傅立叶变换红外光谱分析珠宝中的宝石

人造宝石晶体从19世纪末开始就有了，它们的生产工艺也越来越精细。后来，从20世纪50年代开始，人们通过不同类型的合成手段获得了钻石，现在可以生产出宝石质量的钻石，单个质量可以达到一克拉或更多。为了提高天然宝石和钻石的质量，许多不同的方法被同时开发出来，比如通过物理和化学方法来改善颜色等等。因此，了解石头的起源和历史变得很重要，并具有重要的经济意义。

傅里叶变换红外光谱(FT-IR)是钻石和宝石鉴定和分类的重要分析技术和选择方法之一。然而，分析非常小的或靠近其他石头的安装石头往往是一项困难的任务，因为常用的反射技术缺乏这种困难的样品所需的空间分辨率。LUMOS FT-IR显微镜可以分析几乎任何尺寸的镶嵌石头。由于其高工作距离，lumo可以分析这些无法通过宏观红外测量技术获取的石头，例如，沉下去的石头。

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红外显微镜	lumo红外显微镜
宝石鉴定	作品8软件
珠宝的分析
钻石型determinatiom

图1所示。lumo红外显微镜。

仪表

LUMOS FTIR显微镜无与伦比的易用性，方便的自动化，以及出色的视觉和红外光谱性能是其明显的优点。可以使用一种特殊的样品夹钳来检查镶嵌的宝石，它可以固定所有类型的珠宝。使用虎钳，样品可以倾斜到一定的角度来精确定位不同的测量点，而不需要移除样品。

为了使自动化硬件的操作更加容易，OPUS提供了辅助指导测量程序。专用的OPUS视频向导——一个用户界面，总是为当前测量步骤提供适当的功能——帮助用户完成整个测量过程。尽管LUMOS可以由新手用户操作用于常规应用，但该仪器出色的灵敏度使它也适合高要求的应用。

例如:钻石戒指

样品夹虎钳与金刚石环显示在图2。整个环在插图中有说明。单个的钻石石非常小，并且非常紧密地安装在一起，这给用宏观红外测量来单独分析钻石石带来了挑战。图3显示了其中一个石头的测量示例以及视觉图像。红外光谱可以直接得出关于金刚石晶格的结论，并有助于检测氢、硼或氮等杂质。

此外，关于氮杂质的配置信息，如存在孤立的氮原子或团簇的两个或四个氮原子可以获得。红外光谱的x轴显示波长的倒数，单位是厘米^－1(即一厘米以上有多少波)，这是红外光谱中广泛使用的单位，y轴是吸收。氮杂质通常在大约500到1500厘米之间表现出吸收^－1而硼杂质的典型峰在2800 cm和2460 cm左右^－1．

强宽频带约在1600 ~ 2700厘米之间^－1是所谓的双声子带和所有钻石的特征。它们是一种聪明的标记，可以用来区分钻石和仿制品。此外，根据外来原子的类型和结构，每个金刚石都可以被指定为特定的类型。这类信息有助于区分天然石材和人造石材。图3显示了IaA型钻石的典型光谱，显示了石头的自然起源。对于珠宝中的钻石，光谱通常显示出来自有机污染物的额外特征，比如皮肤脂肪。双峰低于3000厘米^－1是由于C-H伸缩振动，这是有机物质的特征。

图2。钻石环固定在LUMOS台的样品夹虎钳上。

图3。钻石光谱之一的宝石从戒指。

例如:镶有宝石的金戒指

图4显示了一个分析不同石头安装在一个金戒指的例子。其中，这个环包含了三个非常小的沉在里面的无色石头，非常难以接近。其中一颗透明石头的红外光谱图像如图5所示。从光谱来看，很明显，这是一个钻石类型IaAB，这证实了它的自然起源。

图4。镶钻石和绿宝石的金戒指。

该光谱还显示了蛋白质和脂肪的附加波段，它们叠加在常规钻石光谱上。

此外,光谱测量从一个代表绿色,蓝色和红色的宝石镶嵌在戒指(图6),如图6所示,两个上光谱是典型的反射光谱的蓝色和红色宝石刚玉和阀杆可以,因此,被称为蓝宝石和红宝石。图6中底部的光谱来自绿色的石头，显示了绿柱石的特征波段。因此，这种石头通过光谱和它的绿色被识别为祖母绿。

图5。图像和光谱之一的钻石从戒指上图。

图6。金戒指上宝石的光谱。从上往下:蓝色、红色和绿色的石头。

总结

的lumo红外光谱显微镜可以分析，识别和分类，甚至非常小的镶嵌钻石和宝石，也能够处理沉没的石头。它甚至可以测量与其他石头非常紧密地安装在一起的小石头，具有非常高的选择性。从收集到的光谱数据，可以得出结论，石头是处理或合成，从而评估其真正的价值。

该信息的来源，审查和改编材料由布鲁克光学提供。欧洲杯足球竞彩

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