Способ неразрушающей диагностики самоцветов

Способ неразрушающей диагностики самоцветов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: для диагностики самоцветов . Сущность изобретения; по спектрам диффузного отражения самоцветов в видимой области определяют оптимальную возбуждающую длину волны для получения спектра комбинационного рассеяния и из сравнения с эталонными спектрами проводят диагностику. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st>s G Q1 t4 21/87

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4846759/25 (22) 03.07,90 (46) 23.10.92. Бюл. ¹ 39 (71) Ленинградский горный институт им.

Г.В. Плеханова (72) Л.И. Третьякова и Н,Б. Решетняк (56) Андерсон Б. Определение драгоценных камней. — M.: Мир, 1983, с.172 — 212.

Третьякова Л.И. и др. Диагностические спектры отражения ювелирных и поделочных камней, записки RMO. 1987, ¹ 4, с.486—

497.

Изобретение относится к области геммологии и может быть использовано для диагностики самоцветов специалистами различных областей — работниками музеев, таможен, Госбанка, пробирного надзора, криминалистами, экспертами по оценке камнесамоцветного сырья и иэделий из него, минералогами, спектроскопистами.

Известен способ нераэрушающей отражательной спектрометрической диагностики, заключающийся в использовании спектров зеркального отражения (ЗО) в среднем инфракрасном (ИК) диапазоне для видовой идентификации камня и спектров диффузного отражения (ДО) в видимом диапазоне для диагностики цветовых разновидностей самоцветов, по технической сущности наиболее близок к заявляемому и принят за про1отип.

Недостатками указанного способа является ограниченная воэможность видовой диагностики самоцветов, не охватывающая те ювелирные камни, которые не имеют сильных и хорошо выраженных полос фун Ж 1770859 А1 (54) СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕЙ ДИАГНОСТИКИ САМОЦВЕТОВ (57) Использование: для диагностики самоцветов. Сущность изобретения; по спектрам диффузного отражения самоцветов в видимой области определяют оптимальную возбуждающую длину волны для получения спектра комбинационного рассеяния и из сравнения с эталонными спектрами проводят диагностику. 3 ил. даментального отражения в средне ч ИК диапазоне.

Целью изобретения является расширение области диагностируемых самоцветов за счет включения в область диагностируемых объектов тех ювелирных камней, ко- - 4 торые не имеют сильных и хорошо выраженных полос фундаментального отра- С) жения в среднем ИК диапазоне, ОО

На фиг.1 приведены спектры ЗО в среднем ИК-диапазоне для двух ярко-красных самоцветов; на фиг.2 — спектры ДО в видимом диапазоне двух ярко-красных самоцветов (цифрами на графике указана длина волны g 632,8 нм) возбуждающего света); нв фиг.3 — спектры комбинационного рассеяния (КР) двух ярко-красных самоцветов: 1— прустита и 2 — киновари (цифры ня спектральных кривых указывают положение диагностических полос КР в см ).

Способ осуществляется слудующим образом.

1770859

Операция сьемки спектра 30 в среднем

ИК-диапазоне (400-1500 см ) проводится для определения вида самоцвета.

Спектры ЗО в среднем ИК-диапазоне получают на серийных спектрометрах типа

UR-20 или ИКС-29, Для получения спектров используются приставки зеркального отражения типа ИПО-22. Съемка спектра занимает 20 минут, не требует-.разрушения и предварительной подготовки образца, оправа камня не является препятствием для съемки спектра. Спектр снимается с зеркальной поверхности образца — полированной для ограненных камней или естественной — гранной, спайной плоскости кристалла. Размер образца — от 2 мм.

Ограничением операции может быть отсутствие полос отражения в этом диапазоне для ряда минералов (например, киновари, прустита, алмаза, флюорита, сфалерита, галенита, пирита, гематита и других минера20 лов), что не позволяет использовать спектр дится для выбора оптимальной длины волны возбуждающего света при получении спектра КР. Спектры снимаются на серийных спектрофотометрах СФ-14, СФ-18.

Съемка спектра занимает 2-3 минуты, не требует предварительной подготовки образца, может быть произведена с образца размером от 1 мм, с любой поверхностью, с камня в изделии.

