1. 激光拉曼光谱在有机显微组分研究中的初步应用
鲍 芳1,2 李志明1 张美珍1 王汝成2
(1.中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所,江苏无锡 214151;2.南京大学地球科学与工程学院,江苏南京 210093)
摘 要 由于激光拉曼光谱能对碳物质的结构有序程度进行研究,并且能够评价碳物质中存在的结构缺陷,因此可从分子水平上研究认识有机显微组分的性质。而煤岩显微组分分析一直以人工测试为主,受人为因素影响较大,不同研究者往往因其对煤岩显微成分的结构、形态、颜色的辨别能力不完全相同,对煤岩显微组分分析的结果也有所差异。该文对烃源岩中主要的三种显微组分的拉曼光谱特征及其归属进行了初步研究,并比较了不同成熟度样品中各个显微组分的拉曼光谱参数变化,寻找利用拉曼光谱快速有效的识别煤及岩样中的不同显微组分的方法。初步的研究表明,利用拉曼光谱能够快速有效地识别煤及岩样中的显微组分,对操作者的辨别能力要求不高,并且能大大减少人为因素的影响,能作为显微组分分析的一种有效方法。
关键词 拉曼光谱 显微组分 烃源岩
Elementary Investigation on the Application of LaserRaman Spectros in Organic Macerals
BAO Fang1,2,LI Zhiming1,ZHANG Meizheng1,WANG Rucheng2(1.Wuxi Research Institute of Petroleum Geology,SINOPEC Exploration & ProctionResearch Institute,Wuxi,Jiangsu 214151,China;2.Department of EarthSciences,Nanjing University,Nanjing,Jiangsu 210093,China)
Abstract Raman spectra of carbon materials as the structure of the ordered state is very sensitive for the degree of order for the structure to provide very reliable information,it is widely used to characterize the graphite structure of carbon materials.Analysis of macerals manual testing has been mainly influenced by human factors,different researchers often because of the microscopic constituents of coal structure,morphology,ability to distinguish colors are not identical,to the coal was Micro-component analysis of the results vary.In this paper,the maturity of source rocks of different samples of the three main components of the Raman spectra of microscopic characteristics and attribution study to compare the maturity of each different Raman spectra of macerals parameter changes.Preliminary studies have shown that Raman spectros can identify quickly and effectively in the coal and rock samples macerals,the operator’s ability to identify less demanding,and can greatly rece the influence of human factors,can be used as an effective method for the macerals analysis.
Key words Raman spectros;organic macerals;source rocks
