[發(fā)明專利]一種鑒別寶石中填充材料的系統(tǒng)及鑒別方法

在審

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• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104251863A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發(fā)明（設計）人: 吳燁;朱玉芹;王定儉;趙坤燦;楊兆云;張廣求;魯昆洪;殷文明;高夢滔
• 申請（專利權）人: 云南民族大學
• 主分類號: G01N21/87
• 分類號: G01N21/87;G01N21/65
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發(fā)明屬于寶石鑒別技術領域，涉及一種鑒別寶石中填充材料的系統(tǒng)及鑒別方法。

背景技術

寶石通常是指可加以塑造、用于裝飾的礦物，一般來說，具有優(yōu)美、珍貴、耐磨的特性。大部分寶石為天然無機材料，含有固定的化學成分和規(guī)則的內部結構。有些寶石來自于動、植物，如琥珀和珍珠，稱為有機珍寶。還有一些稱為合成寶石，并非源于自然，但卻具有類似天然寶石的物理特征，琢磨后幾可以亂真。從目前寶石學看，寶石的概念有廣義和狹義之分。廣義的概念：寶石和玉石不分，泛指寶石，指的是色彩瑰麗、晶瑩剔透、堅硬耐久、稀少，并可琢磨、雕刻成首飾和工藝品的礦物或巖石，包括天然的和人工合成的，也包括部分有機材料。狹義的概念：有寶石和玉石之分，寶石指的是色彩瑰麗、晶瑩剔透、堅硬耐久、稀少，并可琢磨成寶石首飾的單礦物晶體，包括天然的和人工合成的，如鉆石、紅寶石等；而玉石是指色彩瑰麗、堅硬耐久、稀少，并可琢磨、雕刻成首飾和工藝品的礦物集合體或巖石，同樣既包括天然的，又包括人工合成的，如：翡翠、軟玉、獨山玉、岫玉等。

在珠寶玉石的交易和鑒別過程中，盡管有經(jīng)驗的寶石學家和從業(yè)者憑肉眼觀察能對某些寶石作出鑒別，但大多數(shù)情況下，尤其是一些外觀極其相似的寶石或經(jīng)過注入填充改善處理的寶石，還是需要借助放大設備和某些常規(guī)儀器檢測寶石物理、化學等各項特征，才可能予以正確定名。如：質地較差的天然翡翠飾品，在漂白后進行聚合物充填處理，達到翡翠飾品增色及改變質地的目的。此類翡翠我們稱為“B貨”。充填處理使翡翠的顏色變得鮮艷，質地也顯得純潔透明，經(jīng)過處理后翡翠的亮度和耐久性都受到影響。

隨著寶石的填充技術日益提高，某些寶石優(yōu)化處理方法日益完善，促使高科技領域中許多新型儀器設備逐漸為寶石鑒定所用，紫外分光光度儀、X射線衍射儀、紅外光譜儀等。但是由于這些技術本身的局限性(比如對于樣品有特殊要求)，在實際檢測過程中有很大的不便，在寶玉石交易過程中需要簡單快捷、準確的鑒定手段。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種鑒別寶石中填充材料的系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有的寶石填充材料鑒別方法需要大型設備，方法復雜的問題。

本發(fā)明的另一個目的是提供鑒別寶石的方法。

本發(fā)明所采用的技術方案是包括激光脈沖輻射器，激光脈沖輻射器發(fā)射激光至反射鏡上，反射鏡將激光垂直反射至第一凸透鏡上，第一凸透鏡將光線聚焦照射到放置在載物臺的寶石樣品上，載物臺的周圍設置有第一凹透鏡、第二凹透鏡和第二凸透鏡，載物臺上的寶石樣品位于第一凸透鏡、第一凹透鏡、第二凹透鏡和第二凸透鏡的焦點區(qū)域，第一凹透鏡、第二凹透鏡用來將寶石樣品上發(fā)散的光線收集聚焦回寶石樣品上，第二凸透鏡將寶石樣品散射的光線變?yōu)槠叫泄獍l(fā)送給其后的第三凸透鏡，第三凸透鏡將平行光進行聚焦后射入三聯(lián)單色儀內進行分光，獲得高純度的單色拉曼光送入光子計數(shù)器內，光子計數(shù)器對高純度的單色拉曼光進行光子計數(shù)，將計數(shù)信號發(fā)送給直流放大器進行信號的放大，直流放大器連接記錄儀，記錄儀對放大的信號進行記錄并送至示波器顯示。

進一步，所述載物臺置于高速旋轉的電機上。

高效鑒別寶石中填充材料的方法，按照以下步驟進行：

步驟1：采用超短繳光脈沖作為激發(fā)光源，激光光源采用He-Ne激光器的632.8nm和氬離子激光器的514.5nm固定波長的激光譜線，將激光器發(fā)射的單色激光通過第一凸透鏡入射到寶石樣品后，會有一部分透射到第一凹透鏡上，又被聚焦反射回寶石樣品上，一部分散射到第二凹透鏡上的光又被聚焦反射回寶石樣品上，當樣品右側的帶有拉曼散射光發(fā)射出來時，用第二凸透鏡進行收集，使光束平行發(fā)射，再用第三凸透鏡收集平行光使之集中入射至三聯(lián)單色儀，以獲得純度很高的單色拉曼光，其控制電機用于控制三聯(lián)光柵的角度，當高純度的拉曼散射光從三聯(lián)單色儀發(fā)射出來后，經(jīng)直流放大器對經(jīng)過光子計數(shù)器計算過的信號按比例進行放大，通過記錄儀記錄直流放大器的放大的結果，然后將光譜信號處理成我們可以讀懂的圖像信號在示波器上顯示出來；

步驟2：采集圖譜；對于一個寶石樣品必須在不同位置多測試幾個光譜，并進行特征譜峰分析；

步驟3：對常見塑料聚合物樣品、石蠟類樣品、植物油類樣品作拉曼光譜檢測，采集譜圖并進行特征譜峰分析；