宝石鉴定常用仪器

2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,1,宝石鉴定常用仪器,观察和鉴定宝石最主要靠人的肉眼，可是最敏锐的眼睛，也只能分辨出直径约0.1mm的物体，当物体更小时，人眼就看不清楚了。此外，宝石还有很多性质，用肉眼是不可能直接观察到的。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,2,宝石鉴定常用仪器,因此，为了能准确而又快速地鉴定各种各样的宝石，人们设计制造出了多种仪器。对这些仪器的要求是：使用简便、测定快速、不会破坏样品，并且小巧便于携带。对于宝石鉴定仪器，我们应该掌握其品种、原理、结构、用途及使用注意事项。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,3,宝石鉴定常用仪器镊子或宝石抓,在观察和鉴定宝石时，人们常用手直接拿宝石，这对于粒度较大的宝石原料是可以的，而对于颗粒很小、或已磨好的宝石成品，用手直接拿就很不方便。另外，保持宝石的清洁很重要，人的手指上有汗液、油垢，极易在宝石的光洁面上留下指纹污迹，妨碍观赏。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,4,宝石鉴定常用仪器镊子或宝石抓,这时可使用镊子或宝石抓。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,5,宝石鉴定常用仪器镊子或宝石抓,镊子最好为不锈钢的，头部为尖锐状或半圆形，内侧有槽齿以避免宝石被夹住后滑脱。宝石抓外形像一支金属的活动铅笔，按压其顶端，前端会伸出四（或三）根有钩的钢丝，使钢丝钩抓住宝石后，放松顶端，宝石即被牢牢抓住绝不会滑落。这在长时间仔细观察一粒宝石时比使用镊子方便。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,6,宝石鉴定常用仪器放大镜,放大镜是用于观察宝石内、外部现象最简易而有效的工具。实际上，人们对宝石的观察，习惯于首先使用肉眼，只有当肉眼看不清时，才使用放大镜。为了能观察到各种现象，观察者的姿势和习惯，照明方式，观察背景等都会产生影响。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,7,宝石鉴定常用仪器放大镜,手握一块宝石，于一片白纸或白布的上方和灯光最明亮部分的下方，其距离要使你的手指感到暖和，转动宝石，这时你可以看到宝石表面的各种现象。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,8,宝石鉴定常用仪器放大镜,将宝石慢慢朝你移动，离开灯光最亮部分，你会看到宝石内部亮起来而表面相对变暗。将宝石移到较暗背景的上方，转动宝石，你可以看到宝石内部各种现象。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,9,宝石鉴定常用仪器放大镜,由于人的肉眼能力有限，最多只能看清0.10.2mm左右的小物体，而宝石内部的线纹、裂隙、包体等，往往小得肉眼看不清，这时，就必须借助于放大镜。优质的放大镜，一般由3片或3片以上的透镜组合而成，它们具有良好的消色差和消像（球）差。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,10,宝石鉴定常用仪器放大镜,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,11,宝石鉴定常用仪器放大镜,使用放大镜观察时，姿势也很重要。正确的方法是使放大镜尽量贴近眼睛，从近距离观察；错误的做法是将放大镜贴近宝石，从远处观察。为了避免放大镜晃动，应将握放大镜的手靠在脸上，拿宝石的手与其接触，两肘或前臂放松地靠在桌子上。注意要让眼睛、放大镜和宝石保持固定距离。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,12,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,13,宝石鉴定常用仪器放大镜,借助笔式手电筒用放大镜观察宝石方法如下：,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,14,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,15,宝石鉴定常用仪器显微镜,宝石的包体和某些现象有时非常微小，甚至用20倍的放大镜也看不清楚，而为了鉴定宝石的真假和质量，看清包体及某些现象有时是必不可少的，这时就必须使用放大倍数更高的仪器显微镜。宝石显微镜是一台双目实体显微镜，加上一些附加设备（如专用宝石夹、偏光设备、暗域照明系统、浸油槽等）组合而成。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,16,宝石鉴定常用仪器显微镜,用宝石显微镜观察检验宝石，要比用放大镜方便、清楚得多。因为这样可以避免由于手持产生的抖动；用双目观看可见到宝石立体的影像；它的放大倍数范围很广，可由2倍至200倍。它的不足之处是体积大而重，携带不便。