、產(chǎn)地、真?zhèn)渭疤幚砬闆r。
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(zhǔn)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(jìn)行測(cè)試;ATR法只需將樣品與ATR晶體緊密接觸,無需復(fù)雜制樣,適合各種形態(tài)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(jī)預(yù)熱:開啟紅外光譜儀,按儀器操作規(guī)程預(yù)熱,使儀器達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)。
2. 樣品制備與放置:依據(jù)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(shù)設(shè)置:根據(jù)樣品性質(zhì)和分析目的,設(shè)置掃描范圍、分辨率、掃描次數(shù)等參數(shù)。一般掃描范圍為4000 - 400 cm?¹,可檢測(cè)大多數(shù)有機(jī)和無機(jī)官能團(tuán)。
4. 光譜采集:啟動(dòng)儀器進(jìn)行光譜掃描,儀器探測(cè)器會(huì)檢測(cè)樣品對(duì)不同波長紅外光的吸收情況,經(jīng)計(jì)算機(jī)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(biāo)準(zhǔn)光譜圖庫對(duì)比,或依據(jù)紅外光譜特征吸收峰的位置、強(qiáng)度和形狀等信息進(jìn)行分析判斷。
在珠寶玉石鑒定中的應(yīng)用
• 品種鑒定:不同珠寶玉石有獨(dú)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(qū)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(chǎn)地鑒別:同一品種珠寶玉石,因產(chǎn)地不同,其微量元素和礦物包裹體有差異,會(huì)導(dǎo)致紅外光譜有細(xì)微不同。通過分析這些差異,可推斷珠寶玉石產(chǎn)地。
• 真?zhèn)舞b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(qū)別。如天然珍珠和養(yǎng)殖珍珠、經(jīng)過染色處理的寶石等,可通過紅外光譜鑒定真?zhèn)巍?br />
• 處理檢測(cè):能檢測(cè)出珠寶玉石是否經(jīng)過填充、染色、輻照等處理。如經(jīng)過注膠處理的翡翠,在紅外光譜中會(huì)出現(xiàn)與膠相關(guān)的特征吸收峰。
優(yōu)缺點(diǎn)
• 優(yōu)點(diǎn):無損或微損檢測(cè),對(duì)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(jié)果準(zhǔn)確可靠,能提供其他方法難以獲得的結(jié)構(gòu)信息。
• 缺點(diǎn):對(duì)樣品大小和形狀有一定要求,不規(guī)則大樣品需特殊處理;對(duì)于一些成分復(fù)雜的珠寶玉石,光譜解析有一定難度,需要專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn);儀器價(jià)格昂貴,維護(hù)成本高。