光散射是自然界常见的现象,即当一束光照射到介质表面时,大部分的光都被介质反射或被透过介质,另一部分的光被介质向各个方向散射。气体、液体、固体介质的分子对入射光的特殊的散射现象,即拉曼散射,由印度物理学家拉曼首先发现。在拉曼散射中,拉曼位移与入射光的频率无关,仅取决于分子本身的固有振动和转动能级结构,不同物质具有不同的拉曼位移。尽管对于同一种物质用不同频率光照射时产生的拉曼散射光不相同,但其拉曼位移是确定的。每一种具有拉曼活性的物质都有其特定的拉曼光谱特征,根据物质的特征拉曼光谱可以辨认出物质的种类,因此可利用拉曼光谱进行定性分析。在利用拉曼光谱进行物质鉴定时,对照拉曼谱图中的特征光谱就可以识别物质的种类。相同化学组成而晶体结构不同的物质,往往由于其分子结构不同而具有不同的拉曼光谱。
拉曼光谱作为一种分子振动光谱,是物质成分及结构分析的有效分析手段。拉曼光谱可以单独,或与其他技术(如x衍射谱、红外吸收光谱、中子散射等)结合起来应用,方便地确定离子、分子种类和物质结构。激光拉曼光谱分析是一种研究物质分子结构的微区分析手段,液体、粉末及各种固体样品均不需特殊处理即可用于拉曼光谱的测定。其应用主要是对各种固态、液态、气态物质的分子组成、结构及相对含量等进行分析,实现对物质的鉴别与定性[1]。
显微拉曼分析技术在物品的鉴定上具有一系列优点:(1)显微拉曼是一种微区分析,它的分辨率为2μm,这不仅使它能测试物质的主要成分,而且还能够鉴定其中的微量杂质或掺杂物,并且在进行光谱测试的同时,可以在显微镜下观察形貌;(2)分析的物态不限于固体,同样能分析熔体、液体和气体;(3)显微拉曼也是一种非破坏的方法,只需很少的样品,不需要特殊处理,可以直接测试,并对物体没有任何损伤,这些是某些常规鉴定仪器所不能或难以做到的[2]。
由于拉曼光谱对碳材料的结构有序状态非常敏感,可以为结构的有序性程度提供非常可靠的信息,因此被广泛用来表征石墨等碳质材料的结构特征[3]。在过去的30多年间,激光拉曼光谱在研究石墨、碳材料和石墨层间化合物的结构方面得到了广泛的应用和关注[4]。
烃源岩中的有机显微组分作为一种非晶态固体,与石墨相似,具有微晶层片状结构,但结构不像石墨那样完全有规则的排列。X射线的研究表明,随着煤化程度的加深,煤中的结构逐渐有序化[5]。由于激光拉曼光谱能对碳物质的结构有序程度进行研究,并且能够评价碳物质中存在的结构缺陷,因此可从分子水平上研究认识烃源岩显微组分的性质。本文对烃源岩中主要的三种显微组分的拉曼光谱特征及其归属进行了初步研究,并比较了不同成熟度样品中各个显微组分的拉曼光谱参数变化,以便寻找利用拉曼光谱快速有效地识别煤及岩样中的不同显微组分的方法。
1 实验样品及方法
1.1 样品及样品的制备
本次实验选用的样品为鄂尔多斯大牛地气田不同变质程度的5个岩石与煤样品(表1)。拉曼光谱检测前先将样品碎至略小于1mm的颗粒,然后用环氧树脂胶结,并以镜质体反射率测定的要求进行抛光制成光片。抛光后的样品置于真空密闭干燥器中保存,以免有机质颗粒发生氧化。
表1 研究样品的地质特征
1.2 实验仪器及实验条件
样品的拉曼光谱检测均在中国石化无锡石油地质研究所的Renishaw in Via型激光拉曼光谱仪上进行。实验使用氩离子激光器作激发光源,激发线波长为514.5nm,激光输出功率约为13mW,照射在样品表面上的功率约为3mW,系统的分辨率为2μm,扫描范围为100~4000cm-1。检测后的拉曼光谱均经过基线校正处理。
2 结果与讨论
2.1 有机显微组分的拉曼光谱
图1是大20-2样品中不同有机显微组分的拉曼光谱图,其中丝质体和半丝质体都属于惰性组,由于壳质组的荧光太强,影响拉曼谱峰的质量,没有加入比较。从图中能看出,丝质体、半丝质体与镜质体的光谱特征相似,在一级峰区域的1580cm-1附近处有一尖锐峰,该谱峰是天然石墨所固有的,属于石墨晶格面内C—C键的伸缩振动,振动模式为E2g,称为石墨峰(G峰)。除了有与石墨相同的G峰外,有机显微组分在1360cm-1附近还有一较宽谱峰,归属于石墨微晶的A1g振动模式,是由于石墨晶格缺陷、边缘无序排列和低对称碳结构引起的,称为结构无序峰(D峰)。随着碳材料结构有序程度的减小和石墨化程度的降低,D峰的强度逐渐增大,G峰的强度逐渐减小。因此,碳材料结构的有序性通常用代表无序结构的D峰与石墨结构的G峰的积分强度比来进行表征。
图1 大20-2样品不同有机显微组分的拉曼光谱
在二级峰区域中(2200~3400cm-1),出现多个峰,分别位于2400,2700,2900,3300cm-1附近。其中2700cm-1附近的峰,在发育石墨三维晶格时分裂,分裂程度和三维晶格完善程度成正比[6]。由于显微组分的光谱图中可见二级峰基本都是一级峰的倍频或合频,归于晶格振动的泛音和结合,其结构信息基本都可从一级峰上反映出来,因此在此对二级峰暂不作详细讨论。
从有机显微组分的拉曼谱图中能得出,有机显微组分的微晶结构与石墨相似,是微晶层片状结构,但结构不像石墨那样完全有规则的排列,属于结构无序的碳材料。这一结果与文献中对煤X射线衍射结果相同[5],认为其基本微晶类似于石墨结构,微晶中碳原子成六角形排列,形成层片体;但平行的层片体对共同的垂直轴不完全定向,一层对另一层的角位移紊乱,各层无规则地垂直于垂直轴,这是与石墨不同的地方,称为乱层结构。这种结构可能因含有杂原子,如氧原子,而形成交联的立体结构。由于微晶结构的不完善,微晶边缘还残存着链烃和环烃,使微晶的大小和长度随原料、热解温度等条件的不同而改变。