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,17,宝石鉴定常用仪器显微镜,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,18,宝石鉴定常用仪器显微镜,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,19,宝石鉴定常用仪器显微镜,使用显微镜观察宝石的效果，经常与人们观察时使用的照明方式有关。宝石显微镜一般均配备有顶光和底光源。常用照明方式有如下九种：暗域、明域、垂直、散射、水平、点光源、偏光、斜照和屏蔽照明。一般使用前三种照明方式。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,20,亮域照明,暗域照明,垂直照明,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,21,散射照明,水平照明,点光源照明,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,22,偏光照明,斜光照明,屏蔽光照明,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,23,宝石鉴定常用仪器显微镜,为避免因宝石表面光反射对内部特征观察的干扰，可将宝石放入浸液中观察。常用的浸液在甘油、二碘甲烷等。使用时注意：1.选择折射率与宝石尽可能接近的浸液；2.多孔、拼合宝石不易放入浸液中；3.注意及时清洗从浸液中取出的宝石；4.注意防止浸液对显微镜的损害（镜头过低直接接触或浸液热蒸汽影响）。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,24,宝石鉴定常用仪器显微镜,宝石放大镜（常用10倍）和宝石显微镜的根本用途有二：其一，通过发现宝石生长过程中留下的细小痕迹鉴定宝石；其二，检查宝石质量（包括材料质量和加工质量）。其中，检查宝石质量习惯仅用10倍放大镜。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,25,宝石鉴定常用仪器显微镜,具体关注的焦点包括：表面有无损伤、刻痕、缺陷、火痕等；琢型质量（如刻面形状、对称性、交界关系）；内部有否缺陷；包体类型与分布特点；颜色分布与生长纹路；是否呈现较强的双折射；是否拼合石；等等。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,26,宝石鉴定常用仪器偏光仪,偏光仪最根本的用途是通过检测入射光在样品中传播的不同方式，判断样品属均质体或非均质体。偏光仪的基本构成是两块偏光片。,起偏镜,分析镜,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,27,宝石鉴定常用仪器偏光仪,偏光仪的基本原理是：灯泡产生的自然光经过起偏镜后，变成平面偏光。平面偏光经过测试样品时，若样品为均质体，它只会使光强减弱；若样品为非均质体，它不但会使光强减弱，而且还会导致光波振动方向的偏转，产生与入射偏光振动方向相垂直方向上的分量。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,28,宝石鉴定常用仪器偏光仪,均质体,非均质体,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,29,自然光通过起偏镜后的情况,自然光通过振动方向垂直的起偏镜与分析镜后的情况,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,30,宝石鉴定常用仪器偏光仪,当人们利用分析镜在垂直起偏镜方向上观察时，对于均质体，人们无法观察到透过的光线；对于非均质体，人们则能感受到透过样品的光，并且在旋转样品观察过程中，随着透过样品之偏光振动方向与上、下偏光镜方向位置关系的改变，可见明暗变化现象。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,31,宝石鉴定常用仪器偏光仪,所以，起偏镜一般是固定不动的，使入射光振动方向一定。,但在起偏镜上设有一个可旋转的物台，用以转动改变样品方位。分析镜一般是可旋转的，用以调节观察状态是平行偏光还是正交偏光。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,32,宝石鉴定常用仪器偏光仪,正交偏光下样品可能呈现的现象及一般结论如下：保持全暗者为均质体；有四明四暗变化者为非均质体；保持全亮者为非均质集合体或双晶等；某些均质宝石由于内应力引起的应变，可呈现不规则明暗变化的异常消光。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,33,宝石鉴定常用仪器偏光仪,理论上，利用偏光仪人们还可以测定样品的轴性（在样品很薄的部位观察其干涉图）和二色性（平行偏光条件下转动宝石观察其颜色变化）。但实际操作有一定的难度，前者是因为实际宝石样品很难达到呈现干涉图所需的薄度，后者则由于偏振片的颜色对样品在不同方向上微弱颜色变化的明显干扰。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,34,宝石鉴定常用仪器偏光仪,使用偏光仪的注意事项是：转动宝石从各个方向观察，以避开非均质宝石的光轴方向；注意两偏光片间非偏振光的干扰；注意刻面宝石表面反光现象干扰；注意排除异常消光现象的干扰；宝石需要有较高的透明度。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,35,宝石鉴定常用仪器二色镜,宝石在不同方向上的颜色差异肉眼难辨。