關(guān)于珠寶玉石鑒定中的紅外光譜技術(shù)應(yīng)用

錢藝丹

巴州產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)所 新疆巴州 841000

在當(dāng)前科技和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步下，珠寶玉石檢定技術(shù)也得到了一定的發(fā)展，珠寶行業(yè)有了長足的發(fā)展。珠寶玉石鑒定對(duì)科技有著較強(qiáng)的依賴性，要求綜合應(yīng)用多種技術(shù)來推進(jìn)珠寶玉石鑒定技術(shù)的發(fā)展。在傳統(tǒng)珠寶玉石鑒定中，往往都是通過人工進(jìn)行鑒定，對(duì)于經(jīng)驗(yàn)的依賴程度比較大。但是此種鑒定存在著諸多局限性，依據(jù)肉眼進(jìn)行判斷，較難進(jìn)行精準(zhǔn)的鑒定。目前隨著經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展，使用紅外光譜分析技術(shù)來對(duì)珠寶做好判斷可以實(shí)現(xiàn)提升珠寶鑒定的精準(zhǔn)性， 更好地推進(jìn)珠寶玉石行業(yè)的進(jìn)步。

1 紅外光譜技術(shù)的原理以及相關(guān)特點(diǎn)

1.1 紅外光譜分析技術(shù)的原理

紅外光譜又稱分子振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)光譜，屬于分子吸收光譜，頻率連續(xù)變化的紅外光照射到樣品上時(shí)，分子通過振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)引起了偶極矩變化，迫使振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)從基態(tài)躍遷到了激發(fā)態(tài)，相應(yīng)的，該段頻率的光會(huì)減弱，光透過的百分率對(duì)應(yīng)波數(shù)或波長的曲線即為紅外光譜[1]。

1.2 紅外光譜分析技術(shù)的特點(diǎn)

（1）可同時(shí)進(jìn)行多成分測定。對(duì)樣品進(jìn)行一次全光譜掃描，獲取每個(gè)化學(xué)成分的光譜數(shù)據(jù)，之后利用模型進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，便可得到樣品中具體的化學(xué)成分和組成比例。

（2）不需要對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理。紅外光區(qū)集中在0．75 ～1000μm，范圍較廣，有利于光的散射，而且投射深度較大，因此紅外光譜技術(shù)可以通過漫反射的助力，對(duì)樣品進(jìn)行直接測試，不用提前預(yù)處理。

（3）保證解析數(shù)據(jù)的完整性。電腦在主機(jī)進(jìn)行掃描測量的同時(shí)對(duì)所獲得的光譜信號(hào)資料進(jìn)行解析，這一過程不需要其他試劑的介入，因此，不會(huì)破壞樣品本身，也不會(huì)影響樣品的物化性能，這一性質(zhì)對(duì)于今后采樣技術(shù)的進(jìn)步、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟、研究產(chǎn)品性能都有重要意義[2]。

（4）快速解析圖譜。利用紅外分光光度計(jì)掃描樣品時(shí)速率非?？?，短時(shí)間內(nèi)就能對(duì)樣品進(jìn)行全譜掃描，而且掃描時(shí)間可以根據(jù)樣品的個(gè)性化進(jìn)行設(shè)定，一般來說，一個(gè)樣品平均掃描1min，將掃描的數(shù)據(jù)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)的模型當(dāng)中進(jìn)行轉(zhuǎn)化，從而得出紅外光譜圖，分析紅外光譜圖確定物質(zhì)的成分及含量。

（5）可遠(yuǎn)程取樣。在線紅光譜分析技術(shù)把遠(yuǎn)程收集樣品的光譜信息以及有效性分析變成可能，目前大多數(shù)的紅外光譜分光光度計(jì)都是利用光纖來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)模@是由于紅外光在光纖中的傳播性能較好，遠(yuǎn)程光纖傳輸數(shù)據(jù)的方式助力紅外光譜分析適應(yīng)多種工作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)實(shí)地在線測量。

2 珠寶玉石鑒定工作中的紅外光譜技術(shù)應(yīng)用

2.1 對(duì)類質(zhì)同象的珠寶玉石進(jìn)行研究

類質(zhì)同象主要是指在晶體結(jié)構(gòu)當(dāng)中存在的離子、原子等的位置被具有相同性質(zhì)的離子和原子等占有，但是晶體的整體結(jié)構(gòu)類型等沒有發(fā)生較大的變化，僅是晶體中的折射率和密度等物理性質(zhì)，因?yàn)殡x子等位置、數(shù)量發(fā)生了變化而出現(xiàn)了線性變化的情況。在珠寶玉石中類質(zhì)同象非常重要，可以對(duì)其進(jìn)行研究，明確類質(zhì)同象系列當(dāng)中珠寶玉石的種屬和名稱，一般比較典型的有石榴石類等，在研究的過程中利用紅外光譜技術(shù)中的儀器能夠進(jìn)一步了解各個(gè)系列當(dāng)中珠寶玉石的品種和名稱，讓后續(xù)的鑒定工作更加簡單、便捷。

