Гидростатическое взвешивание (определение плотности)
Определение плотности драгоценного камня путем взвешивания драгоценного камня в воздухе, а затем в воде с помощью лотка и системы проволока/корзина, взвешенных в воде при температуре 25°C.
При этом измерении следует добавить каплю моющего средства, чтобы увеличить поверхностное натяжение воды и таким образом избежать прилипания «микропузырьков» к поверхности драгоценного камня, которое может исказить результаты измерения.
Тут действует закон Архимеда. Так как жидкость – это вода при 25°C, ее плотность при этой температуре составляет 1,0 г/см3, то масса воды, вытесняемой камнем, соответствует объему камня.
Деление массы (g) в воздухе на объем (см3) дает плотность драгоценного камня (г/см3).
Плотность по условию, соотношение между плотностью объекта и плотностью чистой воды при 25°C, которую мы имеем:
Плотность = плотность камня / 1,0
В общем, плотность будет иметь то же значение, что и объемная масса, если она измеряется в воде при 25 °C.
Бинокулярный микроскоп
Необходимый в геммологической лаборатории бинокулярный микроскоп позволит увидеть тонкости внутреннего мира драгоценного камня, даст сведения о природе, происхождении, качестве огранки и т.д.
Система освещения «Darkfield» даст максимальный контраст для наблюдения за включениями, поляризационные фильтры также выделят определенные включения (эти поляризационные фильтры позволят вам превратить ваш бинокулярный микроскоп в полярископ). Например, синий цветной фильтр позволит видеть изогнутые области ярко-желтого синтетического сапфира, изготовленного по методу Вернейля, которые в противном случае было бы трудно разглядеть.
Опорный зажим драгоценного камня очень полезен для перемещения минерала непосредственно под окуляром и поддержания его в таком положении, когда вы разглядели что-то интересное.
Более того, наблюдение в погружной ячейке между перекрещивающимися поляризационными фильтрами может выявить определенные включения или дефекты текстуры, которые иногда невозможно увидеть иначе, например, определенные кривые зоны в синтетических сапфирах, изготовленных методом Вернейля.
Пинцет
С небольшим количеством практики, пинцет становится незаменимым помощником для ваших наблюдений с лупой или дихроскопом.
Ультрафиолетовая камера
Здесь следует отметить, что ультрафиолетовые волны очень опасны для глаз. Часто ультрафиолетовое излучение может быть использовано для анализа драгоценностей. Традиционно используются в геммологии две длины ультрафиолетовых волн:
- короткие (UVC) с длиной волны 254 нм;
- длинные (UVL) с длиной волны 365 нм.
В зависимости от длины волны, драгоценные камни могут оставаться инертными и не вызывать никаких явлений свечения, но могут также реагировать на одно или оба излучения.
Все эти сведения вкупе со стандартными анализами драгоценных камней могут дать ценную информацию.
UVC
Большинство алмазов (часто тип I) и их имитации полностью поглощают короткое ультрафиолетовое излучение (254 нм). Однако редкие алмазы типа IIa, IIb или некоторые имитации, такие как ниобат лития, прозрачны для UVC.
Цвет коричневых алмазов типа IIa может быть заметно улучшен (т.е. камень становится бесцветным) с помощью HPHT-обработки.
Таким образом, UVC будет простым шагом, который может поднять вопрос о возможной HPHT-обработке бесцветного алмаза.
Эта камера также может быть использована для различения натуральных бесцветных сапфиров от синтетических.
Для выполнения этого теста просто расположите камень на отверстии и закрепите его пастой «Rodico», закройте стык между камнем и отверстием, а затем поместите камень на УФ-лампу.
Если камень прозрачен для UVC, основание камеры (кремниевая пластина) станет зеленым, если нет, то останется инертным. Обратите внимание, что поглощение UVC (и, следовательно, прозрачность) связано с толщиной материала, через который он проходит.
Такой камень, как CZ (кубический цирконий), в зависимости от его толщины и/или условий наблюдения (окружающего освещения, остроты зрения наблюдателя и т.д.) может быть непрозрачным или слабо прозрачным.
Дихроскоп
Дихроскоп позволит судить об интенсивности и цветовой гамме плеохроизма камня.