二色镜的用途，是通过观察样品是否具有多色性，判断样品属均质体或非均质体，并可辅助判断非均质性的强弱。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,36,宝石鉴定常用仪器二色镜,二色镜的原理，是通过特定的光学元件，捕捉样品是否将入射光分解成相互垂直的两个不同振动方向的光，并且这两束光的颜色是否有差异，以及差异的大小。具有这种性能的光学元件可以是并排放置的两块振动方向垂直的偏光片，但是更常用的是具有强双折射的晶体，如冰洲石。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,37,冰洲石二色镜,偏振片二色镜,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,38,宝石鉴定常用仪器二色镜,通过调整冰洲石的长度和小孔大小，人们可使小孔的两个影像被并排看到。注意这时人们看到的是样品同一部位的影像，只是由于冰洲石的作用，不同影像反映的是其不同方向上的特征。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,39,宝石鉴定常用仪器二色镜,由于反映两个方向特征的影像并排、同时出现，它们颜色上可能出现的微小差异容易被观察者察觉。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,40,宝石鉴定常用仪器二色镜,偏振片二色镜在这方面具有明显的不足，它同时观察到的是样品的不同部位，会受样品颜色不均匀分布的干扰。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,41,宝石鉴定常用仪器二色镜,二色镜下观察的现象及结论是：显多色性的是非均质体，其中显三色性的是二轴晶；多色性的强弱有时可以指示非均质性强弱；不显多色性的可能是均质体、非均质体的均质切面、无色宝石、集合体。二色镜的鉴定结论，常需结合偏光仪观察结果综合判定。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,42,宝石鉴定常用仪器二色镜,二色镜使用的注意事项是：有色、单晶、透明被认为是二色镜使用的前提，尽管有人认为表面反射光也可检测。样品不显多色性不能直接判断它属均质体，为避免非均质宝石的均质切面及样品透射光振动与冰洲石可接受的振动方向呈45交角，需转动样品观察不同方向。高双折射宝石不一定具有强多色性。注意区分色带（斑）与多色性。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,43,宝石鉴定常用仪器折射仪,折射仪的基本用途是测定样品的折射率。此外还可以测定轴性和光性。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,44,宝石鉴定常用仪器折射仪,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,45,宝石鉴定常用仪器折射仪,折光仪的基本原理，是光波传播经由光密介质进入光疏介质时，当入射角度达到一定将会发生全反射现象，而发生全反射的临界角大小，与介质的折光率有关。固定一方介质，则另一方介质（样品）的折射率，可由临界角的测定与换算获得。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,46,光由光密介质斜照入光疏介质,小于临界角时,等于临界角时,大于临界角时,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,47,宝石鉴定常用仪器折射仪,折射仪的结构是由一个高折射率（光密）的玻璃台与一系列透镜及标尺组成。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,48,宝石鉴定常用仪器折射仪,在折射仪中人们观察的方向，入射角小于临界角时，因折射而出现暗区，入射角大于临界角时，因全内反射而出现亮区。因此临界角大小可以明暗区域交线指示。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,49,宝石鉴定常用仪器折射仪,通过换算，人们可利用标尺直接读出折射率值。,内标尺,外标尺,内标尺读数状态,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,50,宝石鉴定常用仪器折射仪,为了实现全反射，必须满足光由光密介质射入光疏介质的条件。由于玻璃台及接触液折射率值的限制，某些宝石的折射率值大于它们也是很正常的。这时由于无法满足全反射发生的条件，折射仪不能测定此类宝石折射率，此上限值为1.81。实际上，由于标尺的范围有限，折射率小于1.35的宝石，也是用折射仪无法测定的。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,51,宝石鉴定常用仪器折射仪,除折射仪外，测折射率还需做两项准备：1.照明。入射光如果是自然光，将会形成彩虹状读数阴影边界，影响真正读数。为此，一般选用589nm的黄光，它可以通过钠光灯、发黄光二极管(LED)，或者在光源或目镜加黄色滤色片获得。2.接触液。它是玻璃台与样品间良好光学接触所需，要求其折射率值大于样品。为避免样品漂浮及可能对样品或观察者的不必要危害，接触液使用量要尽可能少。