紫外-可見分光光度計(jì)在優(yōu)化處理寶石鑒定中的應(yīng)用

白芳芳 宋林

（1.四川文化藝術(shù)學(xué)院，四川 綿陽 622150；2.國檢中心深圳珠寶檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室有限公司，廣東 深圳 518001）

一、引言

紫外-可見分光光度技術(shù)在寶石鑒定行業(yè)當(dāng)中是一種行之有效的鑒定手段，這種鑒定手段首先可以對寶石的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確的鑒定，同時也可以鑒定出寶石的化學(xué)成分究竟都含有那些物質(zhì)，寶石內(nèi)部晶體都是怎樣排列和布置在內(nèi)部的，若想要進(jìn)行價(jià)格低廉鑒定迅速對樣品表面和內(nèi)部組成不做改變，也沒有損害來進(jìn)行寶石樣品的鑒定，那么紫外-可見分光光度技術(shù)在優(yōu)化處理寶石的鑒定工作當(dāng)中具有不可或缺的作用。在如今的寶石鑒定領(lǐng)域天然寶石、人工優(yōu)化處理過的寶石、人工合成寶石之間還是有很大差異的，不僅體現(xiàn)在組成離子的致密程度和寶石的發(fā)光顏色導(dǎo)致的物理機(jī)理方面也有很大差異。紫外-可見分光光度技術(shù)在處理寶石鑒定樣品的工作當(dāng)中可以對傳統(tǒng)手段進(jìn)行一定的有效補(bǔ)充。在大多數(shù)寶石鑒定工作當(dāng)中紫外-可見分光光度技術(shù)完全可以獨(dú)挑大梁。紫外-可見分光光度技術(shù)檢測技術(shù)手段需要進(jìn)行圖譜的信息采集和整理分析[1]。

二、紫外-可見分光光度計(jì)在優(yōu)化處理寶石鑒定中的方法及優(yōu)勢

紫外-可見分光光度計(jì)在優(yōu)化處理寶石鑒定中的方法主要包括反射法和直接透射法，它們各自有各自的特點(diǎn)。

（一）反射法

紫外-可見分光光度技術(shù)是利用不同的寶石品種在可見光區(qū)和紫外線區(qū)進(jìn)行光譜吸收會產(chǎn)生不同的特征，通過研究紫外-可見分光光度技術(shù)對寶石的各種結(jié)構(gòu)組成物質(zhì)相互之間來進(jìn)行待檢測和鑒定，其利用可見光分光反射法可以進(jìn)行。從0 度角至15 度角的精密測試。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)在進(jìn)行反射法測試樣品的時候，我們不需要將寶石樣品傾斜放置，由于反射法最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以進(jìn)行角度的調(diào)節(jié)，傳統(tǒng)的寶石鑒定方法當(dāng)中測試樣品只能限于鑒定光澤比較高的寶石，而利用反射法紫外可見分光光度計(jì)進(jìn)行寶石樣品鑒定的過程當(dāng)中，無論是透明的樣品還是不透明的樣品都可以利用反射法來進(jìn)行試驗(yàn)，在試驗(yàn)當(dāng)中反射法積分裝置和較大的樣品并不受實(shí)驗(yàn)條件的限制。

（二）直接透射法

直接透射法進(jìn)行保濕樣品的鑒定，一定要讓樣品的最光滑的那一側(cè)接受光束的照射，所以當(dāng)我們所鑒定的寶石樣品，不透明的寶石就不能對寶石進(jìn)行無損測試了，如果想通過直接透射法對不透明的寶石進(jìn)行測試，我們需要從寶石樣品當(dāng)中取樣，對寶石樣品的粉末進(jìn)行壓片處理才能夠滿足實(shí)驗(yàn)要求與直接透射法。紫外-可見分光光度技術(shù)進(jìn)行寶石鑒定的過程當(dāng)中的種種局限性，所以在可以應(yīng)用反射法進(jìn)行寶石鑒定的場所和條件之下，不首先使用直接透射法來進(jìn)行報(bào)審樣品的鑒定。