Операция выбора длины войны возбуждающего света и получение спектра KP в спектральном интервале 100 — 1500 см

-1

Длина волны возбуждающего света выбирается в одном из максимумов спектра

ДО, соответствующих области относительной прозрачности исследуемого самоцвета.

Спектры КР регистрируются на серийных спектрофотометрах типа ДФС-12, ДФС-24, ДФС-38. Спектр может быть зарегистрирован для образца любой формы, не требуется предварительная подготовка образца, разрушение камня или извлечение его из изделия. Минимальный размер диагностируемого объекта определяется размером сфокусированного лазерного пучка — 0,10,2 мм. съемка спектра занимает 15-20 мин.

Для перечисленных выше операций ав- 55 торами были получены эталонные спектры

30 в среднем ИК-диапазоне, ДО в видимом диапазоне и спектры KP в спектральном интервале 100 — 1500 см для всех известных ювелирных камней.

ЗО для решения поставленной задачи — видовой диагностики самоцвета.

Операция съемки спектра ДО в види- 25 мом диапазоне {25000 — 13000 см ) провоПример неразрушающей диагчостики самоцветов — двух ювелирных камней яркокрасного цвета.

Спектры 30 в среднем ИК-диапазоне (фиг.1) двух ярко-красных минералов не содержат выраженных полос отражения и диагностика этих минералов по полученным спектрам не представляется возможной.

Спектры ДО в видимом диапазоне (фиг,2) также не содержат выраженных полос отражения, по которым возможна была бы их диагностика, 4о эти спектры имеют сильный перегиб кривой отражения в области с длиной волны примерно 620 нм (16130 см ). Полученные спектры позволяют произвести выбор длины волны возбуждающеm света для регистрации спектра КР. Из фиг,2 видно, что эта длина волны должна быть больше 16130 см . Этому условию удовлетворяет, например, красная линия гелий-неонового лазера, равная 632,8 нм.

На фиг,3 представлены спектры КР, полученные с гелий-неоновыМ лазером g=

-632,8 нм). которые в отличие от спектров

ЗО в среднем ИК-диапазоне, очень информативны. Сравнение с эталонами позволяет однозначно по набору интенсивных линий

КР: 362, 186, 122 см диагностировать минерал красного цвета М 1 как прустит и по совокупности интенсивных линий — 353, 346, 280, 256, 44 см определить минерал красного цвета Ь 2 как киноварь.

Для сравнения мы сделали попытку зарегистрировать спектр КР двух указанных самоцветов от линии с длиной волны 514,5 и 488 нм аргонового лазера, наиболее употребительного в спектроскопии KP. Оказалось, что при мощности возбуждающего света 10-20 мВт спектр КР наблюдать не удалось. При повышении мощности возбуждающего света объекты начинают гореть (появляется черное пятно в области лазерного лучка), чем грубо нарушается условие неразрушаемости самоцвета при диагностике. Специальные исследования показали, что выигрыш в интенсивности сигнала

КР, который удается обеспечить при выборе оптимальной длины волны возбуждающего света (в данном случае А = 632,8 нм) из спектра ДО, по сравнению с линиями аргонового лазера составляют около 300 раз.

Формула изобретения

Способ неразрушающей диагностики самоцветов, включающий получение спектров зеркального отражения в среднем инфракрасном диапазоне и сравнение этих спектров с эталонными для диагностики вида самоцветов, получение спектров с;иффузного отражения, выбранного вида

1770889

4оо

25000

No gpbjt ЗООд сж самоцветов. в видимом диапазоне, о т л ич а ю шийся тем, что. с целью расширения области диагностируемых самоцветов, дополнительно по полученным спектрам диффузного отражения в видимом диапазоне определяют длину волны возбуждающего света, освещают самоцветы выбранного вида светом с полученной длиной волны, регистрируют спектр комбинационного рассеяния, полученный спектр комбинационного рассеяния сравнивают с эталонным и по

5 результатам сравнения проводят диагностику.

1770859 друго

Ю О8О/6

g) w-

5дО оо /®

Составитель Л.Третьякова

Техред М.Моргентал Корректор И.Шмакова

Редактор Т.Иванова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 01

Заказ 3738 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5