Режим его использования прост, и наилучший результат будет наблюдаться, если внимательно посмотреть на камень со всех этих углов, поворачивая дихроскоп между пальцами.
Твердость
| Твердость по Моосу | Название камня |
| Тальк | |
| Гипс | |
| Кальцит | |
| Флюорит | |
| Апатит | |
| Ортоклаз | |
| Кварц | |
| Топаз | |
| Корунд | |
| Алмаз |
Тест на твердость, обычно используемый на камнях, иногда может привести к правильным выводам. Например, если образец материала не царапается топазом, а только корундом, твердость будет порядка 8,5 (между 8 и 9). Затем мы можем поискать, какой материал имеет твердость 8,5 (например, синтетический оксид циркония).
Фильтры:
— Челси;
— Фильтр Hanneman для синтетических изумрудов;
— Фильтр Hanneman для танзанита;
— Интерференционный.
Фильтры – это мощные союзники, способные очень быстро оценить партию камней и дать стартовую точку при обнаружении синтетического камня.
Как и в случае с остальным оборудованием для анализа, не следует делать выводы до того, как вы подтвердите свои сомнения с помощью других измерений и других методов.
Синтетические изумруды, изготовленные в безводном растворе, через фильтр Челси становятся ярко-красными, в то время как природные изумруды, как правило, темно-красные.
Но будьте осторожны, иногда некоторые природные изумруды могут выглядеть ярко-красными, а некоторые синтетические изумруды, особенно изумруды гидротермального процесса, могут выглядеть темно-красными.
Эти оттенки красного обычно связаны с количеством хрома и/или интенсивностью красной флуоресценции, которую дает камень.
Спектры, получаемые интерференционным фильтром с длиной волны 486 нм, видны через портативный дифракционный решетчатый спектроскоп (вверху) и через портативный призменный спектроскоп (внизу).
Польза для геммологии:
Иногда в литературе приводятся значения «дисперсии драгоценного камня». Оно часто дается как «B-G».
Примечание: В и G представляют собой названия конкретных линий, которые появляются в солнечном спектре (Фраунгоферовы линии). Каждая из этих линий соответствует определенной длине волны (а иногда и нескольким).
Существуют и другие линии, названные буквой в силу их большей интенсивности в солнечном спектре:
- Линия В на 686,7 нм: глубокий красный.
- Линия С на 656,3 нм: красный.
- Линия D на 589 нм: желто-оранжевый.
- Линия E на 527 нм: зеленый.
- Линия F на 486,1 нм: светло-зелёный.
- Линия G на 430,7 нм: синий.
- Линия H на 410 нм: фиолетовый.
Таким образом, «дисперсия B — G» указывает на разницу между показателями преломления материала, измеренными длинами волн, соответствующими линиям B и G.
Лампы
Для понимания цвета камней необходимо контролируемое освещение. Кроме того, для наблюдения за камнями рекомендуется белый источник света, самый близкий к дневному свету.
Жидкость
На фото: флакон дийодметана, стабилизированного на меди. Эта жидкость очень токсична при вдыхании, проглатывании, контакте с кожей! Использовать только в хорошо вентилируемом помещении.
Благодаря дийодметану можно грубо измерить плотность путем погружения камня, а также обнаружить эффекты концентрации цвета в корунде, подвергшемся диффузионной обработке.
Лупы
Лупа похожа на третий глаз у геммолога, он никогда не расстается с нею.
Первым анализом остается анализ с помощью лупы, которая дает информацию о включениях, поверхностях граней и т.д.
Контраст происходит от того, что внутренняя часть камня освещена, в то время как камень наблюдается на матовом черном фоне. В полевых условиях «лупа темного поля» с фонариком станет первоклассным инструментом для эффективной визуализации включений.
Лупы должны быть ахроматическими (не меняющими цвета) и апланатическими (не искажающими просматриваемый объект). Триплеты – лучший выбор для достижения результата.
Обычным выбором геммологов является 10-кратное увеличение.
Транспортировка
Хранить и транспортировать камни можно этим простым способом, показанном на фотографии.
Полярископ
Полярископ позволяет очень быстро и эффективно анализировать оптический характер драгоценного камня, независимо от того, является ли он грубым или ограненным.