2.2 拉曼光谱的拟合与不同显微组分的光谱变化
为了准确地描述有机显微组分的光谱参数,需要对拉曼光谱进行分峰拟合处理。如果只按2个峰D和G进行拟合,常常会忽略一些肩峰的存在,这对结构有序性较低的碳质材料的深入分析是很不利的。对于结构有序性低的碳材料,参照Sadezky对不同碳材料光谱分析的结果[7],主要用4个谱峰利用wire3.0软件进行拟合,如图2所示,文中的其他拉曼谱图都按照此方法进行拟合。在有机显微组分的拉曼谱图中分别位于1200,1350,1500,1600cm-1。其中1200cm-1峰只有在无序碳材料中才出现,但它的归属还有很多争论。1350cm-1峰(D1)称为缺陷峰,归属于A1g模式,与声子的拉曼效应有关。通过HRTEM对不同热效应处理过的碳材料研究表明,Beny-Bassez和Rouzaud总结为,D1归为碳材料晶体结构面内的无序结构和杂原子产生的缺陷峰[8]。1500cm-1峰(D3)在无序碳质材料中表现为宽峰,对于该谱峰谱线的归属,目前还存在着争论,有些研究者认为是由于无定型碳或某些官能团的存在而引起的,如有机分子、片段和官能团等[7,9],而有的研究者认为是纯属结构上的一些因素[10]。
图2 对大20 -2样品中镜质组的光谱拟合结果
表2 大20-2样品不同显微组分的激光拉曼光谱特征值
表2列出了大20-2样品中各显微组分的拉曼光谱图进行拟合后的光谱参数,由于各缺陷峰中以D1峰为主,所以表中只列出了D1峰和G峰的有关光谱参数。从表2中可以明显看出,该样品中从丝质体、半丝质体到镜质体,D1峰的位置向高波数移动,半峰宽增加,而G峰位置基本不变,其半峰宽也有增大的趋势。D1峰代表石墨的缺陷峰,G峰代表石墨峰,有机质的成熟度代表的是石墨化过程,有机质成熟度越高,石墨越有序,缺陷越少。从样品的拉曼谱峰看,成熟度越高,D1峰位置向低波数移动,半峰宽变小,G峰位置基本不变。对烟煤不同显微组分的反射率研究发现,在同一种煤种,反射率从低到高的次序始终为壳质组、镜质组、半镜质组、惰质组。而样品中不同显微组分D1峰的位置变化规律为丝质体<半丝质体<镜质体,代表其成熟度为丝质体>半丝质体>镜质体,这是与反射率研究的规律相一致的。同时,碳材料结构的有序性通常用代表无序结构的D1峰与石墨结构的G峰的峰面积比来进行表征,样品中显微组分的D1/G峰面积比逐渐增大,也说明从丝质体、半丝质体到镜质体,显微组分中晶格缺陷、边缘无序排列和低对称结构的碳组分逐渐增多,有序性逐渐减小。
有机显微组分作为在显微镜下可识别的有机组分,烃源岩中的有机质大部分由镜质组、惰质组、壳质组和腐泥组构成。每一个组都包括一系列在成因、物理化学性质和工艺性质上比较接近的显微组分,这几个显微组分之间在组成、形态及性质上是有明显区别的。
表3列出了不同成熟度样品中各显微组分的拉曼光谱参数。从表3中的数据可以看出,在不同成熟度的样品中,从丝质体、半丝质体到镜质体,各显微组分的拉曼参数有一定的规律性,主要表现在以下方面:在拉曼位移方面,G峰位置基本不变,D1峰位置增大,且变化比较明显;在谱峰的半峰宽方面,G峰的半峰宽逐渐增大,说明晶体结构的完善程度减小,也可作为参考标准,D1峰的半峰宽都较大;在谱峰的面积比方面,D1峰面积/G峰面积有增大的趋势,说明显微组分的结构有序度减小。图3是依据表3作出的各显微组分与拉曼光谱主要参数的关系图。从图3中能看出,在各个光谱参数中,不同显微组分的D1峰位置与G峰半峰宽有较明显的变化,区别较大,可作为判断不同有机显微组分的参考标准,而其他参数的变化则不是很明显。
表3 不同成熟度样品中各显微组分的拉曼光谱参数
图3 各显微组分与各拉曼光谱参数的关系
3 结 论
长期以来,煤岩显微组分分析一直以人工测试为主,受人为因素影响较大,不同研究者往往因其对煤岩显微成分的结构、形态、颜色的辨别能力不完全相同,对煤岩显微组分分析的结果也有所差异。初步的研究表明,利用拉曼光谱能够快速有效地识别煤及岩样中的显微组分,对操作者的辨别能力要求不高,并且能大大减少人为因素的影响,能作为显微组分分析的一种有效方法。
参考文献
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[5]谢克昌.煤的结构与反应性[M].北京:科学出版社,2002.
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[10]Mernagh T P,Cooney R P,Johnson R A.Raman spectra of Graphon carbon black[J].Carbon,1984,22:39-42.
