紅外光譜在寶玉石檢測中的應(yīng)用

趙潔(河南省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院，河南 鄭州 450000)

紅外光譜在寶玉石檢測中的應(yīng)用

趙潔(河南省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院，河南 鄭州 450000)

紅外光譜對寶玉石化學(xué)成分以及分子結(jié)構(gòu)的研究起到了非常重要的作用，紅外線光譜對寶玉石的檢測方法主要有反射法、直接透射法以及漫反射法。本文依據(jù)這三種檢測方法的基本原理，從而判斷出寶玉石的基本特征，并從中判斷出化學(xué)成分以及分子結(jié)構(gòu)。這對寶玉石的種屬以及合成區(qū)分都具有重要的意義。

化學(xué)成分；分子結(jié)構(gòu)；基本原理

1 紅外光譜的測試方法

1.1 反射法

現(xiàn)階段，在寶玉石的紅外光譜檢測領(lǐng)域，所采用的反射法檢驗技術(shù)主要有兩種，分別是鏡面反射法以及漫反射法。

所謂的鏡面反射法，就是利用鏡面的反射附件，并對通過寶玉石表面反射的紅外光進行進行收集，從而測定出所檢測礦物的指紋頻率，從而對寶玉石礦物的晶體結(jié)構(gòu)進行分析，從而對寶玉石的種屬進行判斷，這種鑒定方式能夠快速準(zhǔn)確的對寶玉石中的有機物的分子結(jié)構(gòu)進行鑒定，從而判斷出作為填充處理的有機高分子的材料結(jié)構(gòu)。這種鑒定的操作方法較為簡單，但是在測量時對樣品拋光平面的要求較為嚴(yán)格，需要具有較大的拋光平面，所以對一些拋光平面較小的寶玉石，并不能很好地應(yīng)用這種檢測方法。

漫反射法就是光線在寶玉石樣品中進行多次的反射，最終得到多次反射后形成的漫反射光，并對漫反射光的紅外光譜進行分析。由于光線在寶玉石內(nèi)部進行了多次的投射以及折射等，所以的得到反射光譜會相對的增強，對于光譜的分析也提供了更為準(zhǔn)確清晰的分析條件，更利于對樣品的結(jié)構(gòu)以及組成進行有效合理的分析。這就徹底解決了普通的鏡面反射難以對厚重以及鑲嵌物品進行鑒定，或是鑒定結(jié)果具有一定的局限性這一難題，并對一些人工仿制的寶石鑒定起到了極大的幫助。在采用漫反射法進行寶石鑒定時，要盡可能在沒有金屬的方向進行測試，從而減少對反射光的干擾，從而避免光譜發(fā)生畸變。這種寶玉石的測試方法也是目前應(yīng)用范圍最廣，使用最多的測試方法。

1.2 透射法

目前，在寶玉石的檢測領(lǐng)域，選用透射法進行寶玉石鑒定，主要的檢測方法有兩種，一種是粉末壓片法，另一種則是直接透射法。

粉末壓片法就是將要鑒定的寶玉石樣品研磨成粉末，并加入化學(xué)物質(zhì)進行混合研磨，再放入紅外光譜儀中進行檢測。從而得到檢測樣品的紅外光譜，從而對樣品進行結(jié)構(gòu)種屬的分析。該方法是對礦物鑒定最為常見的方法，但是由于會對檢測的樣品造成損壞，所以通常，對于寶玉石的鑒定很少會采用這種鑒定方法，一般對大型的玉石雕件進行檢測時才會采用這種檢測方法。

直接透射法是另一種投射檢測法，在檢測的過程中，將寶石的樣品直接放置在樣品架上，從而使得檢測光通過樣品的截面，從而獲得樣品的紅外投射光譜。這種檢測方法主要是通過對樣品中存在的化合物進行分析，從而判斷寶石樣品是天然形成的還是人工合成的。這對寶石的鑒定工作起到了極大的幫助，并且對寶玉石鑒定的是十分有效的。在檢測過程中需要注意的是，若是光束通過的地方?jīng)]有樣品，應(yīng)當(dāng)及時對光線進行遮擋，從而保證得到的光譜的準(zhǔn)確性。

