В настоящее время на ювелирном рынке существует большое разнообразие драгоценных и полудрагоценных камней. Следует отметить, что в отдельных случаях такие камни продаются с указанием неточной информации об их идентичности. Экспертиза драгоценных и полудрагоценных камней требует эффективного и легкого в использовании аналитического метода. Таковым является спектроскопия комбинационного рассеяния, также называемая Рамановской спектроскопией.

Среди уникальных возможностей спектроскопии комбинационного рассеяния можно назвать ее неразрушающий характер, а также пространственное разрешение на субмикронного уровне. Последнее особенно актуально в случае небольшого размера драгоценных камней, установленных в оправы ювелирных изделий.

Данная работа демонстрирует возможности конфокальной спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) света для установления подлинности драгоценных камней, часто предлагаемых на рынке.

Алмаз, изумруд, рубин, сапфир, жемчуг и подобные драгоценные камни, а также полудрагоценные камни, такие как александрит, хризолит, бирюза, гранат, топаз, янтарь и коралл, являются весьма популярными и широко используются в ювелирной промышленности.

Спектры комбинационного рассеяния отдельных камней приведены на Рис.1-9. Наряду с измеренными нами спектрами, на Рис.1-9 помещены для сравнения рамановские спектры соответствующих материалов из спектральной базы RRUFF. Каждый из исследованных ювелирных камней имеет особый спектр комбинационного рассеяния.

Алмаз является самым ценным драгоценным камнем. Циркон и кубический цирконий применяются в качестве имитаций бесцветных алмазов. Данные камни могут позиционироваться недобросовестными дилерами как более дорогие бриллианты. Такие имитации весьма похожи на алмазы, но их спектры комбинационного рассеяния совершенно различны (Рис.1-3).

Для алмаза (Рис.1) характерен интенсивный пик на спектре комбинационного рассеяния вблизи 1332 см-1 (валентное С-С колебание), который отсутствует в кубическом цирконии (Рис.2) и в цирконе (Рис.3). В спектре циркона наблюдается несколько пиков комбинационного рассеяния вблизи 350, 432 (Si-O деформационные колебания), 969 и 1003 см-1 (Si-O валентные колебания).

Рубин, который является разновидностью минерала корунда, является cледующим широко встречающимся драгоценным камнем (его спектр комбинационного рассеяния отображен на Рис.4).

Стоимость рубинов в первую очередь определяется их цветом. Наиболее ценны камни красного цвета. Рубины розового, оранжевого и других оттенков дешевле. На рынке, наряду с подлинными рубинами, предлагаются также его различные имитации. В качестве имитаций могут выступать красные шпинели и цветные стекла. Отличить имитацию от подлинного рубина позволяет КР спектроскопия.

Анализ спектров комбинационного рассеяния может также помочь распознать турмалин (Рис.5), нефрит (Рис.6), бенитоит (Рис.7), янтарь (Рис.8) от их подделок.

Рамановскую спектроскопию дополнительно можно применять для выяснения происхождения жемчуга — натуральный он или искусственный. У натурального пресноводного жемчуга очень характерный спектр комбинационного рассеяния (отображен на Рис.9).

Заключение

В данной работе показано, что конфокальная микроскопия комбинационного рассеяния является идеальным методом анализа драгоценных камней. Благодаря неразрушающей технике анализа, спектроскопия КР может быть полезной для геммологов, коллекционеров драгоценных камней и другим специалистам.

Спектры комбинационного рассеяния алмаза
Рис.1. Спектры комбинационного рассеяния алмаза (λех = 532 нм).
Спектры комбинационного рассеяния кубического циркония
Рис.2. Спектры комбинационного рассеяния кубического циркония (cubic zirconia, λех = 532 нм).
Спектры комбинационного рассеяния циркона
Рис.3. Спектры комбинационного рассеяния циркона (λех = 532 нм).
Спектры комбинационного рассеяния рубина
Рис.4. Спектры комбинационного рассеяния рубина.
 Спектры комбинационного рассеяния турмалина
Рис.5. Спектры комбинационного рассеяния турмалина.
Спектры комбинационного рассеяния нефрита
Рис.6. Спектры комбинационного рассеяния нефрита.
Спектры комбинационного рассеяния бенитоита
Рис.7. Спектры комбинационного рассеяния бенитоита.
Спектры комбинационного рассеяния янтаря
Рис.8. Спектры комбинационного рассеяния янтаря. На изображении справа приводится спектр комбинационного рассеяния янтаря из литературных источников (Howell G. M. Edwards, Analyst, 2004, 129, 870-879).
Спектры комбинационного рассеяния пресноводного жемчуга
Рис.9. Спектры комбинационного рассеяния пресноводного жемчуга. Справа приводится спектр КР жемчуга из литературных источников (Karampelas S., etc. Identification of treated-color freshwater cultured pearls, Bulletin of the Geological Society of Greece, 2007, pp. 794-804).

Вас также может заинтересовать:

Консультация и техподдержка

связаться с нами