光学仪器珠宝玉石 鉴定二
4.1.4 光性特征
4.1.4.1 方法原理:根据光的传播方式及特征,珠宝玉石材料可分为均质体和非均质体;非均质体进一步分为一轴晶和二轴晶;根据光轴特点,一轴晶和二轴晶可各自分为正光性和负光性。偏光镜检测方法原理:在正交偏光下,宝石各方向转动 360°,均质体均保持全黑(全消光)。而非均质体,除光沿样品光轴方向外,转动 360°出现明暗各 4 次。利用干涉球(或博氏镜)和消色板,还可确定非均质体宝石的轴性和光性符号。
4.1.4.2 仪器:偏光镜、偏光显微镜、折射仪、二色镜。
4.1.4.3 适用范围:
a)偏光镜检测光性特征时,适用于透明一半透明的珠宝玉石材料。
注意:(i)宝石内部含大量包体或裂隙时,测试的可靠性差。
(ii)某些光性均质体,由于内部应力作用或其他作用,会呈现异常消光。
(iii)折射率很高的材料,由于外界光线经宝石反射后的反射光或多或少会产生偏振化,会影响判断结果。
b)透反射偏光显微镜适用于粒度小或薄片状宝石。
c)折射仪适用于折射率在折射仪测量范围内、具光滑面的珠宝玉石材料。祥见 4.1.3 折射率、双折射率。
d)二色镜适用于彩色非均质即具多色性的透明至半透明珠宝玉石材料。详见 4.1.5 多色性。
4.1.4.4 偏光镜操作步骤:
a)使仪器上下偏振片处于正交位置(全黑)。
b)把样品置于样品台上。
c)转动样品或载物台,观察样品的明暗变化,确定样品为均质体或非均质体(在油浸槽中观察效果更佳)。
d)如需测定样品的轴性和光性先找出光轴所在方位,即干涉色最高方位,使其光轴直立然后将干涉球置于样品之上,根据干涉图形态确定轴性(即一轴晶、二轴晶),再用消色板判断样品的光性(正光性、负光性)。
4.1.4.5 结果表示:
a)根据观测结果表示为均质体或非均质体或非均质集合体。
b)对非均质体宝石,必要时可在非均质体后用括号表示出一轴晶或二轴晶,甚至其光性符号。如非均质体(一轴晶,+)或(二轴晶,-)
4.1.5 多色性
4.1.5.1 方法原理:当光进入非均质体宝石时,分解成两束振动方向相互垂直的偏振光,该两束光的传播速度有所不同,宝石对该两束光产生的选择性吸收也有差异,使不同方向上呈现的颜**调或深浅有所不同,即多色性。一轴晶可见二色性,二轴晶宝石可见二色性或三色性。多色性的明显程度,分为强、中、弱、无。根据多色性可以辅助判断彩色宝石的光性特征及宝石晶体结构的定向。
4.1.5.2 仪器:二色镜。
4.1.5.3 适用范围:多色性观察适用于彩色透明至半透明非均质体宝石。但
a)不透明或透明程度差的样品,无法或不易观测多色性。
b)均质体宝石及无色的非均质体宝石,无多色性。浅薄色非均质体宝石的多色性常不明显。
c)晶体集合体的多色性不能观测。
4.1.5.4 操作步骤
a)使用自然光或白织灯光。
b)将样品置于二色镜前适当位置。
c)转动样品和二色镜,在不同方向上观察。
d)观察二色镜中出现颜色的变化,可以是颜色深浅或色彩的变化。
4.1.5.5 结果表示:
a)直接描述观测到变化明显的两种或三种颜色,颜色间用逗号分开。如:蓝宝石的二色性:蓝,绿蓝。
b)不透明或透明程度差的样品,无法或不易观测多色性时,表示为“不可测”。
c)均质体及无色非均质体宝石,无多色性,表示为“无”。
d)非均质集合体珠宝玉石,多色性不易观测,表示为“不可测”。
4.1.6 吸收光谱
4.1.6.1 方法原理:珠宝玉石中某些元素吸收了特定波长的光,而在可见光谱(400nm~700nm)中产生的黑色谱线或谱带。不同产地、不同颜色的同种珠宝玉石,其吸收光谱会有不同。
4.1.6.2 仪器:棱镜式或光栅式分光间,紫外可见分光光度计,精度:±2nm。
4.1.6.3 操作步骤:
a)根据样品情况选择反射光或透射光。
b)调节样品位置或光源方向,使样品的反射光或透射光进入仪器。
c)观测吸收谱线或带,并读出所对应波长或波长范围。
4.1.6.4 适用范围:吸收光谱适用于样品大小合适、透明至半透明的样品。但
a)样品太小时,不易测定。
b)样品不透明时,不易测定。
4.1.6.5 结果表示:本标准所列吸收光谱数据是指该谱带的所似中间值为常见典型的吸收光谱。
a)实测光谱数据用波长值表示,单位:nm。实测光谱数据取整数。
b)样品太小或不透明,不易测定吸收光谱时,表示“不可测”。
