珠寶玉石鑒定中的紅外光譜技術(shù)應(yīng)用研究

劉心一

大連產(chǎn)品質(zhì)量檢驗檢測研究院有限公司 遼寧大連 116021

1 紅外光譜技術(shù)應(yīng)用原理

現(xiàn)階段，在國際與國內(nèi)珠寶玉石鑒定過程中，紅外光譜儀由于具有極高的檢測準確率、更短的分析檢測時限以及較高的特征性等優(yōu)點，在行業(yè)中獲得了普遍的應(yīng)用。與此同時，應(yīng)用紅外光譜儀來對珠寶玉石進行檢測，可極大保證所檢測珠寶玉石的完好度，確保其不受損壞，以此來將準確、真實的檢定數(shù)據(jù)提供給檢測人員。

紅外光譜儀應(yīng)用原理主要是將具有一定波長的紅外射線照射到需要檢定的寶石分子中，由于分子所吸收的紅外射線與寶石的構(gòu)成有關(guān)，從而使得部分特定波長的紅外射線被寶石分子所吸收，進而導(dǎo)致這一特定分子的紅外吸收光譜由此形成，鑒定人員可根據(jù)所形成的紅外吸收光譜來對待鑒定的珠寶玉石進行鑒定與分析。另外，鑒定人員可對紅外吸收光譜帶的數(shù)目、強度以及光譜形式等進行觀察，以此完成寶石紅外吸收光譜的表征定性工作，從而幫助鑒定人員掌握與了解寶石的有關(guān)參數(shù)信息[1]。

寶石樣品的紅外光譜檢測主要以分析珠寶玉石官能團為主，并根據(jù)官能團所表現(xiàn)出的各類參數(shù)信息來實現(xiàn)珠寶玉石類型與結(jié)構(gòu)的鑒定。然而，對于解譜分析工作而言，對分析人員提出了更為嚴格的要求，如解譜人員需要具備足夠的工作經(jīng)驗以及豐富的紅外光譜知識等。與此同時，紅外光譜圖對于化合物來講，普遍存在復(fù)雜的特征，并且難以從中掌握所有分子結(jié)構(gòu)信息，所以對分析人員的工作經(jīng)驗有著更多的要求。盡管解譜分析工作的難度較大，但是紅外光譜官能團的分析仍然是最為快速、準確的珠寶玉石鑒定方式，可對常規(guī)檢測中的弊端予以彌補，并且具有更高的分析效率，同時可以保證所鑒定珠寶玉石的完整度和具有便捷的操作性等優(yōu)點。所以紅外光譜儀是目前實驗室鑒定珠寶玉石最常用的實驗設(shè)備。

2 紅外光譜技術(shù)在珠寶玉石鑒定中的應(yīng)用

2.1 寶石種屬的鑒定

紅外光的吸收效果對于不同類型的珠寶玉石所表現(xiàn)出的吸收特征存在一定差別。因此，在鑒定珠寶玉石過程中，鑒定可以通過紅外光譜技術(shù)所分析出的紅外光譜圖來實現(xiàn)，并且可對珠寶玉石的種屬進行鑒別。其中，紅外光譜技術(shù)當中的反射法是珠寶玉石種屬鑒定過程中常用的方法，即對珠寶玉石的表面進行紅外光照射，通過對反射光進行分析，實現(xiàn)對珠寶玉石種屬的鑒定。在對品種相似的珠寶玉石鑒定過程中，如鑒別硅灰石與和田玉時，由于彼此折射率與密度等物理特性差別不大，所以需通過紅外光譜技術(shù)對不同品種的寶石進行精準的鑒別。

