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便携式拉曼光谱仪在宝石领域快检运用,如寿山石和老挝石的初步区分

作者:拉曼光谱仪产品 日期:2017-11-12 17:01:45 点击数:

便携式拉曼光谱仪在宝石领域快检运用,如寿山石和老挝石的初步区分(图1)

  宝玉石国家标准《珠宝玉石名称》指出宝石是天然珠宝玉石和人工宝石的统称。面对日益枯竭的石矿与慢慢减少流通的宝玉石精品,我们要现有的宝玉石展开更为细致的研究,以达到快速并且无损地区分天然与合成宝玉石及相似品种的矿石的目的。

  拉曼散射效应是指一定频率的光穿过透明介质,物质中的分子吸收了部分能量发生不同方式的振动而散射出频率改变了的光的现象。本文利用实验室自行研制的便携式拉曼光谱仪研究了其在宝玉石鉴别中的应用,根据应用需求优化了仪器技术,对寿山石和翡翠进行了拉曼光谱测量和光谱分析,结合化学计量学方法对产地不同的同类宝玉石进行了初步的区分。

  拉曼光谱分析仪与其他分析方法相比有着突出的优势:

  1. 无损、快速:拉曼测试不需要前期制样,故不会损伤宝石表面和内部结构。测试过程中操作简单,只需将激光聚焦于宝石表面;结合高灵敏的光谱探测器的光谱扫描时间缩短至几秒或更低。

  2. 获取宝石内部物质信息:能鉴别宝石是纯天然的还是经过人工处理过(高温、染色、合成)的,并对充填物质做分析;对宝石中的形状大小各异的包裹体,包括固相、液相、气相,还有这三种相态的不同组合,进行矿物成分和成矿理论的研究。

  3. 远距离实时在线分析:与光纤技术相结合的拉曼光谱技术可以对远距离样品分析,实现危险环境中的取样过程。与计算机结合,可能实现实时分析和在线监测,以及建立宝石库鉴别不同宝石等。

便携式拉曼光谱仪在宝石领域快检运用,如寿山石和老挝石的初步区分(图2)

  近年来出现的从老挝传来的老挝石,其与寿山石有相似的矿物成分,给寿山石鉴别带来了一定的难度。相关研究表明老挝石主要由 Al 及 Si 组成,其含量与高岭石族矿物的理论化学组成较为一致,这与高山石类寿山石高度相似。

  反映出高山石类寿山石和老挝石的原始特征光谱信息在 250~1250cm-1。

便携式拉曼光谱仪在宝石领域快检运用,如寿山石和老挝石的初步区分(图3)

  寿山石和老挝石的平均拉曼光谱存在显著差异,在大多数的峰位上,老挝石的光谱强度比寿山石的强度高,寿山石只有在 264cm-1处的拉曼峰强度比老挝石高。

便携式拉曼光谱仪在宝石领域快检运用,如寿山石和老挝石的初步区分(图4)

  从寿山石和老挝石的平均拉曼强度的均数上来看,两者的均数之间没有完全重叠,说明寿山石和老挝石光谱之间的差别明显。

便携式拉曼光谱仪在宝石领域快检运用,如寿山石和老挝石的初步区分(图5)


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