4.1.7 紫外荧光
4.1.7.1 方法原理:某些珠宝玉石受到紫外光辐照时,会受激发而发生可见光。不同珠宝玉石品种甚至同一品种的不同样品,因其组成元素或微量杂质元素的不同,可呈现不同的荧光反应,表现不同的荧光颜色及荧光强度。根据荧光强度及有无荧光反应可分为强、中、弱、无。
某些具磷光性的珠宝玉石在停止紫外光照射后,仍能在一定时间继续发出可见光。
4.1.7.2 仪器:紫外灯,长度 365nm,短波 254nm。
4.1.7.3 适用范围:适用于任何样品短时间的观察。
4.1.7.4 操作步骤:
a)在未打开紫外灯开关之前,将样品放在样品台上。
b)分别按长波和短波按钮,观察样品的荧光反应。
c)如需观察磷光性,关闭开关,继续观察。
4.1.7.5 结果表示:紫外荧光为观察描述项目,可分别描述样品在长波和短波紫外光下的荧光强度和荧光颜色。描述时荧光强度在前,荧光颜色在后,中间用逗号分开,如长波:强,蓝白;短波:中,蓝白。
4.1.8 质量
4.1.8.1 方法原理:实测被测样品的质量。
4.1.8.2 仪器:天平,电子天平,电子秤等衡器。
当样品质量 m≤1g 时,衡器感量不低于 0.01g;
当样品质量在 1gltm≤10g 时,衡器感量不低于 0.01g;
当样品质量在 10gltm≤100g,衡器感量不低于 0.1g;
当样品质量在 100gltm≤1000g,衡器感量不低于 1g;
当样品质量 m≥1000g时,衡器感量不低于10g。
4.1.9 密度
4.1.9.1 方法原理:不同珠宝玉石因化学组成和晶体结构不同,具不同的密度或密度范围,同种珠宝玉石因化学组成的差异或含杂质或混入物,密度会有一定的差异。根据阿基米德定律,采用静水称重法,样品的密度(ρ)可用样品在空气中的质量(m)和在液体介质(密度为)中的质量(m1),根据公式(1)计算得出。
ρ=m/(m-m1)×ρ0 ………………(1)
式中:
ρ——样品在室温时的密度 g/cm3;
m——样品在空气中的质量 g;
m1——样品在液体介质中的质量 g;
ρ0——液体介质在不同温度下的密度 g/cm3。
常用液体介质为纯水。纯水在不同温度下的密度 ρ0 采用最新版本的国际温标纯水密度(表 1为 1990 年国际温标纯水密度)。
4.1.9.2 仪器:天平、电子天平、电子称等衡器、温度计(最小分度值不超过 0.1℃)。参照4.1.8.2。
4.1.9.3 适用范围:静水称重法测定密度,适用于单种珠宝玉石材料的检测。
下列情况下不能或不易测定密度。
a)样品与其他物品串连、镶嵌、拼合等非独立情况下时,不能准确测定密度。
b)样品为多孔质或会吸附介质、或介质对样品有损时,不能测定密度。
c)样品过小时,测量值误差过大,不易准确测定密度。
d)样品过大超过衡器称量范围时,不能测定密度。
4.1.9.4 操作步骤:
a)调整天平至水平位置;
b)测量样品在空气中的质量(m);
c)测量样品在液体介质中的质量(m1)或直接测量样品在空气中质量与样品在液体介质中质量的差值(m—m1);
d)测得测量时液体介质的温度,选择相应温度下液体介质的密度ρ。
e)代入密度计算公式,得出样品密度ρ。
4.1.9.5 结果表示:
a)密度单位g/cm3,保留小数点后二位数。
b)遇4.1.9.3中各种不适用情况,不能或不易测定密度时.可表示为“不可测”。
4.2 特殊鉴定方法
4.2.1 热导性
4.2.1.1 方法原理:不同珠宝玉石传导热的性能不同,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。测定珠宝玉石的热导率或利用热导率的相对大小,可辅助鉴定珠宝玉石。
4.2.1.2 仪器:热导仪
4.2.1.3 适用范围:常适用于鉴别某些具特殊热导率的珠宝玉石品种。
4.2.1.4 操作步骤:
a)打开热导仪开关,预热。
b)将样品置于样品台上,根据室温和样品大小,调至适当位置。
c)用针头垂直接触样品。
d)鸣响并指向钻石区,判断为钻石或合成碳硅石等热导率高的材料。
硬度由低到高共分10级:
1滑石;2石膏;3方解石;4萤石;5磷灰石; 6正长石;7石英;8黄玉(托帕石);9刚玉;10金刚石。
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