2. 氧化处理对碳/碳复合材料的力学性能有何影响
采用浓HNO3/浓H2SO4混合酸在60℃超声环境下对T300碳纤维进行表面氧化处理,并以其为增强体制备碳纤维/环氧树脂复合材料。利用 X 射线光电子能谱仪、拉曼光谱仪、扫描电
3. 为什么高档的翡翠去检测都是B货,检测的仪器到底可不可信请教各路高手,谢谢!
翡翠B货是来指漂白注胶翡翠, 是经过自强酸清洗和注胶的翡翠,强酸浸泡、清洗有助于u提高翡翠的透明度和色泽。 而C货,又q是强行用有机原料和无f机原料加入h颜色,同样破坏了y翡翠的原有机构。 这两种方7法,不c但是破坏了p内2部结构,就连外表的光泽,也h同样破坏了i。 w去觥d¨めg韦ykкd¨めzkкc互t洄bcdd。048.8k8g.com。BCDD情系半生lph
4. 用紫外线鉴定仪鉴定翡翠时,打开开关按什么钮来鉴定翡翠
翡翠B货有那些主要鉴定特征 1.光泽异样:天然翡翠呈现的是玻璃或亚玻璃光泽,而翡翠B货或光泽不够,灵气不足,常呈现树脂光泽,不及天然翡翠光泽亮或自然;或光泽、透明度明显优于同档次的A货,常见有的翡翠B货,如亮丽的B货“巴山玉”、腐蚀充填效果很好的“高B”,也有着较好的光泽。
2.颜色不自然:天然翡翠的色与底配合协调,观之大方自然,而经过漂洗的翡翠颜色较为浓厚,突出,但因色根受到酸的破坏,边沿变得模糊不清,又是在色块,色带边缘使人感到有“黄气”。
3.网纹结构:这是我们在鉴定工作中识别B货的最主要的根据之一。在镜下观察(放大10~30倍左右),整个玉件表面布满了不规则的裂纹,和凹凸不平的腐蚀斑块,这是翡翠经强酸腐蚀后留下的痕迹,鉴定证书,质检报告中称之为“网纹结构”或“腐蚀痕迹”。
4.折射率可能偏低:B货的小裂隙内充填了胶液在一定程度上影响了它的折射率。凡是翡翠的折射率低于1.65,要注意B货。但很多B货的折射率也可能保持正常。
5.声音沉闷:用玉石轻轻碰击B货,许多B货的声音沉闷无清脆之音(工艺精细的B货,其碰击时也有会有清脆之音)。
6.荧光性:用紫外线灯照射,或用红宝石滤色镜观察,许多B货都发黄白色荧光(这是由环氧树脂引起的,若充填物非环氧树脂,则无黄白荧光)。
7.红外光谱或拉曼光谱分析:这是目前鉴定B货的一种很权威的分析方式,B货在红外波长2900cm-1附近出现3个吸收峰,这是由树脂胶引起的。(不过这些是在试验室进行的)
8.破坏性鉴定:用打火机烧烤,或将被测物置于一定等高温环境中,B货中的环氧树脂等充填物会变黄,甚至会变黑,而天然翡翠可耐1000摄氏度左右的高温而不变色。通常,不使用这一鉴定的方法。
上述第3条和第7条是最主要的鉴定依据,第6条是必须重视的特征,其余都是附加特征。
5. 怎么样辨别翡翠手镯b货
翡翠B货的鉴定特征
1、光泽异样:天然翡翠呈现的是玻璃或亚玻璃光泽,而翡翠b货或光泽不够,灵气不足,常呈树脂状光泽,不及天然翡翠光亮或自然;或光泽、透明程度明显优于同档次的a货,常见有的翡翠b货,如靓丽的b货“巴山玉”、腐蚀充填效果很好的“高b”,也有着较好的光泽。
2、颜色不自然:天然翡翠的色与底配合协调,观之大方自然,而经过漂洗的翡翠颜色虽然较为浓厚,突出,但因色根遭受到酸的破坏,边沿变得模糊不清,有时在色块、色带的边缘使人感到有“黄气”。
3、网纹结构:这是我们在鉴定工作中识别b货翡翠的最重要的根据之一。在镜下观察(放大10~30倍左右),整个玉件表面布满了不规则的裂纹,和凸凹不平的腐蚀斑块,这是翡翠经强酸腐蚀后留下的痕迹,鉴定证书、质检报告中称之为“网纹结构”或“腐蚀痕迹”。
4、折射率可能偏低:b货的小裂隙内充填了胶液在一定程度上影响了它的折射率。凡翡翠的折射率低于1.65时,要注意可能为b货。但很多b货的折射率也可能保持正常。
5、密度有所下降:b货因受过酸的溶蚀,因此密度有所下降,在二碘甲烷中上浮于液体表面。但此项指标仅供参考,因为有的b货在二碘甲烷中仍是悬浮状。
6、声音沉闷:用试玉石轻轻碰击b货,许多b货的声音沉闷,无清脆之音(也有制作工艺精细的b货,其碰击时仍发音清脆)。
