珠寶儀器講義

1、珠寶儀器u 放大鏡及顯微鏡u 熱導(dǎo)儀u 密度儀u 濾色鏡及二色鏡u 偏光鏡及分光鏡u 紫外燈u 放大鏡及顯微鏡一、寶石放大鏡A、種類 放大鏡是最常用、最簡(jiǎn)便的寶石鑒定工具，它的正確使用也是寶石工作者的基本技能。 有3、10、20、25、30、50倍等多種，最常用的是10×放大鏡。B、用途表面特征：包括寶石基本性質(zhì)及加工質(zhì)量的觀察與判別。前者如光澤、刻面棱的尖銳程度和表面光滑程度、原始晶面、解理、斷口等。后者包括寶石切磨和拋光質(zhì)量、意外損傷等。內(nèi)部特征：包括色帶、生長(zhǎng)紋、雙晶紋、雙影、包體等，鑒別二層石、三層石等。綜合評(píng)判：主要用于鉆石的簡(jiǎn)易鑒定和凈度分級(jí)、切工分級(jí)等，是評(píng)估鉆石的經(jīng)濟(jì)

2、價(jià)值的重要手段。二、寶石顯微鏡 A、種類及結(jié)構(gòu) 種類有單筒顯微鏡、雙筒顯微鏡、雙筒變焦顯微鏡、雙筒立體顯微鏡、雙筒立體變焦顯微鏡等。可連續(xù)放大1070倍。B、照明方式 顯微鏡有兩種光源，即底光源和頂光源，但用途不同。通過(guò)調(diào)節(jié)擋光板，可提供幾種不同的照明方式。域照明法；亮域照明法；頂部照明法C、顯微鏡的用途寶石顯微鏡在珠寶鑒定中用于觀察樣品的內(nèi)含物和表面特征等肉眼無(wú)法觀察的現(xiàn)象，是合成品、優(yōu)化處理品和人造品的鑒定必不可少的寶石鑒定儀器。在鉆石分級(jí)上也具有極為重要的應(yīng)用，如觀察凈度特征、觀察和評(píng)價(jià)鉆石的色級(jí)。配合多種光源照射，達(dá)到最佳觀察效果。主要用途1.檢查寶石表面特征寶石表面劃痕、蝕象、破損、

3、拼合面(氣泡、光澤差異)、雙晶紋、三角形生長(zhǎng)標(biāo)志、生長(zhǎng)紋、生長(zhǎng)色帶等。2.觀察寶石內(nèi)部特征包括內(nèi)含物的種類、形態(tài)、數(shù)量、雙晶面、生長(zhǎng)紋、顏色色形分布特點(diǎn)等，對(duì)含有特殊內(nèi)含物的寶石具有鑒定意義。3.觀察寶石后刻面棱重影4.吸收光譜的觀察以一手持式分光鏡代替目鏡，并使用透射照明來(lái)檢測(cè)寶石的光譜特征。5.觀察干涉圖用兩片偏振片，使其正交，用物臺(tái)下聚光鏡提供收斂光，可檢查寶石的干涉圖，待測(cè)寶石須浸沒(méi)于與其折射率相近的浸液中，并用寶石夾夾住寶石直至出現(xiàn)干涉圖。6.檢查寶石多色性在寶石下方加一個(gè)偏振片即可，轉(zhuǎn)動(dòng)寶石時(shí)每次只能看到一種顏色，快速轉(zhuǎn)動(dòng)寶石進(jìn)行對(duì)比觀察效果較好。u 熱導(dǎo)儀熱導(dǎo)儀是一種用途較為專一

4、的鑒定儀器，主要是根據(jù)寶石的導(dǎo)熱性能設(shè)計(jì)制造的，主要用于鑒別鉆石及其仿制品注意事項(xiàng)l 測(cè)試前熱導(dǎo)儀必須預(yù)熱（20秒）。l 寶石表面應(yīng)干凈、干燥，排除寶石外的干擾。l 測(cè)試裸石應(yīng)使用金屬托盤作底托，顆粒細(xì)小時(shí)光和聲信號(hào)可能不強(qiáng)。l 測(cè)試時(shí)，銅針盡可能與寶石表面垂直接觸，并施加一定壓力。l 盡量控制空氣流通，如不要急促呼吸，不要正對(duì)空調(diào)或窗戶測(cè)試。l 熱探頭非常精細(xì)，必須小心以免損壞，使用完畢立即蓋上保護(hù)罩。l 電池電力不足時(shí)應(yīng)及時(shí)更換，以免不準(zhǔn)。l 長(zhǎng)時(shí)間不用，應(yīng)將電池取出，以免腐蝕或損壞儀器。l 定期清潔探頭，測(cè)試前在軟紙上輕擦即可。u 密度儀一、靜水力學(xué)法式中d為待測(cè)寶石密度，P為寶石在空氣

