珠寶玉石鑒定中紅外光譜技術(shù)的研究

唐瑟悅

桂林市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)所 廣西桂林 541000

珠寶玉石行情一直處于上漲狀態(tài)，主要是因?yàn)榻陙?lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速增長(zhǎng)，讓人民群眾解決了基本的溫飽問(wèn)題之后，將眼光放在了金銀首飾、名包名表這些能夠體現(xiàn)主人身份的奢侈品上面來(lái)，而珠寶玉石因?yàn)橥庥^大氣美麗，又兼具一定的理療溫養(yǎng)功效，深受?chē)?guó)內(nèi)外消費(fèi)者的喜愛(ài)，但是，珠寶玉石造假成風(fēng)，外觀憑借肉眼極難辨別真?zhèn)?。在這樣的情況下，更加準(zhǔn)確又不傷害珠寶玉石的鑒別技術(shù)就顯得非常重要[1]。

1 紅外光譜技術(shù)原理

紅外光譜技術(shù)之所以在珠寶玉石鑒定工作中應(yīng)用廣泛，主要是因?yàn)榧t外光譜技術(shù)操作簡(jiǎn)單耗時(shí)少，能夠很快得到鑒定結(jié)果；結(jié)果準(zhǔn)確度高，基本不會(huì)出錯(cuò)；對(duì)寶石本身沒(méi)有損傷。正是這樣優(yōu)良的特點(diǎn)，讓珠寶玉石鑒定工作十分依賴(lài)紅外光譜技術(shù)。

紅外光譜技術(shù)對(duì)珠寶玉石能夠起到鑒別的作用，最主要的原因是因?yàn)閷毷肿颖旧頃?huì)對(duì)不同波長(zhǎng)的紅外線進(jìn)行吸收，通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，我們就可以得到某一種珠寶玉石通常吸收的紅外線波長(zhǎng)是多少，這樣，當(dāng)儀器發(fā)射出不同波長(zhǎng)的紅外線照過(guò)寶石后，比對(duì)照射前后光譜，就能得出被吸收的紅外線的波長(zhǎng)數(shù)值，通過(guò)比對(duì)，就能得到被檢測(cè)的珠寶玉石的種類(lèi)了。

通過(guò)不斷的實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果表明，紅外線的照射雖然導(dǎo)致了寶石分子吸收了一部分特定波長(zhǎng)黨的紅外射線，但是并不會(huì)對(duì)寶石的分子結(jié)構(gòu)造成破壞和影響，因此，采用紅外光譜技術(shù)對(duì)珠寶玉石進(jìn)行鑒定，是不會(huì)損傷玉石的。

另外，由于紅外光譜技術(shù)在珠寶玉石鑒定領(lǐng)域越來(lái)越成熟，應(yīng)用越來(lái)越頻繁，導(dǎo)致業(yè)內(nèi)已經(jīng)得到了市面上常見(jiàn)的各種珠寶玉石的對(duì)應(yīng)紅外波長(zhǎng)，只要跟結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)分析，就能快速的得到結(jié)果。

2 紅外光譜技術(shù)的應(yīng)用

2.1 關(guān)于合成寶石和天然寶石的區(qū)分

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一方面珠寶玉石的加工工藝越來(lái)越進(jìn)步，而人造珠寶玉石工藝也幾乎能夠達(dá)到以假亂真的地步。比如說(shuō)，人造的祖母綠寶石，甚至能讓很多檢測(cè)儀器都鑒別不出真?zhèn)?。這是因?yàn)槿斯ず铣傻淖婺妇G寶石的折射率與天然寶石極為接近，而且密度也相差無(wú)幾，而傳統(tǒng)的珠寶玉石鑒別技術(shù)，主要就是基于密度和折射率差異進(jìn)行判斷的。這時(shí)候我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的鑒別技術(shù)很難對(duì)兩者進(jìn)行區(qū)分。

目前的人工合成祖母綠主要通過(guò)水熱法和助溶劑法，這兩種方法雖然原理并不相同，但是都會(huì)讓人工合成的祖母綠寶石的密度和折射率十分接近天然祖母綠寶石，這時(shí)候不論是通過(guò)肉眼觀察還是使用一些傳統(tǒng)的儀器進(jìn)行測(cè)試，都很難將二者區(qū)分開(kāi)來(lái)，這也是為什么我們?cè)诼糜蔚臅r(shí)候容易被當(dāng)?shù)氐男傌滘_的原因，那些看起來(lái)成色非常不錯(cuò)，摸上去質(zhì)地也很純粹的祖母綠寶石，實(shí)際上都是人工合成的，成本只有天然祖母綠寶石的千分之一，而上當(dāng)者往往還覺(jué)得占了大便宜[2]。