2.2 鑒定天然寶石和合成寶石

有很多方法，比如焰熔法、區(qū)域熔煉法，水熱法等，根據(jù)天然寶石的成分模擬自然界的生長條件合成寶石，所以導(dǎo)致很多合成寶石物理化學(xué)性質(zhì)和天然寶石的性質(zhì)非常相似，比如水熱法合成祖母綠，合成水晶等，當(dāng)然也有一些寶石非常純凈，也無法通過內(nèi)含物來區(qū)分寶石是天然還是合成，這些都需要用到現(xiàn)代測試技術(shù)。

天然寶石以及合成寶石其在物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)等層面有著一定的類似，常規(guī)檢測手段比較難對(duì)二者做好鑒別，但是紅外光譜技術(shù)就可以對(duì)二者做好科學(xué)鑒定。在對(duì)紅外光譜技術(shù)應(yīng)用過程中，相關(guān)人員檢測樣品的強(qiáng)度和水分子伸縮振動(dòng)等相關(guān)性質(zhì)，可以對(duì)檢測結(jié)果進(jìn)行分析后可以檢定出樣品的真?zhèn)涡?，該技術(shù)也會(huì)對(duì)祖母綠等寶石有所損害，此外，因?yàn)橐话闳藗冎饕峭ㄟ^水熱法或者是助溶劑來對(duì)祖母綠進(jìn)行合成，與之相關(guān)的人員可以借助紅外光譜技術(shù)來對(duì)樣品結(jié)晶水吸收峰做好檢測，進(jìn)而檢測出樣品的真?zhèn)涡訹3]。

2.3 鑒定珠寶玉石及其仿制品

在珠寶玉石鑒定行業(yè)中，紅外光譜技術(shù)也廣泛應(yīng)用于對(duì)珠寶玉石和其仿制品的鑒定當(dāng)中。真正的珠寶玉石和其仿制品在外觀、特殊的性質(zhì)方法都具有極高的相似性，使用常規(guī)的檢測方法很難辨別出珠寶玉石是否屬于正品，但是利用紅外光譜技術(shù)則可以有效地對(duì)其進(jìn)行辨別，比如將紅外光譜技術(shù)應(yīng)用于鉆石和合成的立方氧化鋯的鑒定中，鉆石的仿制品就是合成的立方氧化鋯，該類物質(zhì)在外觀等方面和鉆石相比沒有太大區(qū)別，所以很難分辨這2 類物質(zhì)，但是使用紅外光譜技術(shù)進(jìn)行檢測，可以通過分析這2 類物質(zhì)的紅外反射測試結(jié)果，有效分辨出鉆石和立方氧化鋯。并且紅外光譜技術(shù)還能夠有效區(qū)分紫晶和紫色方柱石以及琥珀和塑料仿制品等珠寶玉石及其仿制品[4]。

3 結(jié)語

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，人們的生活質(zhì)量和生活水平也不斷提升，因此，對(duì)珠寶玉石的關(guān)注也越來越多，同時(shí)社會(huì)上的許多高新技術(shù)也推動(dòng)了珠寶玉石加工等行業(yè)的發(fā)展，增加了珠寶玉石鑒定工作的難度，而在珠寶玉石鑒定領(lǐng)域當(dāng)中，紅外光譜技術(shù)是比較科學(xué)和重要的鑒定方法，該類方法能深入分析珠寶玉石的化學(xué)成分以及相關(guān)的信息，能夠有效鑒定出珠寶玉石的化學(xué)成分，并且還能鑒別出珠寶玉石的真?zhèn)吻闆r，而且在珠寶玉石鑒定的過程中使用紅外光譜技術(shù)不會(huì)損壞寶石，還能提高鑒定工作的速度和效率，保證鑒定結(jié)果的準(zhǔn)確性，進(jìn)一步推動(dòng)了相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，所以珠寶鑒定行業(yè)的相關(guān)人員可以積極在珠寶玉石鑒定工作中引進(jìn)紅外光譜技術(shù)，進(jìn)一步提高人們的生活品質(zhì)。