5、中的重量，P1為寶石在液體中的重量。二、重液法1、原理2、重液的配制 常用的重液主要有：飽和鹽水溶液（1.13）、三溴甲烷（2.9）、二碘甲烷（3.32）、克來(lái)里奇液（4.15）、一溴化萘（1.47）、甲苯（0.87）。3、測(cè)定密度：根據(jù)寶石在已知密度的重液中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷寶石的密度值范圍。4、注意事項(xiàng)常見(jiàn)寶石的密度表u 濾色鏡及二色鏡一、 濾色鏡查爾斯濾色鏡（CHELSEA COLOUR FILTER）又稱祖母綠濾色鏡（EMERALD FILTER）或綠柱石鏡（BERYLOSCOP），是一種只能透過(guò)紅色和部分黃綠色的光，而吸收其他色光的特殊光學(xué)鏡片。a) 寶石顏色是一種混合光波，有些寶石顏色

6、雖然相似，但其光波組成卻不同。b) 濾色鏡主要由一些彩色濾光片組成，僅允許部分波長(zhǎng)的光波通過(guò)。c) 鑒定中最常用的是查爾西濾色鏡，又稱“祖母綠鏡”。最初的設(shè)計(jì)是用于快速區(qū)分祖母綠與其仿制品的。d) 濾色鏡由僅允許深紅色和黃綠色光通過(guò)的濾色片組成，通過(guò)它直接觀察物體，只呈紅色或黃綠色。使用方法：使用時(shí)采用強(qiáng)光源固定好寶石， 濾色鏡緊貼眼睛進(jìn)行觀察。祖母綠雖為綠色，但Cr允許部分紅色光透過(guò)，因而在鏡下此類祖母綠呈紅色或粉紅色。近年來(lái)，許多新產(chǎn)地，特別是南非的祖母綠，在鏡下并不變紅，另外隨著合成祖母綠的大量上市，查爾西濾色鏡在鑒定祖母綠時(shí)的作用越來(lái)越受限制。近年來(lái)有許多種具專門用途的濾色鏡

7、出現(xiàn)，如紅寶石鏡，鑒定海藍(lán)寶石、藍(lán)黃玉、藍(lán)寶石的藍(lán)色寶石濾色鏡等。其設(shè)計(jì)思路、原理甚至外觀都大同小異，只是允許透過(guò)的波段不同而已。濾色鏡下觀察到的寶石顏色變化表：查爾斯濾色鏡有變色反應(yīng)的藍(lán)色或綠色類寶石匯總：寶石品種CCF 濾色鏡下顏色祖母綠（ 哥倫比亞，西伯利亞）紅至粉紅，取決于祖母綠綠色的濃度合成祖母綠亮紅色，比天然祖母綠綠色明亮Cr染色翡翠粉紅色Cr染色 玉髓， 石英巖粉紅色綠色 螢石淺粉紅綠色 鈣鐵榴石（ 翠榴石）粉紅色合成藍(lán)色 尖晶石（Co）紅色天然藍(lán)色尖晶石灰-淺紅色淺紫藍(lán)藍(lán)寶石（斯里蘭卡）紅色鈷藍(lán)色玻

8、璃亮紅紅寶石， 合成紅寶石明亮紅色熒光綠色YAG亮紅色綠色 鋯石（某些)粉紅色東陵石紅色獨(dú)山玉紅色塊狀 鈣鋁榴石（青海翠）紅色水鈣鋁榴石（南非玉）紅色鉻釩鈣鋁榴石紅色二、 二色鏡a) 原理及結(jié)構(gòu)當(dāng)自然光進(jìn)入非均質(zhì)體寶石時(shí)，分解成兩束傳播方向不同、振動(dòng)方向相垂直的偏光。非均質(zhì)體的各向異性導(dǎo)致了對(duì)不同振動(dòng)方向的光的吸收不同。只要能將這兩種振動(dòng)的光分離開(kāi)來(lái)，就可能看到不同的顏色。二色鏡是用冰洲石或偏振片制成的，在同一視域內(nèi)可同時(shí)看到兩束相互垂直偏振光顏色的儀器，用以觀察寶石的多色性。常用的二色鏡是冰洲石二色鏡，冰洲石的雙折率為0.162，由于雙折射，使進(jìn)光窗口W呈現(xiàn)雙影