2 紅外光譜的應(yīng)用

紅外光譜主要應(yīng)用在對各種類型的寶石的鑒定，如寶玉石、鉆石。對寶玉石的礦物種類進行鑒定是紅外光譜應(yīng)用非常主要的內(nèi)容。由于對許多礦物的紅外光譜進行大量的測定，對寶玉石進行紅外光譜測試，并將測定后的紅外光譜與原有的紅外光譜進行對比，從而得知所鑒定礦物的種類。在鑒定的過程中，由于經(jīng)常受到寶玉石形狀，大小等因素的影響，使得一些常規(guī)的鑒定儀器難以區(qū)分礦物的種類，甚至有些檢測中，會出現(xiàn)在外觀以及性質(zhì)上都非常相似的礦物，這也就使得對寶玉石的鑒定工作難以進行。但通過對紅外光譜的分析，可以有效的分析出礦物的種類，并且對那些受限于礦物大小等因素的影響無法鑒定的礦物，通過對紅外光譜的分析，可以快速的判斷樣品的種屬以及物理特性，從而可以分析其種類。

2.1 天然與人工合成寶石的鑒別

對于天然與人工合成寶玉石的鑒別主要鑒別的就是祖母綠、水晶以及歐泊這三種寶石的鑒別。由于天然存在的祖母綠過于稀少，所以價值也就非常昂貴，于是，近百年來人工合成的祖母綠越來越多，人工合成的祖母綠一半采用水熱助熔的方法，使其內(nèi)部變得異常干凈，甚至導(dǎo)致這種人工合成的祖母綠與天然存在的祖母綠難于區(qū)分，但是通過紅外光譜的檢測，可以有效的將他們進行區(qū)分開來。

對水晶的鑒別工作也是紅外光譜應(yīng)用的一個重點研究項目。由于水晶的分布廣泛，人工合成的水晶也就變得非常多了，而合成水晶也是最先出現(xiàn)的一種合成寶石，但是對水晶的鑒別工作一直是難以進行的，天然水晶與合成水晶的價值差異多大，所以鑒別工作的進行就變的非常的重要了，通過紅外光譜對水晶中含有的水進行鑒別，從而能夠?qū)ψ匀簧a(chǎn)以及人工合成的水晶進行區(qū)分。

對于歐泊的鑒別也是紅外光譜的主要應(yīng)用手段，由于歐泊是一種變彩寶石，天然的歐泊與人工合成的歐泊性質(zhì)差異并不大，所以導(dǎo)致了鑒別工作的難以進行，但是通過對紅外光譜測定的分析，可以有效的加以區(qū)分。天然歐泊與人工合成的歐泊對紅外光譜的吸收差異還是非常大的，對紅外光的吸收強度差異也是很大的，人工合成的歐泊會出現(xiàn)相對較弱的吸收峰，而天然的歐泊則不會出現(xiàn)這種吸收峰，通過對紅外光譜的分析，可以有效的對其進行分別。

3 結(jié)語

紅外光譜在寶玉石鑒定領(lǐng)域的應(yīng)用是非常廣泛的，通過對寶玉石的紅外光譜進行分析，可以快速準(zhǔn)確的判斷出寶玉石的種屬，并且對人工合成以及天然的寶玉石的進行鑒定，從而能夠為寶石的鑒定工作的效率以及準(zhǔn)確性進行全面的提升。另外，還要建議專門的紅外光譜圖庫，從而提高紅外光譜鑒定的效率。

[1]賀紅舉，姜淑敏.紅外光譜法[J].儀器分析操作技術(shù)，2001（2）：162-167.

[2]劉約權(quán).紅外吸收光譜法[M].現(xiàn)代儀器分析，2012（6）：85-124.