人工制品用什么仪器来区分它和其他的?
合成红宝石的技术已经成熟。目前主要有三种方法:火焰熔融法、熔剂法和水热法。其中,焰熔红宝石比较容易识别,通过观察内部的弧形生长线和气泡来确定是合成红宝石。市场上特别是旅游商店里卖的颜色鲜红颗粒大的红宝石,其实就是这种红宝石。通量红宝石需要专业人员在高倍显微镜下观察其内部特征才能鉴别。水热红宝石合成环境模仿天然红宝石的生长环境,内部特征与天然红宝石非常相似。用一般仪器很难区分,经常需要其他大型仪器,比如x光仪器。
人造金红石的鉴定
人造金红石的色散值非常高,这使得它发出五彩缤纷的火色。这一特点使它很难与任何其他材料混淆。此外,其极高的双折射使其刻面边缘鬼影极其清晰。这两个特点就足以证实了。
锶酸的鉴定
钛酸锶作为一种类金刚石材料,很容易识别。钛酸锶明显不同于金刚石,因为它的火彩很强。虽然标准的圆形多面体钛酸锶在在线测试中是不透明的,但其明显较低的硬度使其表面呈现出明显的磨损痕迹、光滑的刻面边缘和不均匀的刻面。虽然在反光板上可以得到和钻石一样的折射率,但是用热导仪检测的时候没有钻石反应。卡尺法或静水称重可以测出未插入产品的比重,从而确认。
人造红宝石的鉴定
1.人造红宝石中可见细小弯曲的生长线和拉长的气泡,有时可见云雾状气泡。
2.宝石中偶尔可见未熔化的原料粉末。
3.在暗光照和斜光照下,偶尔可以看到一些细微的白云夹杂物。
4.在显微镜下有时可以看到不均匀的晶体生长条纹。
5.宝石晶体可能有晶种的痕迹。
6.宝石晶体中的铱或钼包裹体可以通过电子探针和X射线荧光分析来检测。
合成金绿宝石的鉴定
1.在人造祖母绿中可以看到弯曲的生长线和细长的气泡。
2.宝石中偶尔可见未熔化的原料粉末。
3.在暗光照和斜光照下,偶见条状杂质夹杂和针状夹杂。
4.合成金绿宝石的折射率(1.740-1.745)略低。
5.宝石晶体中的铱或钼包裹体可以通过电子探针和X射线荧光分析来检测。
人造钇铝石榴石的鉴定
钇铝石榴石是人造宝石,根据其物理和光学性质可以与同类宝石相区别。
区域熔炼法合成宝石的鉴定
区域熔炼合成宝石的过程中不使用坩埚,所以不存在坩埚杂质的污染。该技术可以细化和提纯晶体,因此晶体中很少出现包裹体和生长线,晶体质量高。用这种方法合成的宝石色纯度高,内部洁净。一般荧光比对应的天然宝石强;分光镜下的吸收线简单清晰;宝石表面加工不够精细,经常出现“火痕”。对于人工钇铝石榴石晶体,由于没有天然对应的宝石,可以根据其理化性质进行鉴定。由于晶体生长过程中工艺条件的突变,也会合成出质量较差的宝石晶体。其特点是生长线混乱,晶体颜色不均匀,甚至有气泡。由于区熔法生产成本高,在真正的商业生产中很少能生产出高质量的合成宝石。因此,对这类合成宝石的研究和报道也很少。
冷坩埚法合成宝石的鉴定
冷坩埚法是一种生产和合成立方氧化锆晶体的方法。这种方法是由俄罗斯科学院列别捷夫固体物理研究所的科学家开发的,并于1976申请了专利。由于合成立方氧化锆晶体良好的物理性能,无色合成立方氧化锆迅速而成功地取代了其他钻石仿制品,成为天然钻石的良好替代品。合成立方氧化锆易于掺杂和着色,可以获得各种颜色鲜艳的晶体,因此受到珠宝商和消费者的欢迎。
人造立方氧化锆经常被用作钻石的仿制品。因此,合成立方氧化锆晶体的性能和特征是合成立方氧化锆的显著特征。
熔剂法合成红宝石的鉴定
一、残留的夹带剂
b、气固两相夹杂物:
c、铂金片
d、特殊色带或色域
在熔剂合成的宝石中可以看到线状和角状生长带,在外观上与天然红宝石和蓝宝石中的色带一致。而在Lamla合成红宝石中,可以出现搅拌色现象和纺锤形色域,在Douros合成红宝石中,可以出现浅红色、无色带状和蓝色三角形色块。
