珠宝科技进步对珠宝鉴定的影响
2019-07-08蔡善武
摘 要:随着人们生活水平的提高,促进了我国珠宝行业的发展。珠宝行业快速发展过程中,珠宝市场出现鱼目混珠、以次充好等现象,影响到整个珠宝行业的健康发展,珠宝鉴定对判定珠宝真伪、维护消费者的权益至关重要。随着珠宝科技的进步,珠宝合成工艺、加工工艺越来越复杂,增加了珠宝鉴定的难度,将现代信息技术、电子技术等应用在珠宝鉴定工作,可以提高珠宝鉴定的工作效率和准确性。
关键词:珠宝科技 珠宝鉴定 合成工艺
中图分类号:TS933 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2019)04(a)-0244-02
珠宝具有很高的使用价值和收藏价值,因此受到越来越多消费者和投资者的青睐,但是大部分消费者缺乏珠宝鉴定的知识和工具,增加了珠宝购买和收藏的风险,因此珠宝鉴定应运而生。珠宝鉴定是对所有的珠宝纯度、合成、加工工艺等部分产地特征进行鉴别,从而判断防制假冒的珠宝玉石,鉴定珠宝的真伪,维护消费者的权益。随着科学技术的进步,珠宝合成工艺越来越负责,很多高端珠宝出现鱼目混珠的现象。将现代科学技术应用在珠宝鉴定中,可以快速判定珠宝成分,提高珠宝鉴定效率。
1 珠宝合成工艺对珠宝鉴定的影响
1.1 有色珠宝
中国和俄罗斯是有色珠宝的加工、合成基地,红宝石、蓝宝石、祖母绿、红玛瑙等宝石主要来自这两个国家。目前有色珠宝的合成工艺有熔体提拉生长法,这种工艺可以在短时间内得到大量高质量的晶体,如果在合成过程中,在助溶剂中添加磷元素,则可以让祖母绿晶体变得更大。有色珠宝合成以后与天然宝石之间几乎没有差异,以及天然宝石处理以后增加一些人工元素,这一定程度上都增加了宝石鉴别的难度。
1.2 合成钻石
合成钻石是用其他矿物质或者岩石得到宝石级金刚石,常用的方法有高温高压处理。高温高压处理是将天然钻石经过高温高压处理以后,提高钻石的等级,一般可以提升4~6个等级,从而提高宝石的价值。目前市场上的天然红、宝蓝石的矿物质资源比较少,需要对红宝石和蓝宝石进行处理,主要的方法有助燃剂热处理、表面扩散法、深层扩散法以及铅玻璃填充法等。助溶剂热处理是将宝石中添加硼砂等助燃剂填充宝石中的裂隙或者孔洞,从而提高宝石的硬度;表面扩散法指在坩埚中添加致色化合物,将无法处理的无色宝石改为有颜色的宝石,比如铁化合物可以添加助色剂为彩色宝石;深层扩散法则将氢元素而从外部扩散到晶体中,可以填充宝石颜色;铅玻璃填充法是将红宝石处理后的裂隙填充玻璃物质,从而增加红宝石的美观性。由于铅玻璃的填充非常隐蔽,填充以后几乎无法看到,所以增加红宝石鉴别难度。化学气相沉淀法也是一種常见的钻石合成工艺,它是以天然钻裸石为母石,然后通过甲烷、氢气和氮气元素的作用下,将钻石进行高压处理,让甲烷中的碳原子转移到钻石原石上,经过层层累积,形成10克拉的透明钻石。这种工艺加工的钻石品质上和天然装饰没有什么区别,无法用肉眼进行判别。
2 信息技术对珠宝鉴定的影响
随着珠宝产品的全球化,大量的珠宝大量的涌入市场。传统的人工鉴定已经无法满足市场发展需求,计算机技术应用在珠宝的销售、鉴定、存储、运输各个环节,极大地提高珠宝鉴定的效率和准确性。由于珠宝行业具有一定的特殊性,为了符合珠宝行业发展要求,一些珠宝鉴定机构研发出了珠宝鉴定专家系统软件,可以对珠宝的样品、珠宝鉴定、出证等各个环节进行记录,实现珠宝信息化管理。该软件以国家标准《珠宝玉石名称》GB/T 16552-2003和《珠宝玉石鉴定》GB/T 16553-2003为基础,根据宝玉石知识结构构建的珠宝鉴定专家软件系统。该系统应用了数据库、模式识别等数计算机信息技术,识别模式分为数据提取、预处理、特征提取和分类,可以根据珠宝的种类、密度、硬度、质地等参量进行判断,并对珠宝的颜色、吸收光谱等非标准化特性进行参量描述。
3 珠宝鉴定技术的发展
随着珠宝合成工艺和加工技术的进步,一定程度上增加了珠宝鉴定的难度。为了提高珠宝鉴定的准确性,开始大量采用大量的现代技术分析珠宝中的成分,常见的珠宝鉴定技术可见光谱技术、红外光谱技术、拉曼光谱技术以及紫外荧光技术。
3.1 可见光谱技术
光是一种电磁波,不同的波长可见光显示不同的颜色。白天所见的白光是由400~760nm电磁波按照强度比例混合而成,在人们可观察的范围内,因此被称为可见光。根据物质的波长,可以制作成光谱图。根据物质的光谱图和特征,可以判断物质的化学成分,可见光谱技术不与检测物体发生接触,不会对物体造成损伤,具有见效快、检测效果准确等优点。随着光谱技术的发展,红纤光谱仪式应运而生,这种光谱仪测试效果快、质量轻、造价低,光谱数据比较丰富。将其应用在珠宝鉴定过程中,可以根据光谱的颜色、厚度、光谱图和光谱特征,判断宝石的特征,并采用无损方式对珠宝内部结构进行鉴定,避免在鉴定过程中对宝石造成一定的损伤。