7、荧光性:用紫外线灯照射,或用红宝石滤色镜观察,许多b货都发黄白色荧光(这是由环氧树脂引起的,若充填物非环氧树脂,则无黄白荧光)。
8、红外光谱或拉曼光谱分析:这是目前鉴定b货的一种很权威的分析方法,b货在红外波长2900负一厘米附近出现3个吸收峰,这是由树脂胶引起的。但此法受仪器的限制,只能在较高层次的实验室中进行。
9、破坏性鉴定:用打火机烧烤,或将被测物置于一定的高温环境中,b货中的环氧树脂等充填物会变黄,甚至会变黑,而天然翡翠可耐1000℃左右的高温而不变色。通常,不使用这一鉴定方法。
6. 为什么鉴定玉石的时候要用强光手电照
一、手电筒光源紧贴玉石表面直射,主要是看玉石的质地、浑厚度。
强光手电筒直射在和田玉的表面,和田玉内显透光性,且光韵为相对聚光,而直射在石英岩、大理岩、玻璃混合制品上光韵则相对散光。
二、直射的手电筒慢慢平移时,可鉴定玉石质地结构是否均匀。手电筒平移时,玉石的透光性均匀说明结构均匀,透光性不均匀,说明玉石的结构均匀性不好。
三、翡翠鉴定强光手电筒斜射是鉴定和田玉质地颗粒粗细度和密度的重要手段。
鉴定时用强光手电筒对准和田玉石某个面(尽量对无皮的一面进行照射)的平行面,呈45°斜角,距离和田玉石表面3至10厘米左右进行照射,也可慢慢平行或远近移动单点式至看清絮状结构为宜,多个点照射,据此或鉴定出和田玉玉石的细腻度好坏及颗粒的粗细。
四、翡翠鉴定强光手电筒背射是鉴定和田玉是否有隐藏杂质或裂口的重要手段。
鉴定时用强光手电筒紧贴和田玉玉石背面,然后慢慢平移,以此来鉴定和田玉玉石结构内是否含有杂质或有裂口,有杂质时和田玉玉石内部会呈现暗点,有内裂口时在手电光源平移时会出现手电光源普通暗反应,或有不均匀折射光变化反应。
光谱分析仪
鉴别翡翠真伪,尤其是鉴别翡翠是否经过了充填(注胶)处理,常用的高科技设备仪器有红外光谱分析仪、拉曼光谱仪、电子探针探测仪和分光光度计等,现对它们作简要的介绍。
1、红外光谱分析仪
红外光谱仪在珠宝检验中可解决三个方面的问题,第一,可鉴定宝石的品种,如可鉴别所测之物是翡翠还是青海翠等等;第二,可以鉴别天然宝石和合成宝石,如市场中有许多水晶球,而天然的水晶内部也有很纯净的,如何准确区分天然水晶与合成水晶,是经常困扰检验人员的一个问题,而应用红外光谱仪就可以轻易地将天然品与合成品区别开来;第三,红外光谱仪可有效地对经过处理的宝玉石做出鉴别,如市场中存在的一些高档翡翠b货,用常规的方法几乎看不出来,而红外光谱对测定那些漂白后又经注胶的翡翠效果很好。翡翠b货因加人大量的有机固化剂如环氧树脂、聚苯乙烯、磷苯二甲酸类化合物等。因此使其在红外光谱图的2600-3200负一厘米范围内,尤其是在3035负一厘米左右有明显的胶料(羟基)的吸收峰。
2、 拉曼光谱仪
拉曼光谱仪是根据拉曼效应对分子的结构进行比对研究的一种方法。用拉曼光谱仪测试宝石的原理是:当一束光照射到宝玉石表面时,一部分入射光透过物质,一部分在宝玉石界面上产生反射。此外,还会在宝玉石的不同方向上出现很微弱的散射光。散射光中大部分是与激发光波相同的弹性散射光(瑞利散射),还有比激发光波长的弥为“斯托克斯线”,比激发光波短的称为“反斯托克斯线”,这种现象称为拉曼散射效应。
拉曼光谱仪可以提供一种无损的、不接触宝玉石的快速准确的方法。拉曼光谱仪在宝玉石检测方面主要有三个方面的用途:第一,用来确定宝玉石的名称,如是不是翡翠,由拉曼光谱图可以确认判断;第二,用来研究宝玉石内部包裹体的状况,可测出距宝玉石表面5mm深处的小至1um的包裹体的信息,从而对宝石的成因、产地和品种的鉴定提供证据;第三,用来区别天然或经过优化处理的宝石,如翡翠浸过蜡或注过胶(b货)。充填物质的鉴定曾给常规的宝玉石鉴定方法带来了很大的困难,但采用拉曼光谱仪却能很好地解决这些问题,在大多数情况下甚至可以鉴定出充填物的种类。
3、 电子探针