2.2 天然與合成寶石的鑒定

由于珠寶玉石的產(chǎn)量較低，在一定程度上提升了其經(jīng)濟價值。珠寶玉石的銷售價格提升，為珠寶玉石合成行業(yè)的存在提供了空間。此外，隨著科學技術(shù)水平的不斷提升，合成寶石與天然寶石的區(qū)分難度急劇增加，使得珠寶玉石的鑒別難以通過常規(guī)的鑒定方法來實現(xiàn)。隨著紅外光譜技術(shù)的不斷完善，將其應(yīng)用在珠寶玉石鑒定中有著良好的鑒定效果，所以其在現(xiàn)階段鑒定珠寶玉石過程中有著廣泛的應(yīng)用。

在對天然祖母綠與合成祖母綠鑒定過程中，由于其物理特性近乎一致，如折射率與密度等，所以常規(guī)鑒定手段無法對兩者進行有效的鑒別。運用紅外光譜技術(shù)可以準確地對祖母綠中的水分子伸縮振動與強度等方面進行分析，并根據(jù)分析結(jié)果準確地對天然與合成祖母綠進行鑒別，同時不會對祖母綠有任何程度的破壞。

在合成祖母綠過程中，主要會應(yīng)用到助溶劑法以及水熱法。利用紅外光譜技術(shù)，可對祖母綠中結(jié)晶水吸收峰進行鑒別，以此得到更為真實的鑒定結(jié)果。另外，以天然的祖母綠為例，通常其結(jié)晶水吸收峰介于3500-3700cm-1的范圍內(nèi)，如果祖母綠由助溶劑法所合成，其結(jié)晶水吸收峰則不存在，所以這可作為區(qū)分祖母綠是天然還是人工合成的必要條件。在紅外光譜技術(shù)的幫助下，對祖母綠的結(jié)晶水吸收峰加以檢測，可以使檢定準確率大幅度提升。

如果要對天然寶石以及優(yōu)化處理后的寶石加以區(qū)分，同樣可用紅外光譜技術(shù)來實現(xiàn)。例如，對翡翠進行鑒定過程中，利用紅外光譜技術(shù)來得到翡翠中羥基吸收峰的光譜圖，并進行分析，以此來對翡翠是否經(jīng)過漂白填充處理進行區(qū)分，最終實現(xiàn)對天然翡翠以及優(yōu)化處理的翡翠的鑒定工作[2]。

2.3 寶石及其仿制品的鑒定

除了對合成與天然珠寶玉石進行鑒定外，紅外光譜技術(shù)同樣可在珠寶玉石與仿制品之間的鑒定中予以應(yīng)用。通常來講，天然珠寶玉石與其仿制品在性質(zhì)與外觀中存在較多的相似，通過經(jīng)驗以及常規(guī)鑒定措施難以準確地進行分辨，需要在鑒別真?zhèn)芜^程中對紅外光譜技術(shù)進行應(yīng)用。例如，在對鉆石與合成立方氧化鋯的鑒定過程中，盡管合成立方氧化鋯與鉆石在外觀與物理特性上的區(qū)別微乎其微，但是通過合理運用紅外光譜技術(shù)，可以對鉆石與合成立方氧化鋯進行紅外反射光譜測試，以此來對紅外反射結(jié)果進行分析，實現(xiàn)鉆石與合成立方氧化鋯的準確鑒別。

2.4 類質(zhì)同象寶玉石的研究

所謂類質(zhì)同象，通常指的是在晶體結(jié)構(gòu)中，原位置的部分離子、原子或分子被與其性質(zhì)近似的其它離子、原子或分子所取代，而晶體結(jié)構(gòu)的化學鍵和結(jié)構(gòu)類型保持基本不變，僅在密度、折射率等方面存在變化的現(xiàn)象。因此，在鑒定類質(zhì)同象珠寶玉石過程中，可通過紅外光譜儀對各種類質(zhì)同象的珠寶玉石加以鑒定，并且有著極高的鑒定準確率。

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，可以快速準確的判斷出寶玉石的種屬，并且對人工合成以及優(yōu)化處理的寶玉石進行鑒定，從而能夠?qū)毷蔫b定工作的效率以及準確性進行全面的提升。另外，還要建立專門的紅外光譜圖庫，從而提高紅外光譜鑒定的效率。