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,52,宝石鉴定常用仪器折射仪,折射率测定的基本步骤是：1.用酒精清洗样品和玻璃工作台；2.滴接触液到玻璃台上，观察其折射率值；3.将样品慢慢平推至玻璃台上，避免划伤玻璃台（高折射率的玻璃硬度很小）；4.在透过目镜观察的同时，缓慢转动样品或目镜上另配的偏光片，观察不同方向读数；5.用酒精清洗样品和玻璃工作台上的接触液。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,53,宝石鉴定常用仪器折射仪,折射仪读数特征：转动各方向只有一个读数，均质体；两个读数，且其中一个转动样品保持不变者为一轴晶，而大读数变化者属正光性，小读数变化者属负光性；两个读数，且均随样品方位改变而变者为二轴晶，通过在360方位范围每间隔一定作连续测定，获得Ng、Nm、Np三数值，若总体特征是Ng-NmNm-Np，样品属正光性，如果Ng-NmNm-Np，样品属负光性。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,54,正光性,负光性,可根据Ng和Np两条曲线的曲度大致判断,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,55,宝石鉴定常用仪器折射仪,折射仪使用注意事项是：折射仪有一定测定范围，高于上限表现为全暗，低于下限表现为全亮；样品具有一个光滑、平整的表面对准确读数是必要的；避免用镊子放、取样品对玻璃台的划伤；注意及时清洁工作台以免接触液对其腐蚀；适量的接触液是获得读数的前提。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,56,宝石鉴定常用仪器折射仪,读数时，应尽量使视线与标尺平面垂直，人眼距目镜5-10cm。样品有两个折射率读数可指示其属双折射，但两读数之差不一定是双折率，因为两数值反映的不一定是最大值与最小值。样品折射率1.61到1.64的表述，是指其折射率有一定变化范围，不是指示其为双折射，双折射的表述是1.611.64。外观感觉折射率高或怀疑是高折射率的样品，没有必要使用折射仪检测。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,57,宝石鉴定常用仪器折射仪,显然，不可能所有样品的表面都有一个平面，对此类样品的折射率测定应用点测法。其测定步骤是：1.在样品弧形光滑表面与玻璃台接触处加少量接触液（比平面时还要少）；2.取掉折射仪的目镜；3.在距目镜位置约30cm处观察，可以看到呈圆或椭圆形的样品影像；,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,58,宝石鉴定常用仪器折射仪,4.观察者视线前后移动，通过目镜筒，可以看到样品影像沿标尺上下移动，同时出现明暗变化现象，当影像半明半暗时，影像中部指示的读数就是样品的折射率值。,样品折射率值约为1.53,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,59,宝石鉴定常用仪器滤色镜,滤色镜用于检测样品某些特殊的选择性吸收。常用的查尔斯滤色镜由两块黄绿色的明胶滤色片组成。,滤色片,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,60,宝石鉴定常用仪器滤色镜,滤色片的功能是通过吸收，只允许某些波长的光通过。通过前面学习我们知道，有色宝石多为对光选择性吸收的结果，因此有人说：用滤色镜检测宝石相当于通过一种滤色镜（检测用的滤色镜）来观察另一种滤色镜（宝石）。通过两次的选择性吸收，可以把样品限定在一个很小的范围。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,61,宝石鉴定常用仪器滤色镜,滤色镜的优势是可以成批检测，而且便于携带；其不足是结论的唯一性稍差。查尔斯滤色镜最先在伦敦的查尔斯工学院使用，它所选择的滤色片只允许深红和黄绿光通过，主要用于区分祖母绿与其仿制品。因为祖母绿几乎是唯一能让深红色光大部分透过并同时吸收黄绿区大部分的宝石。因此只有绿色的祖母绿在查尔斯镜下发红。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,62,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,63,宝石鉴定常用仪器滤色镜,后来研究表明，查尔斯镜的使用只针对祖母绿是不全面的，只要具备同样的吸收特征，其在查尔斯镜下呈现的现象就应该相同，而相同的吸收特征常常由相同的致色离子所致。祖母绿由Cr3+致色，如今大量使用含Cr3+染色剂的改善品，在查尔斯镜下便会发红。与此同时，某些产地的祖母绿，由于其它致色离子的干扰，反而在查尔斯镜下不发红。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,64,宝石鉴定常用仪器滤色镜,如今，查尔斯镜不仅仅限于对绿色宝石的检测。对于有荧光的红色宝石，查尔斯镜下呈亮红色，反之呈暗红色。对于由钴致色的蓝色宝石，查尔斯镜下呈红色；蓝色的海蓝宝石和托帕石，在查尔斯镜下前者呈蓝绿色，后者呈浅肉色。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,65,宝石鉴定常用仪器滤色镜,查尔斯滤色镜因本身颜色相当深暗，所以在使用它检测宝石时，必须采用非常强烈的光源照明。