Этот прибор, основанный на явлении поляризации света различными кристаллическими сетями камней, действительно позволяет определить:
— принадлежит ли камень к кубической системе или является аморфным веществом;
— принадлежит ли камень к другим кристаллическим системам;
— микрокристаллизуется ли камень (например, халцедон);
— содержит ли он внутреннее напряжение (например, гранаты, стекло и т.д.).
Полярископ + коноскоп
С помощью коноскопа можно наблюдать интерференционные узоры и распознавать определенные камни по их типичным фигурам (например, «бычий глаз» в кварце).
Рефрактометр
Это, пожалуй, самое эффективное устройство с точки зрения выводов. Показатель преломления остается одним из самых повторяющихся и воспроизводимых измерений в геммологии.
При использовании этого устройства для контакта между призмой (или рабочим столом) и исследуемым камнем требуется жидкость.
Эта жидкость является дийодметаном, насыщенным серой и другими соединениями.
Его токсичность еще больше, чем токсичность только дийодметана. Поэтому измерение индекса преломления должны проводиться в хорошо проветриваемых помещениях.
Монохроматический источник света, соответствующий D-линии натрия (желто-оранжевая часть белого света), является лучшим освещением для данного анализа и даст более точные измерения.
Однако индекс может быть определен белым светом путем фокусировки на оранжевом цвете спектра, который будет наблюдаться на шкале.
Индекс преломления не будет единственными данными, которые даст вам рефрактометр, так как он также даст вам информацию о двулучепреломлении, оптическом характере.
Контактная жидкость для рефрактометра
Жидкость, используемая для контакта между гранями анализируемого камня и призмой рефрактометра, должна иметь наивысший возможный показатель преломления.
Насыщение дийодметана (CH2I2) природной серой (S8) приводит к появлению жидкости с индексом преломления около 1.788. Осторожно, эта жидкость токсична при контакте, вдыхании и проглатывании.
Для получения жидкости с еще более высоким показателем преломления (около 1.810) на сайте SBG был представлен рецепт:
- Дийодметан 100 г.
- Тетрайодэтилен 25 г.
- Сера 15 г.
Внимание еще раз: эта жидкость токсична при контакте, вдыхании и проглатывании. Работайте в хорошо проветриваемом помещении со всеми мерами защиты, предусмотренными в паспортах безопасности материалов этих изделий.
Ручной спектроскоп
С помощью небольшого портативного спектроскопа, либо призменного, либо с дифракционной решеткой, вы увидите спектры поглощения, которые иногда являются реальными физическими характеристиками исследуемого драгоценного камня.
Использование портативного спектроскопа не самое простое, но с небольшой практикой вы сможете подтвердить некоторые геммологические анализы.
Призменный спектроскоп даст вам, в дополнение к наблюдаемой спектральной картине, приблизительное смещение полос и составляющих их линий, благодаря градуированной шкале (нм), проецируемой второй трубкой.
Спектроскопы с дифракционной решеткой имеют точно такую же ценность, как и призменные спектроскопы.
Однако наблюдаемое спектральное распределение цветов является линейным (не логарифмическим). То есть, с помощью призменного спектроскопа красная часть спектра распадается, а синяя – очень широкая, тогда как с помощью спектроскопа с дифракционной решеткой цветовые диапазоны распределены более равномерно.
Иногда исследуемый камень может представлять собой красную флуоресценцию с линиями излучения, которые с ним связаны.
Чтобы лучше воспринимать линии излучения в красной части спектра, можно вставить фильтр, который будет поглощать всю красную часть источника света, чтобы иметь возможность оценить линии, идущие только от явления флуоресценции.
Эта техника может быть очень полезна для более тонкого изучения драгоценного камня. Например:
- Можно оценить сильную красную флуоресценцию синтетического изумруда по сравнению со слабой флуоресценцией природного изумруда, который обычно содержит следы такого элемента, как железо, препятствующего флуоресценции.
- Линии излучения красного цвета красных шпинелей характерны для этого драгоценного камня.
С более подробной информацией можно ознакомиться на сайте
https://www.geminterest.com/materiel.php