f、籽晶
早期的产品使用大的晶种。例如,Leichleitner公司只在籽晶上生长了一层薄薄的合成红宝石。目前,在大部分共溶剂法合成红、蓝宝石的过程中,很难见到晶种及其相关特征。
g、发光
共溶剂法合成的红宝石在紫外光下呈现中到强的红色荧光,可以指示红宝石的鉴别。但Lamla红宝石中加入了一些稀土元素,在紫外光照射下呈现橙红色荧光。少数样品可能显示蓝白色荧光。
可见光谱
熔剂法合成的红宝石吸收光谱与天然红宝石相同,但比天然红宝石更清晰明显。
一.微量元素
暴露在宝石表面的助溶剂残包的化学成分可以用电子探针分析检测,宝石中所含的微量化学元素可以用X射线荧光光谱仪分析。最常用的助溶剂是一些重金属的氧化物,如PbO、PbF2、BiO2、MoO2、B2O5、Li2O,有时还有冰晶石(Na3AlF6)。
合成的有色水晶通常显示出与天然水晶不同的色带。合成色水晶的色带总是平行于籽晶板,而合成紫水晶时籽晶板通常平行于菱面方向;合成黄玉的晶种板平行于底轴。所以使用偏光镜可以帮助确定。
水热法合成祖母绿的早期产物主要含有I型水,而不含I I型水。后来通过改进工艺,新产品中既有I型水,也有II型水,但仍含有较多的I型水,证明一般碱含量较低。而天然祖母绿更高。不同产地的天然祖母绿和不同厂家的合成祖母绿的吸收峰相对强度也明显不同。近年来,水热法合成的祖母绿产品的红外光谱一般呈现出I型水和II型水的吸收峰,而天然祖母绿中既有I型水,也有II型水,但II型水较多。
人造钻石的颜色和类型也可以控制。因为生长室充满空气,空气中含有氮气,所以大部分人造钻石都是含孤氮的Ib钻石。这种钻石大多是黄色到棕色。如果在反应室中加入一些氮吸收剂,如锆或铝,可以得到无色无氮的IIA金刚石。如果同时加入一些硼,可以合成含硼的蓝色ⅱb型金刚石。
人造钻石也可以通过辐射变成彩色钻石。
人造钻石在长波紫外线下通常没有荧光,在短波下往往有黄色、绿色黄色和橙黄色荧光。而天然钻石通常在长波紫外线下荧光较强,多为蓝白色,在短波下相对较弱或呈惰性。合成钻石在短波紫外光下有一种特征条带现象,即立方体和八面体生长方向的荧光分布特征,也称为“玛尔塔交叉条带”现象,如图所示。天然钻石呈环状荧光分布。DIAMONDVIEW是DTC专门开发的一种仪器,用于检测钻石在紫外光下的荧光分布特征。近无色的合成钻石在短波下有明显的磷光,而天然钻石没有磷光。
合成蛋白石比天然蛋白石更能透过紫外线。这种性质的检测方法是:将相纸放入盛有水的盘中,将检测出的宝石和种类相近的天然材料放在相纸上。曝光时间大概2-3秒。显影后,合成宝石的图像周围可以看到一条白边,而天然宝石的图像没有白边。
常见玻璃仿制品及其鉴别
A.仿透明宝石的玻璃品种
玻璃常被用作透明宝石的仿制品,如红宝石、蓝宝石、祖母绿、海蓝宝石和橄榄石。它可以具有与仿宝石非常相似的颜色,但区分它的关键是其特征包裹体在折射率、光学性质、相对密度、光谱等方面与仿宝石不同。
(1)表面和内部特征:
模制玻璃表面上的模制痕迹、光滑的小平面边缘和缩孔。玻璃内部经常会出现气泡和涡线。除了天然玻璃,天然透明宝石很少见到单相包裹体。天然宝石往往表现出矿物晶体包裹体、气液包裹体等,这是玻璃中所没有的。一些天然透明宝石双折射较大,放大后可以看到刻面边缘鬼影,玻璃中则看不到。
(2)折射计:
通常与仿宝石的折射率或光学性质不同,是单折射。玻璃的折射率一般为1.45-1.70,这个范围常见的透明天然无机宝石都是双折射的。
(3)异常双折射:
玻璃在偏光片下显示出无干涉环的黑十字全消光或异常消光;双折射天然透明宝石可以显示单轴或双轴干涉图。