紅外光譜在寶玉石檢測中的應用

趙潔(河南省產品質量監督檢驗院，河南 鄭州 450000)

紅外光譜在寶玉石檢測中的應用

趙潔(河南省產品質量監督檢驗院，河南 鄭州 450000)

紅外光譜對寶玉石化學成分以及分子結構的研究起到了非常重要的作用，紅外線光譜對寶玉石的檢測方法主要有反射法、直接透射法以及漫反射法。本文依據這三種檢測方法的基本原理，從而判斷出寶玉石的基本特征，并從中判斷出化學成分以及分子結構。這對寶玉石的種屬以及合成區分都具有重要的意義。

化學成分；分子結構；基本原理

1 紅外光譜的測試方法

1.1 反射法

現階段，在寶玉石的紅外光譜檢測領域，所采用的反射法檢驗技術主要有兩種，分別是鏡面反射法以及漫反射法。

所謂的鏡面反射法，就是利用鏡面的反射附件，并對通過寶玉石表面反射的紅外光進行進行收集，從而測定出所檢測礦物的指紋頻率，從而對寶玉石礦物的晶體結構進行分析，從而對寶玉石的種屬進行判斷，這種鑒定方式能夠快速準確的對寶玉石中的有機物的分子結構進行鑒定，從而判斷出作為填充處理的有機高分子的材料結構。這種鑒定的操作方法較為簡單，但是在測量時對樣品拋光平面的要求較為嚴格，需要具有較大的拋光平面，所以對一些拋光平面較小的寶玉石，并不能很好地應用這種檢測方法。

漫反射法就是光線在寶玉石樣品中進行多次的反射，最終得到多次反射后形成的漫反射光，并對漫反射光的紅外光譜進行分析。由于光線在寶玉石內部進行了多次的投射以及折射等，所以的得到反射光譜會相對的增強，對于光譜的分析也提供了更為準確清晰的分析條件，更利于對樣品的結構以及組成進行有效合理的分析。這就徹底解決了普通的鏡面反射難以對厚重以及鑲嵌物品進行鑒定，或是鑒定結果具有一定的局限性這一難題，并對一些人工仿制的寶石鑒定起到了極大的幫助。在采用漫反射法進行寶石鑒定時，要盡可能在沒有金屬的方向進行測試，從而減少對反射光的干擾，從而避免光譜發生畸變。這種寶玉石的測試方法也是目前應用范圍最廣，使用最多的測試方法。

1.2 透射法

目前，在寶玉石的檢測領域，選用透射法進行寶玉石鑒定，主要的檢測方法有兩種，一種是粉末壓片法，另一種則是直接透射法。

粉末壓片法就是將要鑒定的寶玉石樣品研磨成粉末，并加入化學物質進行混合研磨，再放入紅外光譜儀中進行檢測。從而得到檢測樣品的紅外光譜，從而對樣品進行結構種屬的分析。該方法是對礦物鑒定最為常見的方法，但是由于會對檢測的樣品造成損壞，所以通常，對于寶玉石的鑒定很少會采用這種鑒定方法，一般對大型的玉石雕件進行檢測時才會采用這種檢測方法。

直接透射法是另一種投射檢測法，在檢測的過程中，將寶石的樣品直接放置在樣品架上，從而使得檢測光通過樣品的截面，從而獲得樣品的紅外投射光譜。這種檢測方法主要是通過對樣品中存在的化合物進行分析，從而判斷寶石樣品是天然形成的還是人工合成的。這對寶石的鑒定工作起到了極大的幫助，并且對寶玉石鑒定的是十分有效的。在檢測過程中需要注意的是，若是光束通過的地方沒有樣品，應當及時對光線進行遮擋，從而保證得到的光譜的準確性。

2 紅外光譜的應用

紅外光譜主要應用在對各種類型的寶石的鑒定，如寶玉石、鉆石。對寶玉石的礦物種類進行鑒定是紅外光譜應用非常主要的內容。由于對許多礦物的紅外光譜進行大量的測定，對寶玉石進行紅外光譜測試，并將測定后的紅外光譜與原有的紅外光譜進行對比，從而得知所鑒定礦物的種類。在鑒定的過程中，由于經常受到寶玉石形狀，大小等因素的影響，使得一些常規的鑒定儀器難以區分礦物的種類，甚至有些檢測中，會出現在外觀以及性質上都非常相似的礦物，這也就使得對寶玉石的鑒定工作難以進行。但通過對紅外光譜的分析，可以有效的分析出礦物的種類，并且對那些受限于礦物大小等因素的影響無法鑒定的礦物，通過對紅外光譜的分析，可以快速的判斷樣品的種屬以及物理特性，從而可以分析其種類。

2.1 天然與人工合成寶石的鑒別

對于天然與人工合成寶玉石的鑒別主要鑒別的就是祖母綠、水晶以及歐泊這三種寶石的鑒別。由于天然存在的祖母綠過于稀少，所以價值也就非常昂貴，于是，近百年來人工合成的祖母綠越來越多，人工合成的祖母綠一半采用水熱助熔的方法，使其內部變得異常干凈，甚至導致這種人工合成的祖母綠與天然存在的祖母綠難于區分，但是通過紅外光譜的檢測，可以有效的將他們進行區分開來。

對水晶的鑒別工作也是紅外光譜應用的一個重點研究項目。由于水晶的分布廣泛，人工合成的水晶也就變得非常多了，而合成水晶也是最先出現的一種合成寶石，但是對水晶的鑒別工作一直是難以進行的，天然水晶與合成水晶的價值差異多大，所以鑒別工作的進行就變的非常的重要了，通過紅外光譜對水晶中含有的水進行鑒別，從而能夠對自然生產以及人工合成的水晶進行區分。

對于歐泊的鑒別也是紅外光譜的主要應用手段，由于歐泊是一種變彩寶石，天然的歐泊與人工合成的歐泊性質差異并不大，所以導致了鑒別工作的難以進行，但是通過對紅外光譜測定的分析，可以有效的加以區分。天然歐泊與人工合成的歐泊對紅外光譜的吸收差異還是非常大的，對紅外光的吸收強度差異也是很大的，人工合成的歐泊會出現相對較弱的吸收峰，而天然的歐泊則不會出現這種吸收峰，通過對紅外光譜的分析，可以有效的對其進行分別。

3 結語

紅外光譜在寶玉石鑒定領域的應用是非常廣泛的，通過對寶玉石的紅外光譜進行分析，可以快速準確的判斷出寶玉石的種屬，并且對人工合成以及天然的寶玉石的進行鑒定，從而能夠為寶石的鑒定工作的效率以及準確性進行全面的提升。另外，還要建議專門的紅外光譜圖庫，從而提高紅外光譜鑒定的效率。

[1]賀紅舉，姜淑敏.紅外光譜法[J].儀器分析操作技術，2001（2）：162-167.

[2]劉約權.紅外吸收光譜法[M].現代儀器分析，2012（6）：85-124.