Nhận dạng đá quý bằng quang phổ hồng ngoại

Mục tiêu phát hiện

Nhận dạng đá quý

Tổng quan

Phương pháp nhận dạng đá quý truyền thống chủ yếu dựa vào chuyên môn của các nhà thẩm định và sử dụng các phương pháp kiểm tra không phá hủy như kính lúp, kính hiển vi, máy đo khúc xạ và cân thủy tĩnh. Với sự mở rộng ứng dụng của máy quang phổ hồng ngoại và sự phát triển nhanh chóng của công nghệ xử lý dữ liệu máy tính, quang phổ hồng ngoại ngày càng đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết các thách thức trong kiểm tra và nhận dạng đá quý—đặc biệt là trong việc giải quyết các vấn đề mà các thiết bị thông thường khó phân tích và thường tránh né. Kết quả là, máy quang phổ hồng ngoại dần trở thành một công cụ không phá hủy hiệu quả cho nghiên cứu và kiểm tra đá quý.

Nguyên tắc

Các phương pháp kiểm tra quang phổ hồng ngoại thường được chia thành hai loại: quang phổ hồng ngoại truyền qua và quang phổ hồng ngoại phản xạ.

1. Phương pháp truyền dẫn được công nhận rộng rãi và thường được các phòng thí nghiệm giám định đá quý sử dụng. Tuy nhiên, các mẫu đá quý thường dày và hấp thụ mạnh ánh sáng hồng ngoại, thường chỉ cho phép phát hiện một phần vùng hồng ngoại trung (trên 4000–2000 cm⁻¹) và vùng hồng ngoại gần. Phương pháp này thu được các dao động cơ bản, kết hợp và bội âm của các nhóm chức như OH, NH và CH—ví dụ, phát hiện các chất độn hữu cơ trong ngọc bích đã qua xử lý hoặc các phân tử nước trong thạch anh tím tổng hợp. Tuy nhiên, dưới 2000 cm⁻¹, ánh sáng hồng ngoại gần như bị hấp thụ hoàn toàn, khiến việc thu được dữ liệu quang phổ hữu ích trở nên khó khăn. Do đó, các đặc điểm quang phổ thu được từ quang phổ hồng ngoại truyền dẫn thường không thể hiện được cấu trúc tinh thể hoặc phân tử của các mẫu đá quý, chỉ cung cấp thông tin cấu trúc hạn chế và hạn chế các ứng dụng tiếp theo của quang phổ hồng ngoại trong giám định đá quý.

2. Quang phổ phản xạ, thu thập dữ liệu quang phổ từ ánh sáng phản xạ, là một nhánh quan trọng của quang phổ hồng ngoại và ngày càng được chú ý trong việc kiểm tra và nghiên cứu đá quý. Tùy thuộc vào loại ánh sáng phản xạ được sử dụng, quang phổ phản xạ khuếch tán (DRS) gần giống nhất với quang phổ hấp thụ dựa trên truyền dẫn và thường hiệu quả đối với các mẫu dạng bột hoặc chưa được đánh bóng. Tuy nhiên, tín hiệu phản xạ khuếch tán yếu và khó thu thập, đòi hỏi thiết bị phức tạp hơn. Ngược lại, quang phổ hồng ngoại phản xạ gương là phương pháp đơn giản nhất để thực hiện và đặc biệt phù hợp để kiểm tra các mẫu đá quý, khiến nó trở thành một kỹ thuật được khuyến nghị cao cho các ứng dụng giám tuyển đá quý.

Thiết bị

Máy quang phổ FTIR HKL dùng để kiểm tra trang sức

Cấu hình

Giải pháp 

1. Ứng dụng:Thích hợp để xác định thành phần của đá quý, phân biệt giữa đá quý tự nhiên và đá quý tổng hợp, và phát hiện đá quý được xử lý nhân tạo. 

2. Điều kiện thử nghiệm 

3. Quy trình thử nghiệm 

1) Lấy giá đỡ mẫu ra khỏi ngăn chứa mẫu và để sang một bên. 

2) Lắp đặt và cố định phụ kiện đá quý vào ngăn chứa mẫu. 

3) Chọn một lỗ thích hợp và đặt nó lên bệ của phụ kiện đá quý. 

4) Đặt gương có độ phản xạ cao úp xuống khe hở. 

5) Đo phổ nền không khí. 

6) Tháo gương có độ phản xạ cao. 

7) Đặt mẫu đá quý lên lỗ. 

8) Đo phổ hồng ngoại của mẫu đá quý.