正确的用法是：准备一盏钨丝白炽台灯，灯泡不小于60瓦，将查尔斯滤色镜贴近眼睛，让宝石尽量靠近光源，这时观察宝石的颜色才能准确。用阳光、日光灯或小手电照明几乎看不清现象。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,66,宝石鉴定常用仪器滤色镜,实际上，宝石鉴定用滤色镜还有另外一种被称为红宝石滤色镜的。其用途是检测红色宝石的荧光特征。其根本原理也是通过选择性吸收，只允许某些波长的光通过。具体做法是：它使用两种滤色镜，使入射光通过蓝色滤色镜照射宝石，用红色滤色镜观察宝石。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,67,宝石鉴定常用仪器滤色镜,蓝色镜吸收除蓝、紫以外所有的光，红色镜吸收除红、橙以外所有的光。它们处于交叉位置（因而有人又称之交叉滤色镜），即通过红色镜观看来自蓝色镜的光，由于所有可见光均被吸收，应该是全暗的。如果在它们中间放一块宝石，则用红色镜见到的红色必定是宝石本身产生的。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,68,宝石鉴定常用仪器滤色镜,蓝色镜常用浓CuSO4溶液代替，方式如下：,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,69,宝石鉴定常用仪器分光镜,分光镜是用于检测样品对光选择性吸收特征的一种仪器。这种吸收常常与样品所含的致色离子有关。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,70,宝石鉴定常用仪器分光镜,分光镜的原理是：通过某些特殊的光学元件，形成一个对直接入射的白光是完整的光谱。当分光镜接到由样品透射或反射过来的光时，由于样品的吸收，原来完整的光谱中的某些部分就会缺失，表现为一些暗线或暗带。不同的样品如果吸收特征不同，暗线或暗带的位置和数量就可能不同，人们籍此鉴别之。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,71,宝石鉴定常用仪器分光镜,分光镜的结构依据形成光谱的光学元件不同而不一样，分别称为棱镜式和光栅式。棱镜式分光镜的光谱由一组玻璃棱镜产生，为产生较直的光径，常用三块或五块棱镜。,该材料不应吸收可见光、色散宽度合适且应属单折射。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,72,宝石鉴定常用仪器分光镜,光栅式分光镜的光谱由一个绕射光栅的衍射作用产生。,两者相比，棱镜式光谱明亮，红区窄、蓝区宽，适合深色宝石。,光栅式光谱稍暗，但光谱均匀，适合于透明或在红区有吸收线的宝石。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,73,用不同的分光镜看到的同一颗铁铝榴石的光谱,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,74,宝石鉴定常用仪器分光镜,分光镜前端的狭缝用于控制进光量，对较暗的样品可将缝调大，但细缝表现的细节更清楚。,同一分光镜狭缝窄宽不同时所看到的红宝石吸收光谱,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,75,宝石鉴定常用仪器分光镜,分光镜使用方法是：1.透射光法：把样品放于光源与分光镜间，只让透过样品的光进入分光镜；2.表面反射光法：适合观察不透光样品，使光线从样品上部照射，分光镜对准反射光线；3.内反射法：对色浅、粒小样品的观察方法，具体同反射法。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,76,宝石鉴定常用仪器分光镜,使用分光镜注意事项：1.需强聚光白色光源，但阳光有干扰吸收线；2.样品过热影响光谱，需使用冷光源；3.样品不能手握，因血液有592nm吸收线。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,77,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,78,宝石鉴定常用仪器紫外灯,紫外灯是检测样品发光性的一种仪器。其原理是通过高能的紫外光作用于样品，激发样品结构中的电子跃迁，当电子从激发态回到基态时，释放能量而发光。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,79,宝石鉴定常用仪器紫外灯,密闭箱式紫外线装置,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,80,宝石鉴定常用仪器紫外灯,紫外灯的基本结构是两部分：主体部分是可发出紫外线的灯管。紫外线波长范围约380100nm，鉴定宝石用紫外线有两种，分别是365nm的长波紫外线和254nm的短波紫外线（验钞机用的是紫外长波）。另一个重要部分是暗箱，样品需要放在暗箱中观察，人们才能察觉其是否发光。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,81,宝石鉴定常用仪器紫外灯,紫外灯的使用只需将样品放入暗箱中，分别选择长波或短波，开启紫光灯，稍等光稳定后即可观察。使用紫外灯可以成批地检测样品，但荧光现象的唯一性稍差，因而只能辅助鉴定。