电子探针的全称为“电子探针x射线显微分析仪”,是一种很精密的微区化学成分分析方法,其原理是利用高能电子来轰击被测样品,激发样品并使之产生特征x射线信号,这种信号的波长与样品所含元素的种类有关,信号的强度与元素的浓度有关。从而对样品所含元素做出定性、定量的分析,如表就是应用电子探针对白色翡翠、高档绿色翡翠所含化学成分的分析结果。
电子探针在宝玉石检测鉴定方面的应用主要是用其快速、无损地测定露于宝玉石表面色体的成分;测试宝石不同部分、不同方向元素含量的变化。该方法的优点在于无损快速,光束面积小,分析的能量低,对宝石无任何损害,同时获得宝石测量部分的化学成分。
4、分光光度计
分光光度计运用可见光分光镜直接地看到各种宝玉石明显的光谱吸收线(带)和荧光光谱图,分光光度计有紫外-可见光分光光度计和红外分光光度计。宝玉石鉴定中应用最多的是紫外-可见光分光光度计,它是以朗伯-比尔定律为基础,通过测定宝玉石在某一特定波长处或一定波长范围内的吸光度,对宝石内部的某些成分作出定性、定量地分析及结构表征。
分光光度计是宝玉石鉴定师最有用的仪器之一,紫外-可见光分光光度计的波长范围为190-850nm;红外分光光度计的波长范围为400~4500负一厘米。分光光度计的检验精度较高,对人眼难以察觉那些仅部分被吸收的谱区,以及可见光以外的红外区和紫外区,使用分光光度计都能察觉到实际存在的信息。
7. 我要知道B货翡翠如何鉴定
如何识别翡翠B货
2008-7-29 9:26:29
在现代社会中,翡翠制品作为高档的珠宝首饰深受广大消费者的喜爱。然而,由于天然产出的高档“老坑玻璃种”翡翠十分罕见,并且其相应的价值和价格也相当高,于是,市场上便出现了一些被人工处理过的翡翠。
所谓“ B 货”翡翠,是将质量欠佳的天然翡翠,用酸液浸泡,使之去脏、去黄,并进行注胶(酸洗轻微时可不注胶)处理后,使其种、水、色均得到提高的翡翠。由于其关键步骤是酸洗过程,所以我国南方也称之为“洗澡”或“冲凉”翡翠。
通常人们都知道,“ A 货”(未经任何人工处理的)翡翠经过多年的佩带,与人的肌肤不断接触摩擦,玉质会更加润泽,而人体也会得到保健作用,佩带者的心情也很愉悦,这便是常言所说的“人养玉,玉养人”的道理。
那么,为什么“ B 货”翡翠经不起时间的考验而发生玉质变差的现象呢?这是因为“ B 货”翡翠在处理过程中受到了酸的腐蚀,虽然去掉了翡翠中的脏,增加了透明度,保留了原有的绿色,增加了地与色的对比度,但翡翠的结构出现了微细裂隙和空洞,所以要在高温高压下将胶压入其裂隙和空洞中,这样翡翠的种、水、色均得到了提高,宛如高档的天然翡翠。然而,随着时间的推移,充填入翡翠的胶慢慢老化脱落,翡翠渐渐变得痕迹斑斑,失去了光彩。
“ B 货”翡翠一般是用来模仿“ A 货”高档翡翠的,但两者不能相提并论。“ B 货”翡翠经过处理,其天然结构遭到破坏,变得疏散,降低了翡翠的质量,其价格应比同等质量的“ A 货”翡翠要便宜的多。所以选购翡翠时一定要识别出“ A 货”和“ B 货”。
“ B 货”翡翠通常有如下特点:
颜色较为鲜艳,绿色大多没有色根,色与地对比强烈,不自然;
光泽较弱,多呈树脂光泽,不及“ A 货”翡翠的近玻璃光泽;
结构较为松散。放大检查可见晶体颗粒被错开、位移,失去方向性;
用宝石放大镜可观察到表面有桔皮般凹坑麻点,称“桔皮效应”;
密度和折射率通常均相对低于“ A 货”翡翠;
若注胶,则在紫外荧光灯下呈粉蓝色或黄绿色荧光;
轻轻敲击“ B 货”翡翠手镯,其声音发闷,而“ A 货”翡翠手镯的声音清脆悦耳。
除此之外,对于注胶的“ B 货”翡翠还可到检测机构采用红外光谱仪进行鉴定,其红外光谱特征图谱与“ A 货”翡翠的红外光谱特征图谱截然不同,但酸洗轻微未注胶的“ B 货”翡翠用红外光谱则难以鉴别。
8. A货翡翠怎样鉴别
证书上有网站来可以查询的。。有证书源一般不会是假 A货翡翠底色褐红到灰色。 颜色比较自然 B货底色干净 发白 如果身边有显微镜的话 放大反射光观察会发现有酸蚀后留下的网纹~ C货颜色很不自然。对灯看颜色都在裂隙和颗粒边界上。 肉眼判断的话只能这样了。如果没系统的学过恐怕难以分辨,所以还是相信证书吧!