紫外-可見分光光度技術(shù)在寶石鑒定領(lǐng)域當(dāng)中具有很多優(yōu)勢，首先紫外-可見分光光度技術(shù)吸收光譜的特征是不同的，因?yàn)椴煌拇b定寶石樣品具有不同的分子結(jié)構(gòu)和不同的化學(xué)組成元素成分，所以我們得出的寶石鑒定品種通常需要借助于紫外-可見分光光度技術(shù)，利用專業(yè)的鑒定分析軟件類似于物理機(jī)械和建筑行業(yè)當(dāng)中所應(yīng)用的有限元分析軟件進(jìn)行對比和分析，在進(jìn)行分析檢測的過程當(dāng)中，我們需要對產(chǎn)品的各種參數(shù)數(shù)值進(jìn)行設(shè)定，區(qū)分出不同的寶石，在可見光光度計(jì)的作用下，所產(chǎn)生的不同的光譜圖來進(jìn)行對比分析，明確該待鑒定的寶石品種與寶石數(shù)據(jù)庫當(dāng)中的最合理數(shù)值是否存在差異，這樣就可以鑒定出不同的寶石品種究竟是屬于哪一種寶石數(shù)據(jù)庫之中的樣品。

在查閱了大量的紫外可見光光度計(jì)圖之后我們可以發(fā)現(xiàn)，日本島津公司所生產(chǎn)的型號UV2700 吸收光譜儀所使用的雙光束分析方法是比較好的，在此實(shí)驗(yàn)當(dāng)中也用到了霧燈這種特殊的實(shí)驗(yàn)器材，實(shí)驗(yàn)條件是在五納米當(dāng)中利用波長350 納米到850 納米的光譜來進(jìn)行掃描，采樣間隔每隔0.2 納米就進(jìn)行一次通過這個實(shí)驗(yàn)我們可以很清晰地發(fā)現(xiàn)石英巖、玻璃、蛇紋巖、和田玉等不同種類的材料所表現(xiàn)出來的峰值是大相徑庭的，可以看到他們的峰值頂部與谷底沒有重合，所以我們可以得知利用紫外可見光光度計(jì)分析方法所得出來的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是相對客觀可靠的。

三、紫外-可見分光光度計(jì)在優(yōu)化處理寶石鑒定中的應(yīng)用

紫外-可見分光光度技術(shù)在寶石鑒定領(lǐng)域當(dāng)中的優(yōu)勢，首先紫外-可見分光光度技術(shù)吸收光譜的特征是不同的，因?yàn)椴煌拇b定寶石樣品具有不同的分子結(jié)構(gòu)和不同的化學(xué)組成元素成分，所以我們得出的寶石鑒定品種通常需要借助于紫外-可見分光光度技術(shù)。

我們將待檢測的寶石樣品在紫外-可見分光光度技術(shù)儀器的檢測下所呈現(xiàn)出來的種類進(jìn)行初步判斷，之后進(jìn)入我們的應(yīng)用軟件當(dāng)中對和田玉的品種、各種參數(shù)來進(jìn)行設(shè)置，具體參數(shù)指標(biāo)包括質(zhì)量、體積、密度、抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度。對它們在自然重力之下的洛氏硬度和布氏硬度，甚至維氏硬度來進(jìn)行有效的檢測，這樣我們就可以在數(shù)據(jù)庫當(dāng)中來判定和田玉當(dāng)中的品種是屬于哪一參數(shù)值范圍，和田玉當(dāng)中的碧玉品種是屬于哪一種范圍，還可以選擇其他類的寶石，如石榴石品種來與我們之前所設(shè)定好的各種參數(shù)數(shù)值進(jìn)行比對，當(dāng)待檢測的樣品處于我們所設(shè)定的參數(shù)數(shù)據(jù)庫當(dāng)中的數(shù)值范圍之內(nèi)，那么這種檢測結(jié)果就是合理的，可以判定為產(chǎn)品合格，如果商家或收藏者所提供的該種品牌的寶石聲稱屬于某種玉石，但進(jìn)行實(shí)際的紫外可見光光度計(jì)實(shí)驗(yàn)之后，又通過計(jì)算分析軟件來進(jìn)行檢測，他們所在的數(shù)據(jù)庫值的范圍與所生成的范圍并不相符，那么我們就要對檢測者所提供的寶石樣品進(jìn)行深度懷疑了，不同的差異量值進(jìn)行橫向?qū)Ρ群涂v向?qū)Ρ?，才能夠完全來判斷，這種研究方法有點(diǎn)類似于物理學(xué)上的控制單一變量法，控制單一變量法只是發(fā)現(xiàn)一點(diǎn)差異就做出判斷，而我們所應(yīng)用的專業(yè)分析鑒定軟件，可以從多個角度來進(jìn)行判別，避免產(chǎn)生誤差，這也是由于寶石鑒定品種自身所含有的經(jīng)濟(jì)價(jià)值比較高所決定的。我們不能輕易由個人主觀猜測就判定哪種寶石產(chǎn)品是偽造，是合格還是不合格，利用紫外可見分光光度計(jì)來鑒定寶石。可以很好地幫助我們區(qū)分是合成寶石還是天然寶石，是人工優(yōu)化處理的寶石還是天然寶石，這兩項(xiàng)分析是相當(dāng)具有科學(xué)依據(jù)的[2]。

