珠宝玉石鉴定中的红外光谱技术应用研究

2018-12-06刘心一

商品与质量 2018年37期

刘心一

大连产品质量检验检测研究院有限公司辽宁大连 116021

1 红外光谱技术应用原理

现阶段，在国际与国内珠宝玉石鉴定过程中，红外光谱仪由于具有极高的检测准确率、更短的分析检测时限以及较高的特征性等优点，在行业中获得了普遍的应用。与此同时，应用红外光谱仪来对珠宝玉石进行检测，可极大保证所检测珠宝玉石的完好度，确保其不受损坏，以此来将准确、真实的检定数据提供给检测人员。

红外光谱仪应用原理主要是将具有一定波长的红外射线照射到需要检定的宝石分子中，由于分子所吸收的红外射线与宝石的构成有关，从而使得部分特定波长的红外射线被宝石分子所吸收，进而导致这一特定分子的红外吸收光谱由此形成，鉴定人员可根据所形成的红外吸收光谱来对待鉴定的珠宝玉石进行鉴定与分析。另外，鉴定人员可对红外吸收光谱带的数目、强度以及光谱形式等进行观察，以此完成宝石红外吸收光谱的表征定性工作，从而帮助鉴定人员掌握与了解宝石的有关参数信息[1]。

宝石样品的红外光谱检测主要以分析珠宝玉石官能团为主，并根据官能团所表现出的各类参数信息来实现珠宝玉石类型与结构的鉴定。然而，对于解谱分析工作而言，对分析人员提出了更为严格的要求，如解谱人员需要具备足够的工作经验以及丰富的红外光谱知识等。与此同时，红外光谱图对于化合物来讲，普遍存在复杂的特征，并且难以从中掌握所有分子结构信息，所以对分析人员的工作经验有着更多的要求。尽管解谱分析工作的难度较大，但是红外光谱官能团的分析仍然是最为快速、准确的珠宝玉石鉴定方式，可对常规检测中的弊端予以弥补，并且具有更高的分析效率，同时可以保证所鉴定珠宝玉石的完整度和具有便捷的操作性等优点。所以红外光谱仪是目前实验室鉴定珠宝玉石最常用的实验设备。

2 红外光谱技术在珠宝玉石鉴定中的应用

2.1 宝石种属的鉴定

红外光的吸收效果对于不同类型的珠宝玉石所表现出的吸收特征存在一定差别。因此，在鉴定珠宝玉石过程中，鉴定可以通过红外光谱技术所分析出的红外光谱图来实现，并且可对珠宝玉石的种属进行鉴别。其中，红外光谱技术当中的反射法是珠宝玉石种属鉴定过程中常用的方法，即对珠宝玉石的表面进行红外光照射，通过对反射光进行分析，实现对珠宝玉石种属的鉴定。在对品种相似的珠宝玉石鉴定过程中，如鉴别硅灰石与和田玉时，由于彼此折射率与密度等物理特性差别不大，所以需通过红外光谱技术对不同品种的宝石进行精准的鉴别。

2.2 天然与合成宝石的鉴定

由于珠宝玉石的产量较低，在一定程度上提升了其经济价值。珠宝玉石的销售价格提升，为珠宝玉石合成行业的存在提供了空间。此外，随着科学技术水平的不断提升，合成宝石与天然宝石的区分难度急剧增加，使得珠宝玉石的鉴别难以通过常规的鉴定方法来实现。随着红外光谱技术的不断完善，将其应用在珠宝玉石鉴定中有着良好的鉴定效果，所以其在现阶段鉴定珠宝玉石过程中有着广泛的应用。

在对天然祖母绿与合成祖母绿鉴定过程中，由于其物理特性近乎一致，如折射率与密度等，所以常规鉴定手段无法对两者进行有效的鉴别。运用红外光谱技术可以准确地对祖母绿中的水分子伸缩振动与强度等方面进行分析，并根据分析结果准确地对天然与合成祖母绿进行鉴别，同时不会对祖母绿有任何程度的破坏。

在合成祖母绿过程中，主要会应用到助溶剂法以及水热法。利用红外光谱技术，可对祖母绿中结晶水吸收峰进行鉴别，以此得到更为真实的鉴定结果。另外，以天然的祖母绿为例，通常其结晶水吸收峰介于3500-3700cm-1的范围内，如果祖母绿由助溶剂法所合成，其结晶水吸收峰则不存在，所以这可作为区分祖母绿是天然还是人工合成的必要条件。在红外光谱技术的帮助下，对祖母绿的结晶水吸收峰加以检测，可以使检定准确率大幅度提升。

如果要对天然宝石以及优化处理后的宝石加以区分，同样可用红外光谱技术来实现。例如，对翡翠进行鉴定过程中，利用红外光谱技术来得到翡翠中羟基吸收峰的光谱图，并进行分析，以此来对翡翠是否经过漂白填充处理进行区分，最终实现对天然翡翠以及优化处理的翡翠的鉴定工作[2]。

2.3 宝石及其仿制品的鉴定

除了对合成与天然珠宝玉石进行鉴定外，红外光谱技术同样可在珠宝玉石与仿制品之间的鉴定中予以应用。通常来讲，天然珠宝玉石与其仿制品在性质与外观中存在较多的相似，通过经验以及常规鉴定措施难以准确地进行分辨，需要在鉴别真伪过程中对红外光谱技术进行应用。例如，在对钻石与合成立方氧化锆的鉴定过程中，尽管合成立方氧化锆与钻石在外观与物理特性上的区别微乎其微，但是通过合理运用红外光谱技术，可以对钻石与合成立方氧化锆进行红外反射光谱测试，以此来对红外反射结果进行分析，实现钻石与合成立方氧化锆的准确鉴别。

2.4 类质同象宝玉石的研究

所谓类质同象，通常指的是在晶体结构中，原位置的部分离子、原子或分子被与其性质近似的其它离子、原子或分子所取代，而晶体结构的化学键和结构类型保持基本不变，仅在密度、折射率等方面存在变化的现象。因此，在鉴定类质同象珠宝玉石过程中，可通过红外光谱仪对各种类质同象的珠宝玉石加以鉴定，并且有着极高的鉴定准确率。