宝石的荧光除可使用紫外灯激发外，实际还可使用能量更高的-射线或可见光（如红宝石、尖晶石的荧光）。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,82,宝石鉴定常用仪器紫外灯,紫外灯使用注意事项是：1.安全性。紫外线直射对人体是有害的，应严防紫外线直射眼睛；同时，过度的照射对某些宝石也是不利的。2.对荧光特征的把握。样品的荧光应该是发自内部，而且是整体性的，不要将荧光灯管的投射光或样品表面的反射光误认为是样品的荧光。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,83,宝石鉴定常用仪器分析天平,分析天平是用于测定样品相对密度的仪器。它所使用的是静水称重法，其基本原理是阿基米德定律：物体在液体中受到的浮力，等于它所排开液体的重量。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,84,宝石鉴定常用仪器分析天平,实际上，人们想了解的是样品的密度，即物体单位体积的质量。显然，当物体的形状很复杂而难于测量其体积时，直接求算其密度很困难。通过阿基米德定律所设计的静水称重法可以很容易地获知样品的相对密度，即物体的重量与同体积液体重量（即物体在其中所受到的浮力）的比值。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,85,宝石鉴定常用仪器分析天平,研究表明，物体的相对密度能反映出其密度的特征。因此实际工作中常以此来代替，不过需特别注意的是，描述相对密度特征的数值后面没有单位。由于水的密度近似1g/cm3，因此测定相对密度时多选用水作为浸液测浮力。其计算公式是：,宝石在空气中重量相对密度-宝石在空气中重量宝石在水中重量,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,86,宝石鉴定常用仪器分析天平,如果使用的浸液不是水，或者不是4、1个标准大气压标准状态下的水，上述公式的后面要乘以一个校正系数。测定的基本步骤是：清洗宝石称量宝石重量将宝石浸于水中再称量其重量，将两次称得的重量代入公式即可。不同重量的宝石可选用不同精度的天平。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,87,宝石鉴定常用仪器分析天平,对于重量大于10g的宝石，可以使用精度较小，但便于携带的弹簧称。如玉石雕件及各类原石。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,88,宝石鉴定常用仪器分析天平,对于小粒的各种样品，可选用精度较高的天平。,双盘实验室天平,单盘数显天平,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,89,宝石鉴定常用仪器分析天平,单盘数显直读天平,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,90,宝石鉴定常用仪器分析天平,使用静水称重法应该注意：1.样品洁净无油脂，否则会增加表面张力（不合适的浸液也会增加表面张力）；2.样品周围不能有气泡，可通过多次浸入或用小刷子驱赶它们；3.结构疏松的样品结果会明显偏小；4.样品大小要与所选天平相配套，样品过大或过小结论均不准，样品过大还有损天平。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,91,宝石鉴定常用仪器重液,使用天平可以准确的获得样品的相对密度值，但是这种方式对环境条件的要求较高。实际上，很多时候人们只需了解相对密度的大致范围即可帮助鉴定。这时人们可根据样品在已知密度的液体中沉浮的选择与趋势，作出判断，由于供测试的液体一般密度较大，此法常称重液法。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,92,宝石鉴定常用仪器重液,在密度已知的液体中放入样品，人们可以观察到其下沉、悬浮或上浮，分别代表样品密度比液体密度大、相当或小。并根据下沉或上浮速度的快慢，帮助判断样品与液体间密度的差值。显然，如果有足够多的已知密度的液体作为标样，虽然人们无法得知样品密度的具体数值，但可以将它限定在一个小范围中。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,93,宝石鉴定常用仪器重液,使用重液法时需注意：,1.样品要用镊子夹到液体中再释放，以免影响对其运动趋势的判断；,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,94,宝石鉴定常用仪器重液,2.如果有多种液体供测试选择，应该先从密度值大的液体试起；3.为了避免交叉污染，每次浸泡之后都必须清洗样品和镊子；4.重液多具有较强的挥发性，从而使其密度变小，应注意保存方式避免其挥发，导致其密度在不知中偏离了标准；5.注意大量使用重液对观察者和环境的危害。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,95,宝石鉴定常用仪器重液,实际工作中，人们直接获得的重液只有三溴甲烷(CHBr3，微黄色液体，密度2.89g/cm3)和二碘甲烷(CH2I2，黄色液体，密度3.32g/cm3)两种，人们称之原液，其它重液多通过往其中兑密度小的有机液体获得，如常用一溴荼(密度为1.49g/cm3)、苯、甲苯等稀释。