9、。當(dāng)觀察具多色性的寶石時(shí)，冰洲石二色鏡將透過(guò)寶石的兩束偏光再次分解，使之并排出現(xiàn)于兩個(gè)窗口影像中。d) 應(yīng)用1、用途：利用二色鏡可觀察寶石的多色性，幫助鑒定寶石品種，如紅寶石和紅色玻璃。2、觀察多色性的步驟：3、注意事項(xiàng)：Ø 光源應(yīng)為白色自然光，不能用單色光、偏光。Ø 須用透射光，不能用反射光。觀察時(shí)，寶石應(yīng)盡量靠近二色鏡的一端，眼睛靠近另一端。Ø 寶石必須有顏色、透明、單晶。玉石不能測(cè)。Ø 既轉(zhuǎn)動(dòng)寶石（避開(kāi)光軸方向），又轉(zhuǎn)動(dòng)二色鏡（看顏色互換否）。Ø 不要將色帶造成的顏色不均勻看成多色性（如紫晶）。Ø 對(duì)弱二色性應(yīng)持懷疑態(tài)度。

10、16; 多色性強(qiáng)弱與雙折率無(wú)關(guān)。Ø 勿將寶石直接放在光源上，某些受熱后多色性可發(fā)生變化。u 偏光鏡及分光鏡一、偏光鏡1. 結(jié)構(gòu)及應(yīng)用原理 a、結(jié)構(gòu)：主要由兩個(gè)振動(dòng)方向相互垂直的偏光片、支架和底部照明燈組成。上偏光片可以任意轉(zhuǎn)動(dòng)，下偏光片固定。2. 偏光鏡的應(yīng)用用途：檢測(cè)寶石的光性特征和多色性。光性特征的測(cè)定方法：打開(kāi)光源；調(diào)整上偏光片，使視域完全黑暗，上、下偏光的振動(dòng)方向相垂直；將寶石臺(tái)面向下置于載物臺(tái)上，然后從上偏光片的上方觀察樣品，看轉(zhuǎn)動(dòng)寶石360º的變化情況。3. 觀察現(xiàn)象及結(jié)論均質(zhì)體：任意轉(zhuǎn)動(dòng)寶石視域全暗（全消光）。非均質(zhì)體：轉(zhuǎn)動(dòng)360º，四明四暗（四次消

11、光）。多晶質(zhì)寶石：轉(zhuǎn)動(dòng)360º視域始終明亮。特殊現(xiàn)象：Ø 異常干涉色：某些均質(zhì)體寶石（石榴石、尖晶石等）在正交鏡下，隨著寶石轉(zhuǎn)動(dòng)視域出現(xiàn)明暗不均。與非均質(zhì)體的區(qū)別是：將寶石轉(zhuǎn)到最亮，再將上、下偏光平行。若寶石更亮，則為異常干涉，屬均質(zhì)體；若不變或變暗，則屬非均質(zhì)體。Ø 全暗假象：有些高N寶石如鉆石、鋯石、CZ等，若切工良好，臺(tái)面向下放置時(shí)幾乎沒(méi)有光線能夠穿過(guò)，無(wú)論寶石是均質(zhì)體或非均質(zhì)體，均呈全暗的假象。Ø 某些透明單晶寶石有較多的明顯裂隙或包體時(shí)，會(huì)影響光的傳播，從而難以判斷準(zhǔn)確。Ø 檢查寶石的多色性：使上、下偏光平行，轉(zhuǎn)動(dòng)寶石即可觀察寶石的多

12、色性。Ø 干涉圖：在偏光鏡的上下偏光片之間加上一干涉球或凸透鏡即可將通過(guò)下偏光片的平面偏光變成錐形偏光。根據(jù)干涉圖的形狀可判斷寶石的軸性。三、 分光鏡1、設(shè)計(jì)及應(yīng)用原理寶石中的致色元素主要為Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等過(guò)渡金屬離子及某些稀土元素（釹、鐠、鈾）。 若采用一種儀器，能將通過(guò)寶石的白光按波長(zhǎng)依次分開(kāi)排列（色散），使白光分解為一個(gè)被選擇性吸收后的不連續(xù)的可見(jiàn)光吸收光譜。根據(jù)吸收特征可以判斷出寶石顏色組成、致色因子（元素、色心）或/和寶石種類。 分光鏡便是這樣一種儀器，根據(jù)色散作用的原理，將自然光分解成可見(jiàn)光吸收光譜。例：紅寶石吸收帶：在光譜中600700nm

