显微镜下的宝石检测

您抵挡不住宝石的闪耀诱惑，想要购买一条钻石项链或者钻戒吗？专业宝石鉴定机构如GIA，IGI和HRD的专家如何细致检验确定它们是天然还是合成钻石，甚至仿制品与否。同时他们还会分析宝石的其他方面来确定宝石的价值，如4C规格。

为了深入研究宝石，专家们使用了许多特殊的研究工具。 专家使用什么设备，他们究竟用它做什么？ 来一起看看GIA钻石专家的工具箱......

• 专家使用可视分光光度计检查钻石项链中钻石颜色成因。

• 红外分光光度计可以识别钻石类型，并区分钻石是否经过人工处理。

• 专家使用拉曼光谱仪或X射线衍射仪确认正在检验的材料种类。

• 研究宝石的X射线荧光可以快速了解其化学成分。其确切比例由LA-ICP质谱仪显示。这两种方法都可以区分天然，合成和仿制钻石。

• 专家使用100倍光学显微镜拍摄内含物和宝石的其他方面的照片。

• 戴比尔斯的DiamondView仪器将区分合成与天然钻石。

通过上面列出的基础装备，专家们甚至不必触摸宝石即可检查它。专家用光照亮宝石，然后研究光的成分通过宝石的作用产生何种变化。

可视分光光度计有何作用？

宝石可以部分吸收可见光。 为了研究这种现象，鉴定师使用可视分光光度计。 这个装置向宝石照射一束细小的可见光：从我们人类最低频率（最长波长）可见光的红色光的光到最高频率（最短波长）紫罗兰色光。 具有一定频率（和某些颜色）的光被吸收较少，因此从钻石中反射而出。 这种逃逸光决定了钻石视觉上呈现哪种颜色。

分光光度计捕获新出现的光。 最终输出结果即是反映每个波长的辐射或吸收的光谱。 通过研究该光谱，鉴定师可以确定钻石的颜色来源何处。

红外分光光度计有何作用？

宝石也吸收红外线。 我们无法用肉眼看到这类光线，而是以温度形式感受到它们。 宝石可以吸收，透射或反射红外光。

例如，为了描绘这种现象，鉴定师将钻石暴露于红外分光光度计下。 它发出的光具有不同的红外频率或波长。 这样研究人员便可以确定分析的钻石种类。 I型钻石的颜色来自其化学杂质，而II型钻石的颜色则来自晶体结构的差异。 

与此同时，鉴定师可以确定彩色宝石是否经过树脂和油等物质处理。 这种欺骗性技术用于提高宝石光泽度。 但是，红外光的研究方法也有助于发现钻石是否经过处理以改善其颜色。

钻石鉴定师用拉曼光谱可以检测哪些方面？

使用拉曼光谱仪，鉴定师将几乎只含有一种颜色的激光照射到需要检测的材料上。 大多数光线不会改变颜色或改变波长。 但是一小部分光波长确实发生了变化。 其精确程度因分子而异。 根据效果的强度，可以识别分子。 换一种说法即是，通过将反射光与先前用拉曼光谱仪检查的其他材料的值进行比较，鉴定师可以很好地找出他们正在检查的材料，例如钻石。

X射线衍射仪有何作用？

这仪器的名字可以说是非常复杂了。 有了这个装置，鉴定师可以检测宝石的晶体结构。 为了进行检验，需要将样品研磨成粉末（如果可能的话），然后暴露于X射线下。 根据晶体原子结构的不同，这些光线以某些角度被截断或折射。

通过比较X射线与先前不同宝石反射光线图谱，鉴定师可以确切地知道他们在检测何种宝石，它们之后便会制成您的钻石项链。 为此，鉴定师必须牺牲一小块宝石样本。

为什么鉴定师同时会检测X射线荧光？

同样，这又是一个绕口的术语。但是其科学原理使得鉴定师能够非常快速地确定宝石的化学元素，尽管确切比例还需要进一步研究。同样地，研究人员需要牺牲宝石的一部分。

与上面的衍射仪一样，鉴定师用X射线照射宝石。然后材料本身发射其他X射线，这是构成钻石的化学元素的典型特征。我们称这种现象为X射线荧光。这是普通荧光的一种，是物质在被照射时发光的现象。举例来讲，想想您车里的荧光背心吧。

另一个需要了解的仪器：LA-ICP质谱仪

想知道鉴定师如何知道宝石中化学元素的比例？ 他们可以用LA-ICP质谱仪来做到这一点。 该装置将激光束聚焦在宝石样品上，分离小颗粒。 然后通过流通气体将它们带到所谓的等离子炬。

等离子炬以这样的方式加热这些粒子，使它们完全分解成各自的原子。 这使得研究人员准确地将宝石的每种化学元素的每个量映射到最低浓度。 这种仪器效果一流，且只损失非常少一部分的钻石。

通过对X射线荧光和LA-ICP质谱仪的研究，您可以检查钻石项链或戒指中的钻石是天然的还是合成的，或者是否已经过处理。

通过对X射线荧光和LA-ICP质谱仪的分析，您可以检查钻石项链或戒指中的钻石是天然的还是合成的，或者是否已经过处理。

用于深入成像的仪器

最后一系列设备为鉴定师提供宝石中某些特征或内含物的极度特写照片。 通过它们科学家可以了解材料是如何形成的，在某些情况下，甚至可以发现石头的来源。

以光学显微镜为例，它可以拍摄到放大一百倍的内含物及宝石的其他方面。

此外，钻石生产商戴比尔斯开发了一种区分合成钻石和天然钻石的仪器DiamondView。 该装置向宝石照射紫外线，然后发出荧光。

天然钻石及实验室合成钻石出现的荧光的颜色及其图谱不同。 合成钻石与天然钻石的区别在于前者不含有磷光。 磷光是一种宝石在暴露于光线后很快会自行发光的现象。