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,96,宝石鉴定常用仪器重液,1.将三溴甲烷稀释至密度为2.65g/cm3。将一小块水晶(2.65g/cm3)投入三溴甲烷原液中，水晶此时上浮。然后缓缓倒入一溴荼，并用玻璃棒充分搅拌，至水晶悬浮在液体中时即可。2.将三溴甲烷稀释至密度为2.71g/cm3。配制时投入一小块方解石（2.71g/cm3）作为指示物，加入一溴荼充分搅拌，至方解石呈悬浮状态即成。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,97,宝石鉴定常用仪器重液,3.将二碘甲烷稀释至密度3.06g/cm3。用一小块绿色电气石作指示物，将三溴甲烷纯原液，(2.89g/cm3)缓慢倒入并充分搅拌，至绿电气石呈悬浮状态即成。二碘甲烷久置易变暗，在其中投入几小片紫铜片即可防止，已变暗的亦可恢复透明。一种密度达4.24.3g/cm3的重液“克列里奇液”因有剧毒，使用不安全，并且价格相当昂贵，因此在实际中极少采用。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,98,宝石鉴定常用仪器热导仪,热导仪是测定样品热传导性能的一种仪器。其基本原理是，某些热传导性能特别好的材料，可以将仪器测试头的热量迅速散去。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,99,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,100,宝石鉴定常用仪器热导仪,热导仪的基本结构是一个热电耦。其基本工作过程是：通电可使热电耦及与之相连的测头变热，将此测头接触热导性好的材料，该材料在使测头热量散去的同时，使热电耦降温，并通过热电转换，在电流强度上有所反映，最后通过仪表指针指示或发光二极管发光的形式，告知有无或强弱。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,101,宝石鉴定常用仪器热导仪,因此，热导仪在测试前需先对测头进行预热；为了使热导仪对样品的导热性有真实感受，应使测头与样品紧密接触。有时为了帮助小样品散热，可将样品放在一块金属板上测试。应该说，很多宝石及金属材料都有良好的导热性，但是，钻石的导热性异乎寻常地高，因此，热导仪实际专为鉴定钻石而设计，称之钻石针。但人造碳硅石的导热性已使一般的钻石针失效。,金属和常见宝石的比导热率（以银为10000）,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,103,宝石鉴定常用仪器硬度计,硬度计是用于检测样品硬度的工具。一般有两种“标准硬度计”，一种为“标准硬度笔”，另一种为“标准硬度片”。对宝石的硬度检测一般用标准硬度片。刻划时，在宝玉石的成品上选择一个较隐蔽的位置，例如用棱面体宝石戒面刻划标准硬度片时，可选用宝石戒面的腰部，因腰部位置较隐蔽又教尖锐，也不易损坏。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,104,宝石鉴定常用仪器硬度计,因宝石的摩氏硬度都大于5，因此，摩氏硬度1至5的硬度笔和硬度片实际上没有用处，只须准备摩氏硬度6至9这四种硬度笔或硬度片就够用了，最好再加上一片摩氏硬度9.5的碳化硅硬度片。在刻划硬度时须注意：刻划前须将宝石及标准硬度片都擦试干净，轻轻刻划不可太用力，刻划是否划伤了，手感是不同的。划伤时有“发涩”的感觉，而划不动时，觉得宝石在标准硬度片上“打滑”。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,105,宝石鉴定大型仪器,对一般宝石品种的鉴定工作只需借助常规仪器即可。但随着人工生长与改善宝石技术的迅速提高，其产品与天然相似物间的识别越来越难，有时为了准确地鉴定，或者开展对宝石的研究工作，均需动用大型仪器。大型仪器不但购置和运转的成本高，而且常对样品有损伤，应谨慎使用。目前常用的宝石鉴定大型仪器有：,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,106,宝石鉴定大型仪器电子探针,电子探针分析的基本原理是用直径小于1m的电子束来激发样品，然后借助于相应的探测系统和信息处理系统收集和处理被激发微区所产生的各种信息，如特征射线、二次电子、俄歇电子、透射电子及阴极荧光等，用以研究微区的化学成份、表面形貌和结构特征等。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,107,宝石鉴定大型仪器电子探针,电子探针的基本结构有两部分，其一为电子光学系统，用以产生电子束；其二为波（能）谱仪，用以接收电子束诱发样品产生的各种信息。电子探针分析有四种基本方法，即定点定性分析、线扫描分析、面扫描分析和定点定量分析。如果配合以背散射电子、吸收电子或二次电子图像，还可以了解样品中元素的赋存状态。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,108,宝石鉴定大型仪器电子探针,电子探针分析可以确定宝石的种属、区分天然与人工生长宝石、查明宝石物理性质与成份之间的关系、查明宝石中矿物包裹体特征、揭示宝石的特殊光学效应等。电子探针分析法的优势是：微区、微量；简便快速；适用范围较宽；分析精度较高；可获得多种信息等。