當(dāng)我們分別對(duì)天然祖母綠和人造祖母綠使用紅外光譜技術(shù)進(jìn)行分析時(shí)則會(huì)發(fā)現(xiàn)，二者所吸收的紅外射線波長(zhǎng)完全不同，通過(guò)光譜直接就能對(duì)二者進(jìn)行區(qū)分。

2.2 鑒別優(yōu)化處理的珠寶玉石

人們通過(guò)對(duì)一些劣質(zhì)的寶石進(jìn)行優(yōu)化處理之后，就可以冒充優(yōu)良品質(zhì)的同類(lèi)寶石，這種常見(jiàn)的一次充好行為，因?yàn)閮?yōu)化處理技術(shù)高超，給傳統(tǒng)的珠寶玉石鑒定技術(shù)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。通過(guò)對(duì)次品玉石使用高分子材料浸染等處理方法，就能讓他們的密度和折射率與優(yōu)良品相似，使用紅外光譜技術(shù)對(duì)這類(lèi)珠寶玉石進(jìn)行鑒定，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，兩者的吸收峰出現(xiàn)的波段并不相同，以此就能檢驗(yàn)出次品了，這也是珠寶玉石鑒定時(shí)常用的鑒別次品的方法。

2.3 相似品種的珠寶玉石以及仿制品的區(qū)分

由于品種相似而導(dǎo)致這類(lèi)珠寶玉石之間的物理特征差別不大，再加上外觀難以直接分辨，也多消費(fèi)者都吃過(guò)偷天換日的虧，而對(duì)這類(lèi)珠寶玉石進(jìn)行紅外光譜分析，則能夠發(fā)現(xiàn)他們吸收的紅外射線的波段差異，從而對(duì)他們的品種進(jìn)行快速的區(qū)分。

另一方面，現(xiàn)在市面上有很多厲害的仿制品，通過(guò)肉眼和傳統(tǒng)的鑒別技術(shù)很難鑒定。例如有人就會(huì)用合成立方氧化鋯冒充鉆石，其外觀十分接近鉆石，就連硬度也能跟鉆石媲美，在對(duì)其進(jìn)行鑒定時(shí)，如果使用傳統(tǒng)的光照檢測(cè)折射率、測(cè)試硬度等方法，很難區(qū)分也容易對(duì)玉石造成損傷，而因?yàn)閮煞N物質(zhì)的分子具有很大差異，使用紅外光譜技術(shù)分析，就能很輕易的將兩者區(qū)分開(kāi)來(lái)。業(yè)內(nèi)也常用紅外光譜技術(shù)區(qū)分人工合成的塑料、樹(shù)脂等冒充的琥珀。

2.4 類(lèi)質(zhì)同象珠寶玉石的研究

類(lèi)質(zhì)同象珠寶玉石是非常特殊并且具有研究意義的一大類(lèi)珠寶玉石，他們的晶體結(jié)構(gòu)十分相似，甚至連分子、原子的排布也有極大的相似之處，只不過(guò)會(huì)有一些線性變化。正因?yàn)樗麄兊木w結(jié)構(gòu)過(guò)于接近，導(dǎo)致了他們的物理屬性十分接近，所以類(lèi)質(zhì)同象的珠寶玉石在過(guò)去一直被誤認(rèn)為是同一種類(lèi)的玉石。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和紅外光譜技術(shù)的出現(xiàn)，越來(lái)越多的類(lèi)質(zhì)同象珠寶玉石得到了鑒別和確認(rèn)。其中比較著名的是石榴石中的鎂鋁-鐵鋁石榴石系列以及長(zhǎng)石類(lèi)的鈉鈣長(zhǎng)石系列等。他們雖然晶體結(jié)構(gòu)極為相似，但是因?yàn)槲盏募t外線波峰存在差異，因此通過(guò)紅外光譜技術(shù)就能輕而易舉的進(jìn)行辨別[3]。

綜上所述，隨著時(shí)代的發(fā)展和我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，珠寶玉石學(xué)科越來(lái)越受到關(guān)注，成為了新興行業(yè)。這其中，珠寶鑒定專(zhuān)業(yè)因?yàn)槠錂?quán)威性廣受關(guān)注，珠寶鑒定工作也需要更加便捷、準(zhǔn)確的鑒定方法對(duì)珠寶玉石進(jìn)行真?zhèn)伪鎰e、類(lèi)型區(qū)分等工作。而珠寶玉石鑒定工作的前提也一定是不能損傷珠寶玉石本身。顯然，這些需求與紅外光譜技術(shù)的特征十分吻合，正是因?yàn)檫@樣的原因，紅外光譜技術(shù)也成為了國(guó)內(nèi)外十分常用的珠寶玉石鑒定手段。