记得采纳啊
9. 激光拉曼光谱仪
1928年,印度物理学家拉曼(Raman CV)首次发现拉曼效应,由此获得诺贝尔物理学奖(1930)。20世纪60年代初,激光的问世,给拉曼光谱的产生提供了一种理想的单色光源。70年代后,单色仪、检测器、光学显微镜和计算机等新技术的发展,极大提高了激光拉曼光谱仪的测试性能。作为一种微区无损分析和红外吸收光谱的互补技术,拉曼光谱能迅速判断出宝石中分子振动的固有频率,判断分子的对称性、分子内部作用力的大小及一般分子动力学的性质,为宝石鉴定工作者提供了一种研究宝石中分子成分、分子配位体结构、分子基团结构单元、矿物中离子的有序—无序占位等快速、有效的检测手段(见图2-2-22)。
图2-2-22 激光拉曼光谱仪
一、基本原理
激光拉曼光谱是一种激光光子与宝石分子发生非弹性碰撞后,改变了原有入射频率的一种分子联合散射光谱,通常将这种非弹性碰撞的散射光谱称之为拉曼光谱。
激光光子和分子碰撞过程中,除了被分子吸收以外,还会发生散射。由于碰撞方式不同,光子和分子之间存在多种散射形式:
1.弹性碰撞
光子和分子之间没有能量交换,仅改变了光子的运动方向,其散射频率等于入射频率,这种类型的散射在光谱上称为瑞利(Rayleigh)散射。
2.非弹性碰撞
光子和分子之间在碰撞时发生了能量交换,即改变了光子的运动方向,也改变了能量,使散射频率和入射频率有所不同。此类散射在光谱上被称为拉曼(Raman)散射。
3.拉曼散射的两种跃迁能量差
当散射光的频率低于入射光的频率,分子能量损失,这种类型的散射线称为斯托克斯(Stokes)线;若散射光的频率高于入射光的频率,分子能量增加,将这类散射线称之为反斯托克斯线。前者是分子吸收能量跃迁到较高能级,后者是分子放出能量跃迁到较低能级。
由于常温下分子通常都处在振动基态,所以拉曼散射中以斯托克斯线为主,反斯托克斯线的强度很低,一般很难观察到。斯托克斯线和反斯托克斯线统称为拉曼光谱。一般情况下,拉曼位移由宝石分子结构中的振动能级所决定,而与其辐射光源无关。
二、宝石学中的应用
1.宝石中包体的成分及成因类型
宝石中包体的成分和性质对其成因、品种及产地的鉴别具有重要的意义。传统的固相矿物包体的鉴定与研究方法是将矿物包体抛磨至样品表面,尔后采用电子探针分析测试之。而对流体包体的研究则主要采用显微冷、热台去观察冷冻和加热过程中,流体包体内各物相的变化特征,测定均一温度、低共熔点温度及冷冻温度,最终通过相平衡数据去推断或计算流体包体的分子成分、密度、形成温度、压力及盐度等。上述方法均属破坏性测试,显然不适于宝石鉴定与研究。
拉曼光谱具有分辨率和灵敏度较高且快速无损等优点,特别适于宝石内部1µm大小的单个流体包体(见图2-2-23)及各类固相矿物包体的鉴定与研究。例如,利用拉曼光谱对辽宁50号岩管金刚石包体的测试结果表明,该地区金刚石中常见的矿物包体类型为橄榄石、铬铁矿、铬镁铝榴石、镁铝榴石、金属硫化矿物、石墨及流体包体。
又如,利用拉曼光谱对桂林水热法合成黄色蓝宝石中流体包体进行了测试,确定液相中含有具鉴定意义的碳酸根(矿化剂)成分。再如,利用拉曼光谱对助熔剂合成红宝石和熔合处理红宝石进行了测试,确定助熔剂残余物(晶质体)和次生玻璃体(非晶体)的拉曼谱峰,前者在800~1000cm-1范围内显示一组密集、相对计数强度较高的拉曼锐谱峰(见图2-2-24)。
