紅外光譜在珠寶玉石中的應用

1、紅外光譜在珠寶玉石中的應用1、紅外光譜基本理論    當一束紅外光照射在礦物上時，礦物就要吸收一部分能量，同時將吸收的能量轉變?yōu)榉肿诱駝幽芎头肿愚D動能。     分子振動光譜：分子振動能級比分子轉動能級大，當分子振動能級躍遷時伴隨有分子轉動能級躍遷。     分子轉動光譜：出現(xiàn)在遠紅外區(qū)，它能給出分子的轉動慣量、核間距離、分子的對稱性。    在近紅外、中紅外區(qū)光子激發(fā)分子振動能級的同時，也激發(fā)分子轉動能級，但不能激發(fā)電子能級躍遷。  

2、  當一束紅外光照射在礦物上時，一種可能為礦物內部分子運動全部吸收，不再從礦物內部射出，另一種可能為紅外光束強度大，部分能量被分子能級躍遷吸收，還有部分能量透過礦物。    有關的名詞解釋：    波長二個相鄰波峰（波谷）之間距離, 波長單位：微米（）。    波數(shù)單位長度波振動次數(shù)（波長倒數(shù)cm-1），波數(shù)單位：厘米-1（cm-1）。    頻率每秒鐘內振動次數(shù)（單位時間通過固定點波數(shù)）。    透射比入射礦物光強度（I0），透過礦物

3、光強度（I），I / I0。    透過率I / I0×100。    紅外吸收光譜圖不同頻率的輻射于礦物上，導致不同透射比，以縱座標為透過率，橫座標為頻率，形成礦物變化曲線，則稱該礦物紅外吸收光譜圖。    近紅外波長范圍：0.782.5，波數(shù)：128204000cm-1。    中紅外波長范圍：2.550，波數(shù)：4000200cm-1。    遠紅外波長范圍：501000，波數(shù)：20010cm-1。   

4、; 單位變換：（微米、m毫微米、Å埃、cm厘米）    1=1000nm=10000Å=10-4cm    1Å=10-1nm=10-4=10-8cm    1cm=104=107nm=108 Å    1m=10-7cm 2、礦物紅外光譜特征    礦物紅外光譜反映礦物化學成分、結構特征，礦物大多數(shù)屬離子化合物，具各種陰離子團（硅酸鹽、碳酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、鎢酸鹽、鉬酸鹽、砷酸鹽、釩酸

5、鹽、鉻酸鹽），振動強大、穩(wěn)定。    礦物紅外光譜能較快測出各種陰離子團，以陰離子團再研究相關的陽離子成分及礦物成分結構。     具同一陰離子團礦物類，吸收頻率、強度是一致的，因此利用礦物陰離子團及特征吸收頻率，通過相應的研究能迅速測定礦物。     礦物陰離子團及特征吸收頻率（cm-1）礦物陰離子團特征吸收頻率（cm-1）AsO43-880770BO33-15001300、950850、700400BO45-880700、700400CO32-15301320、1001040、89

6、0800、745670CrO42-900820HCO32-33002000、19301840、17001600、1000940 840830、710690、670640H2O36503000、17001590MoO42-850780、700200NO3-18101730、15201280、10601020、850800、770715OH-37002900PO43-1200940、650540SiO44-1175860、540470SO42-12101040、680570VO43-930730U2O7900880、480470、280270WO42-850780、720200 

7、0;  某些礦物特征吸收頻率（cm-1）礦物名稱特征吸收頻率（cm-1）螢石275方解石721、873881、14351410白云石729菱鐵礦737菱鎂礦748菱鋅礦743菱錳礦727白鉛礦1410、677文石1471、707、692石英512515、778780、796800、10841085微斜長石1142、1134、1120、1100、768、742、728、648、602、584、535、463、428、398高嶺石37043689、36723664、36533650、36283620、11001093、10381035、10121000、918912、542535、475

8、468透閃石鐵陽起石3625、3648、3660、3673蒙脫石620630、 845850、10801090伊利石822845、10101025、10701080鈣鋁榴石鈣鐵榴石550650、8001000鎂橄欖石鐵橄欖石8001000 3、紅外光譜在寶玉石檢測中的應用    寶玉石檢測基本上是采用無損傷方式，隨著寶玉石工藝的不斷革新發(fā)展，人工優(yōu)化改善充填技術日益提高。     在寶玉石檢測中任何檢測手段的應用，在某些方面都存在局限性，紅外光譜也不例外。     紅外光譜正

9、常的礦物檢測樣品制備，先將礦物研磨成粉末狀，再滲入白色粉末狀溴化鉀共同研磨，在壓片機上壓制成測試圓形薄片，然而寶玉石飾品不可能研磨制備，因而飾品需有一個以上或更多的拋光平面進行測試，也可能需要將飾品重新處理再進行測試，這就是紅外光譜測試的局限性。     紅外光譜運用于寶玉石檢測，用其所長，能較快準確測定寶玉石中(OH)n、H2O、H3O、OH-及高分子材料（硅基聚合物、環(huán)氧樹脂、塑料）確定寶玉石名稱及優(yōu)化處理內涵。     合成寶玉石雖與天然寶玉石在物理化學性質基本相同，但從某些微細方面也存在差異，這在紅外光譜上

10、有不同反應。     天然祖母綠與助熔劑合成祖母綠區(qū)別在于天然祖母綠在34003800cm-1有一強吸收峰，助熔劑合成祖母綠無34003800cm-1強吸收峰，這與天然祖母綠中含有一定結晶水（H2O）有關。     水熱法合成祖母綠具2745、2830、2995、3490cm-1吸收峰，而在天然祖母綠中2745、2830、2995、3490cm-1吸收峰是不存在的。     紅外光譜對聚合物充填類飾品具一定的優(yōu)勢，如天然翡翠經酸蝕后聚合物充填處理，在紅外光譜圖上反映出2827、2928、2942、2969cm-1吸收峰存在，系高分子材料充填所致，天然翡翠無2827、2928、2942、2969cm-1吸收峰。     天然綠松石中無2950cm-1吸收峰，注塑綠松石中具2950cm-1吸收峰。     天然歐泊中無5725、5810、5780、5810、5890、5925cm-1吸收峰，聚合物充填歐泊中具5725、5810、5780、5810、5890、5925cm-