3.2 红外光谱技术
红外光谱技术是根据部分分子具有选择性吸收某些波长的红外线,并引起分子振动能级和转动能级的跃迁,根本物质吸收红外线的情况,得到红外线光谱图。将红外光谱技术应用在珠宝鉴定过程中,可以有效区别石英岩和钠长石、翡翠和人工翡翠、方柱石和紫水晶。红外光谱技术是用持续变化的红外线照射珠宝,珠宝吸收红外线以后会出现振动频率并形成吸收谱带,并将宝石吸收谱带发送到计算机中,计算机得到标准红外线图谱以后,根据红外线图谱的数值可以有效区别各类宝石品相,以及宝石是否天然还是人工处理。红外光谱技术在鉴定过程中,不会对珠宝造成一定的损伤,因此,已经成为珠宝鉴定机构常用的检定方法。
3.3 拉曼光谱技术
拉曼光谱技术是根据物质分子对入射光产生的分子振动、转动等变化,从而分析分子结构。将其应用在珠宝鉴定中,光谱仪发射出来的激光光子和珠宝分子发生非弹性碰撞以后,改变了原有的摄入频率,从而得到散射光谱。拉曼光谱技术可以有效鉴定人工珠宝的加工工艺以及合成元素,判断石英、玻璃等物质,它一次可以同时覆盖50~4000波数范围内的物质光波,无损检测各种宝石的填充物,判断红色宝石中是否填充了铅玻璃。
3.4 紫外荧光技术
紫外荧光技术是根据物质被紫外线照射以后激发检测物质分子,物质经过碰撞以及激发过程中产生动能,反应出检测物质的荧光,并对荧光进行定量定性分析。紫外荧光技术与其他技术相比,检测仪器设备非常简单、灵敏度比较高,对一些物质的微量分析达到了10-10g级别;选择性强,如果有两种物质的荧光光谱相似度比较高,不容易将物质进行分开隔离,采用紫外荧光技术,可以将物质进行分离。将紫外荧光技术应用在缅甸琥珀鉴定中,琥珀在紫外荧光照射下,会出现琥珀的流淌纹,和谐流淌纹会形成闭合的圈层结构以及琥珀形成过程中树脂溢流的包裹体。而人工合成的琥珀,琥珀碎粒经过处理以后,不会形成自然的流淌圈层结构,从而判断琥珀的价值。
3.5 X射线
X射线是一种无损检测技术,X射线可以穿透金属材料,并根据材料对射线的吸收和散射作用的差异,在X底片上形成黑度不同的影响,从而判断材料内部的缺陷情况。X射线是对可见光谱技术的补充,它可以穿透可见光不能穿越的物质,并根据物质的成分,射线呈现衰减作用,展现检测物品的裂纹、孔洞、气孔、夹渣等情况,确定缺陷的位置和大小。我国的宝石原料矿物质的种类达到了200多种,很多宝石原料款物质的成分差不多,所以很难区别宝石的种类,比如无色水晶和无色长石都是无色透明,两者的折射率相似,采用可见光谱技术无法区分两者的差异。采用X射线进行分析,发现水晶的主要成分是二氧化硅,在X射线的光谱仪上得到硅元素的图谱;长石的化学成分是钙元素、钾元素和硅元素,通过化学元素则可以分析无色水晶和无色长石。市场上的天然宝石、高档宝石的数量比较少,所以出现了大量的仿制品,这些仿制品的外观和性质与真品十分相似,通过人工观察法,无法辨别宝石的真伪,利用X射线进行观察,可以得到仿制品的表层成分,根据成分可以判断仿制品成分。
4 珠宝鉴定仪器的发展
随着我国电子工业、制造技术的发展,珠宝鉴定仪器不断发展改进,出现了扫描电子显微镜、珠宝玉石手持式鉴定等,极大地提高了珠宝鉴定的效率、速度以及准确性。在检测过程中对珠宝的损伤比较小。
4.1 扫描电子显微镜
扫描电子显微镜是利用二次电子信号成像检测样品表面形态,观察观测样品表面的细微结构。将扫描电子显微镜应用在珠宝鉴定工作中,可以将珠宝表面的图像显示,并根据实际检测需求,放大珠宝表面的成像倍数,观察珠宝表面的缺陷。在实际应用过程中,扫描电子显微镜一般需要和X射线能谱仪配合使用,可以同时进行显微组织和微区成分进行分析。
4.2 珠宝玉石手持式鉴定箱
珠宝玉石手持式鉴定箱是一种珠宝行业专用工具箱,这种工具具有体积小、质量轻等特点,可以为珠宝鉴定师的鉴定工作提供辅助作用。比如在鉴定莫桑石和天然钻石,莫桑石的主要成分是碳化硅,硅元素和碳元素属于同族元素,硬度、密度、折射率和天然钻石非常接近,所以增加了两者的鉴定难度。在鉴定过程中,可以使用钻石比分析两者的导热度,放大镜分析两者的结果。
5 结语
随着珠宝科技的发展,对珠宝鉴定提出了更高的要求,红外光谱技术、X射线、紫外荧光技术、可见光谱技术、拉曼光谱技术等无损检测技术在珠宝鉴定过程中广泛应用,提高了珠宝鉴定的工作效率和鉴定的准确性。
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①作者简介:蔡善武(1965,2—),男,汉族,湖北京山人,硕士研究生,副教授,研究方向:珠宝鉴定与评估,珠宝市场营销,宝石加工,职业教育。