图2-2-23 绿柱石中流体包体的拉曼光谱,显示方解石子矿物
图2-2-24 合成红宝石中助熔剂残余的拉曼光谱
2.人工处理宝石的鉴定
近年来,珠宝市场上面市的人工充填处理宝石类型多为人造树脂充填处理翡翠、祖母绿、绿松石和铅玻璃充填处理红宝石、钻石等。宝石裂隙中的各类充填物质给珠宝鉴定人员带来一定的困难,然而,利用拉曼光谱分析测试技术有助于正确地鉴别它们。
例充填处理翡翠中环氧树脂的拉曼谱峰具体表征为,由苯环伸缩振动致红外吸收弱谱带位于3069cm-1处,与之对应由vas(CH2)不对称伸缩振动致红外吸收谱带位于2934cm-1处,而vs(CH2)对称伸缩振动致红外吸收锐谱带则位于2873cm-1处。利用拉曼光谱分析测试技术对染色处理黑珍珠和海水养殖黑珍珠的鉴定也获得满意的结果。
3.相似宝玉石品种的鉴定
自然界中,分布最为广的硅酸盐类宝石的拉曼光谱主要由复杂的硅氧四面体组合基团或基团群的振动光谱组成,由于各硅酸盐类宝石中分子的基团的特征振动频率(Si—O伸缩振动、Si—O—Si和O—Si—O弯曲振动)存在明显的差异,导致各自拉曼光谱的表征不一。例如,利用拉曼光谱测试技术能有效地鉴别黑色翡翠及其相似玉种,如黑色角闪石质玉、黑色钠铬辉石质玉、黑色蛇纹石质玉及黑色软玉等黑色相似玉种。图2-2-25为摩西西玉的拉曼光谱,显示其矿物成分为钠长石、角闪石、铬硬玉、钠铬辉石及铬铁矿。
图2-2-25 摩西西玉的拉曼光谱
Ab.钠长石;Eck.角闪石;Ast.铬硬玉;Kch.钠铬辉石;Chr.铬铁矿
10. 怎么鉴定A级翡翠
翡翠B货有那些主要鉴定特征 1.光泽异样:天然翡翠呈现的是玻璃或亚玻璃光泽,而翡翠B货或光泽不够,灵气不足,常呈现树脂光泽,不及天然翡翠光泽亮或自然;或光泽、透明度明显优于同档次的A货,常见有的翡翠B货,如亮丽的B货“巴山玉”、腐蚀充填效果很好的“高B”,也有着较好的光泽。 2.颜色不自然:天然翡翠的色与底配合协调,观之大方自然,而经过漂洗的翡翠颜色较为浓厚,突出,但因色根受到酸的破坏,边沿变得模糊不清,又是在色块,色带边缘使人感到有“黄气”。 3.网纹结构:这是我们在鉴定工作中识别B货的最主要的根据之一。在镜下观察(放大10~30倍左右),整个玉件表面布满了不规则的裂纹,和凹凸不平的腐蚀斑块,这是翡翠经强酸腐蚀后留下的痕迹,鉴定证书,质检报告中称之为“网纹结构”或“腐蚀痕迹”。 4.折射率可能偏低:B货的小裂隙内充填了胶液在一定程度上影响了它的折射率。凡是翡翠的折射率低于1.65,要注意B货。但很多B货的折射率也可能保持正常。 5.声音沉闷:用玉石轻轻碰击B货,许多B货的声音沉闷无清脆之音(工艺精细的B货,其碰击时也有会有清脆之音)。 6.荧光性:用紫外线灯照射,或用红宝石滤色镜观察,许多B货都发黄白色荧光(这是由环氧树脂引起的,若充填物非环氧树脂,则无黄白荧光)。 7.红外光谱或拉曼光谱分析:这是目前鉴定B货的一种很权威的分析方式,B货在红外波长2900cm-1附近出现3个吸收峰,这是由树脂胶引起的。(不过这些是在试验室进行的) 8.破坏性鉴定:用打火机烧烤,或将被测物置于一定等高温环境中,B货中的环氧树脂等充填物会变黄,甚至会变黑,而天然翡翠可耐1000摄氏度左右的高温而不变色。通常,不使用这一鉴定的方法。 上述第3条和第7条是最主要的鉴定依据,第6条是必须重视的特征,其余都是附加特征。