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,109,宝石鉴定大型仪器电子探针,电子探针分析前，要对分析样品进行制备，制样的基本要求是：测区表面要磨成光滑的镜面；保持测区表面清洁、不受任何污染；薄片和砂薄片样不用盖玻璃，且要求所有粘结剂和充填剂在100左右温度下稳定（不起泡、不挥发、不变质）；样品要按仪器型号大小不同制成一定规格；测区表面要求导电，非导电样品须先喷镀一层导电膜，如碳膜或铝膜。制样方法中与宝石定量分析有关者有四类，即：薄片样品制样法、光薄片制样法、矿物颗粒制样法（含模压法、镶嵌法、胶结法）和粉末状样品制样法，根据需要和实际条件具体选择。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,110,宝石鉴定大型仪器X光机,X光机是通过X射线作用于宝石样品粉末，形成衍射而进行物相分析的仪器。按照记录方式不同而分成两类，一是粉晶照相法，二是粉晶衍射仪法。粉晶照相法将晶体样品制成一个圆柱(直径0.10.5mm)，置于一个圆柱形的照相机轴线上(样品圆柱能绕轴旋转)。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,111,宝石鉴定大型仪器X光机,射线垂直射到样品柱上，所产生的衍射线由圆柱状底片记录下来，得到的图形(底片)称德拜图。在德拜图上，量取一对对称弧线的间距，经过换算后即可得出相应的d值(面网间距)；由弧线的黑度深浅，可测量其衍射强度I的大小。对同一德拜图上的每根弧线均作同样的测算，然后将所测试样的所有d和I值与已知标样进行对比。如果两者吻合，说明所测试样品与标样为同一矿物。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,112,宝石鉴定大型仪器X光机,粉晶衍射仪法用记数管收集衍射线强度，并通过电子装置把收集到的强度信号绘在纸上。在衍射图上出现的将是一系列衍射峰，峰的面积或高度代表衍射线强度，峰的位置代表2角，并可据此求得d值。将测试结果与已知标准矿物的衍射数据对比，即可定出矿物的种属名称。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,113,宝石鉴定大型仪器X光机,射线对粉晶样品进行物相分析的优势是：测试样品用量少，测试快速、准确，且不破坏已制成样品。X射线分析可以确定宝石的种属、区分天然、合成或人造宝石、测定宝石晶胞参数。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,114,宝石鉴定大型仪器X光机,分析之前必须要将样品先行粉碎，粒度一般在15m范围内，即用手摸无粗糙感。其中，粉晶衍射仪法通常需要100500mg的样品量，最少不能低于1mg，否则只能用粉晶照相法。粉晶照相法分析前，要用玻璃丝粘上胶，在毛玻璃上将粉末滚上去呈柱状，或者将样品粉末用赛璐硌胶混成糊状，在毛玻璃上搓成直径为0.5mm的圆柱。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,115,宝石鉴定大型仪器红外光谱仪,红外光谱仪是通过使用红外光照射样品，引起分子或原子基因的振动，从而产生对红外光吸收特征的一种仪器。由于所使用的光源位于红外波长范围，即0.781000m，因而所得到的称为红外吸收光谱。一般人们是利用光谱中吸收频率的位置和形状与标样对比判定未知物归属，并按其吸收的强度来测定它们的含量。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,116,宝石鉴定大型仪器红外光谱仪,它主要可用于：鉴别宝石类别、确定宝石种属、研究宝石中的微量元素、判断宝石中的基团、研究宝石成因条件及找矿标志、区分天然与合成宝石、鉴别翡翠的注胶处理品等。其优势是：特征性高；不受样品物理状态的限制；所需测定样品数量极少；操作方便，测定速度快、重复性好；已有的标准图谱较多，便于查阅。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,117,宝石鉴定大型仪器红外光谱仪,高质量的红外光谱图取决于三方面的因素，即精良的设备、熟练的技术和适宜的样品制备方法。其中，样品制备是重要的前提，它需要注意如下几方面问题：样品的浓度和厚度；样品中不应含有游离水，光路中不应有CO2；对于多组分的试样，测试前应尽可能将组分分离；消除样品表面反射的影响。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,118,宝石鉴定大型仪器红外光谱仪,对固体样品，常用粉末法、糊状法、压片法、薄膜法和热裂解法制样，其中前三种方法最常用。粉末法是将样品研磨至2m左右的细粉，悬浮在易挥发的液体中，移至盐窗上，待溶剂挥发后即形成一均匀薄层。糊状法又称悬浮法，此法将直径小于2m的粉末悬浮在吸收很低的糊剂中进行测定，常用的糊剂有液体石蜡、全卤化的烃类等。压片法是精确地称取样品0.33mg，与约200mg的卤化物共同研磨、均匀混合，然后均匀铺平于压模砧上，于真空中缓慢加压至15MPa，维持1分钟即可获得供红外光谱分析的透明薄片。,2020/5/29,第三章宝石鉴定仪器,119,宝石鉴定大型仪器拉曼光谱仪,拉曼光谱仪是利用激光与样品分子或原子基团间相互作用后振动的特征吸收谱鉴别样品的一种仪器。红外光谱分析虽然用途很广，但是，一些无法引起分子偶极矩改变的振动是红外非活性的振动，不能形成振动吸收，