許多收藏愛好者和商家出于經(jīng)濟(jì)效益的考慮都需要對寶石進(jìn)行專業(yè)的技術(shù)鑒定來提升和確保其收藏價(jià)值。但是如果通過分析鑒定方法的寶石樣品是屬于質(zhì)量低劣的殘次品甚至存在造假行為，那么其經(jīng)濟(jì)價(jià)值和收藏價(jià)值會大大降低，今年，市場上出現(xiàn)了大量的紫外-可見分光光度技術(shù)儀器由于這種儀器的制造成本低廉，技術(shù)鑒定功能強(qiáng)大，占地面積同時又比較小，可以廣泛地應(yīng)用在寶石產(chǎn)品加工場所，寶石產(chǎn)品出售的商場商店、寶石商品收藏室甚至是收藏玩家的家中都可以購置一臺這種儀器，所以紫外可見光光度計(jì)檢測儀在寶石鑒定當(dāng)中獲得了日趨成熟和完善的市場競爭力。物理結(jié)構(gòu)組合方式的檢測鑒定。主要可以用來研究寶石呈色的機(jī)理，區(qū)分是合成寶石還是天然寶石，鑒定寶石是屬于哪一品種的檢測樣品，他們與哪一品種的檢測樣品在組成和結(jié)構(gòu)方面趨于一致來進(jìn)行寶石判定，即使是在同一類寶石樣品當(dāng)中也可以通過紫外可見光光度計(jì)的方法來進(jìn)行寶石成色的篩選。例如在電子顯微鏡下紫外可見光光度計(jì)檢測技術(shù)，在保持樣品進(jìn)行鑒定的過程當(dāng)中所發(fā)射出來的光譜[3]。

即使紫外可見分光光度計(jì)的功能這么強(qiáng)大，仍然沒有超出利用反射法和直接透射法的范圍。我們可以對天然黃色系列鉆石的可見光吸收光譜特征來進(jìn)行分析。得出了如下的結(jié)論：天然淡黃色的HPHT 型鉆石樣品，含有單原子結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致在吸收的過程當(dāng)中，逐漸透過表面可可以發(fā)出淡黃色的光，而經(jīng)過專業(yè)分析鑒定技術(shù)處理的輻射退火，黃色鉆石明顯的含有了雙原子結(jié)構(gòu)和三原子結(jié)構(gòu)，通過測試，我們可以較為明顯地看出成黃色合成鉆在600 納米到800 納米波段的變化趨勢。表現(xiàn)的比較明顯呈現(xiàn)出半透明的狀態(tài)，而在900 納米以下再進(jìn)行直接反射和漫反射所呈現(xiàn)出的表面顏色一定是橙黃色的，其參數(shù)值也逐漸降低，所導(dǎo)致的吸收在處理600 納米左右鉆石的時候一定會呈現(xiàn)出上升或下降趨勢，近兩年來市場上出現(xiàn)了大量的CVD 合成鉆石技術(shù)可以較為明顯的為我們的實(shí)驗(yàn)理論帶來支撐。因?yàn)樘烊坏某壬t柱石會顯現(xiàn)出錳元素和鐵元素所帶來的物理和化學(xué)特征的變化，這樣在吸收光譜當(dāng)中，水熱法合成的寶石則會呈現(xiàn)出鐵和鈷元素所導(dǎo)致的吸收光譜。通過以上分析我們明顯地感覺到天然寶石與人工優(yōu)化處理的寶石，天然寶石與人工合成的寶石之間還是具有較明顯的區(qū)別的[4]。

四、總結(jié)

通過對各種類型寶石紫外-可見分光光度技術(shù)優(yōu)化鑒定寶石真?zhèn)纬煞纸M成等方面進(jìn)行了細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治龉ぷ鳎Ｍ麨橹暗膶毷贤?可見分光光度技術(shù)鑒定工作積累寶貴經(jīng)驗(yàn)，也可以在選擇紫外-可見分光光度技術(shù)的實(shí)踐當(dāng)中提供參考。如有不足之處，還望行業(yè)內(nèi)專家學(xué)者批評指正，在此不勝感激！寶石鑒定行業(yè)的大量工作任重道遠(yuǎn)，紫外-可見分光光度技術(shù)鑒別方法只是其中一種，后續(xù)還望各位專業(yè)技術(shù)從業(yè)人員系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，保持鑒定學(xué)方面的各種知識，在完成相應(yīng)的繼續(xù)教育和大量培訓(xùn)之后，可以為寶石鑒定行業(yè)做出更多更大的貢獻(xiàn)[5]。