13、和480510nm波段能通過(guò)紅色和青色，其余波段均被吸收，說(shuō)明紅寶石的顏色是由紅色和青色組成。吸收線：在紅色區(qū)有34條黑色吸收線（Cr），在藍(lán)色波段467、477、478nm處有三條黑色吸收線（Fe）。致色離子為Cr和Fe離子。色心致色的寶石沒(méi)有金屬離子的吸收線。2、分光鏡的種類根據(jù)色散元件不同，可制作兩種類型分光鏡：1、棱鏡式分光鏡臺(tái)式、直讀式（手持式）2、光柵式分光鏡臺(tái)式、直讀式（手持式）采用棱鏡組使入射光的傳播方向近于不變光柵式產(chǎn)生的光譜是等間距的，而棱鏡式卻是非等間距的（紅區(qū)收斂、紫區(qū)發(fā)散）。因此光柵式分光鏡有利于觀察紅區(qū)的特征，棱鏡式分光鏡宜于觀察紫區(qū)的特征。3、使用方法1、透射光法

14、適于半透明到透明的寶石2、內(nèi)反射光法適于顏色淺、顆粒小的寶石 寶石臺(tái)面向下置于黑色背景上，調(diào)節(jié)入射光方向與分光鏡夾角，使盡可能多的白光通過(guò)寶石的內(nèi)部反射后進(jìn)入分光鏡。3、表面反射法適于透明度不好的寶石4、注意事項(xiàng)1、所觀察到的光譜受下列因素影響光源：應(yīng)為具連續(xù)光譜的白光源，不能有發(fā)射譜線和吸收譜線，如陽(yáng)光和日光燈都有發(fā)射譜線，不能做光源，可用白熾燈、手電筒或特制光纖燈。同時(shí)要確認(rèn)佩戴的眼鏡沒(méi)有特征譜線。寶石大?。簩毷^小其吸收線（帶）可能較弱。寶石顏色深淺：越深，吸收越強(qiáng)，光譜越清晰。透明度：透明寶石，穿過(guò)它的光程越長(zhǎng)，光譜越清晰（厚的部位）；半透明，穿過(guò)寶石的光程要適當(dāng)（薄的部位）。狹縫應(yīng)清

15、潔，灰塵會(huì)產(chǎn)生黑色水平線。寶石長(zhǎng)久受光源熱輻照，光譜會(huì)逐漸模糊至完全消失。2、某些寶石的光譜具有方向性（多色性引起的）3、鑒定寶石時(shí)應(yīng)與其它儀器同時(shí)使用4、應(yīng)在暗環(huán)境下使用，排除熒光線（亮線）5、勿手持樣品，血液會(huì)產(chǎn)生592nm吸收線6、分光鏡的使用很大程度上基于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和寶石學(xué)知識(shí)，尤其是對(duì)寶石特征光譜的認(rèn)識(shí)，只有熟記了特征光譜、過(guò)渡元素的特征譜線，才能有效地使用分光鏡。5、主要寶石的吸收光譜圖u 紫外燈激發(fā)寶石發(fā)光的能量主要有：可見(jiàn)光、紫外線和X射線 紫外燈就是一個(gè)能提供紫外線的光源。其燈管能輻射一定波長(zhǎng)范圍的紫外光波，經(jīng)過(guò)特制濾光片后，僅射出主要波長(zhǎng)為365nm的長(zhǎng)波（LW）紫外線或254nm的短波紫外線（SW）。 紫外燈主要由紫外光源、暗箱和觀察窗口三部分組成。使用時(shí)應(yīng)注意：切勿直視紫外光源。既要觀察熒光強(qiáng)弱（無(wú)、弱、中、強(qiáng)四級(jí)），也要觀察顏色和發(fā)光部位。有時(shí)寶石刻面對(duì)紫外光的反射，會(huì)造成寶石發(fā)出紫色熒光的假象，稍改變寶石方位即可。而且熒光是寶石整體發(fā)出的光，而刻面反光并非如此，光強(qiáng)不均。寶石在LW下的熒光強(qiáng)度通