 |
Тестеры для определения теплопроводности
|
|
|
|
Лекция 9
Люминесценция
Это собирательное понятие, охватывающее любое свечение вещества под влияние излучений или других, физических воздействий, а так же химических реакций.
При исследовании драгоценных камней в основном используется люминесценция в ультрафиолетовых лучах. Если нет задержки между поглощением и испусканием видимого света и это явление прекращается сразу после выключения источника возбуждения – это явление называется флюоресценция (от минерала флюорит).
Если вещество продолжает светиться после того,как мы убрали излучение, то это явление называется фосфоресценцией.
Иногда флюоресценция и фосфоресценция наблюдаются одновременно.
Люминесценция драгоценных камней вызывается присутствием очень малых количеств тех же элементов, которые вызывают окраску кристалла (Cr, Mg, Ni, Fe), а так же молибдатов, вольфраматов и соединения урана.
Так же возможны центры люминесценции, связанные с дефектами кристаллической решётки минералов.
Ввиду того, что одни и те же камни могут содержать различные элементы примесей цвета флюорисценция камней принадлежащие к одному минеральному виду не одинаковы. Но для отдельных месторождений цвета флюорисценции характерны.
Fe в любом количестве является гасителем флюорисценции. Испытания драгоценных камней в ультрафиолетовом свете проводят как в длинноволновой области: это 400 – 315 нм, обозначается она 365,0 и в коротковолновой области: 280 – 200 нм, обозначается 253,7. Дело в том, что бывают камни, реагирующие на излучение только в первом из указанных диапазонов. Флюорисценция очень полезна при диагностике синтетических камней. Интенсивность Флюорисценции может быть различной, свечение камня либо белое, либо цветное. У алмаза, у желтого и бесцветного – голубое свечение (в ультрафиолетовых лучах). У синтетического – желтое свечение.
|
|
|
Перламутр черного жемчуга, искусственный - не люминисцирует, в натуральный - ярко светится.
Пироп и жадеит содержат мало железа и не люминисцируют.
При нагревании возможна термолюминесценция и термофосфоресценция.
Триболюминесценция – свечение под действием истирания (при распиливании алмаза).
Катодолюминисценция – люминесценция при бомбардировке электронами в вакууме.
Электролюминесценция – люминесценция при пропускании электрического тока (природные алмазы пропускают ток, а синтетические нет).
Тест на пропускание коротковолнового УФ излучения
Присутствие железа в драгоценных камнях уменьшает интенсивность люминесценции и прозрачность камня к коротковолновому УФ излучению. При тестировании этим методом образец кладут (вместе с природным камнем в качестве эталона) площадкой вниз на фотобумагу в затемненном помещении. Затем камни и бумагу помещают на дно плоского сосуда с водой и в течение нескольких секунд освещают коротковолновым УФ излучение и (благодаря воде лучи проникают в камень, а не отражаются от его граней).
Затем фотобумагу обрабатывают, и изображение эталонного камня будет белым (поскольку он будет поглощать коротковолновое УФ излучение), тогда как изображение образца, если это синтетический камень, окажется черным с белой каймой.
Относительная прозрачность природных и синтетических камней измеряется при
размещении драгоценного камня над диафрагмой УФ осветительного прибора. Кусочек шеелита под диафрагмой флюоресцирует под действием коротковолновые УФ лучей, а интенсивность этой флюоресценции зависит от степени прозрачности исследуемого камня к ультрафиолетовым лучам. Фотодиод, расположенный сбоку от шеелита, преобразует свечение в электрический сигнал, который фиксируется измерительным прибором. Подходящая калибровка позволяет определить, является ли исследуемый камень природным (поглощает коротковолновое УФ излучение) или синтетическим (прозрачен к коротковолновому УФ излучению).
|
|
|
Электрические свойства
Хотя большинство драгоценных камней относится к изоляторам, существует несколько камней (гематит, синтетический муассанит, синтетический рутил и природный голубой алмаз), которые обладают электропроводностью и, если к ним приложить напряжение, проводят ток. О полупроводниковых свойствах природного голубого алмаза уже говорилось, и они связаны с присутствием в его кристаллической решетке примесных атомов бора. Для голубого алмаза, используя тестер, можно определить, природная окраска у камня (проводит электрический ток) или искусственная, полученная в результате бомбардировки атомными частицами, — в последнем случае камень не будет обладать электропроводностью.
Другое электрическое свойство, присущее некоторым минералам, в частности кварцу и турмалину, — пироэлектрический эффект. Когда минералы - пироэлектрики нагревают, они приобретают электрические заряды на противоположных концах своей кристаллографической оси. В этом отношении чувствительным является турмалин: достаточно нагрева солнечным светом или лампами в витрине ювелирною магазина, чтобы он начал притягивать пылинки.
Турмалин и кварц обладают также пьезоэлектрическими свойствами, т. е. приобретают электрический заряд в результате механического сжатия в некоторых направлениях. Когда кусочек минерала, сжимают, на его противоположных гранях появляются положительный и отрицательный заряды. Если кристалл растягивают, полярность зарядов меняется.
Еще одним электрическим свойством, присущим некоторым минералам, является фотопроводимость. В минералах, обладающих этим свойством, обычное высокое электрическое сопротивление уменьшается при облучении его электромагнитным излучением, таким, как УФ и g-лучи. Полупроводниковые алмазы, содержащие бор, проявляют фотопроводимость при воздействии g-лучей и используются в качестве детекторов излучения в условиях, когда требуется чувствительный материал, устойчивый к коррозии.
|
|
|
Янтарь — трибоэлектрический материал, на поверхности которого при трении возникает отрицательный электростатический заряд. Когда это происходит, янтарь начинает притягивать мелкие кусочки папиросной бумаги. Однако некоторые пластмассовые имитации янтаря тоже обладают этим свойством, поэтому оно не может использоваться для идентификации янтаря без какого-либо дополнительного подтверждающего теста.
Теплопроводность и термическая инерция
Тестеры для определения теплопроводности
Типичный алмазный тестер, измеряющий теплопроводность, состоит из наконечника, металлический кончик которого нагревается электронным способом, и контрольного блока, состоящего из электрической цепи для определения падения температуры при соприкосновении наконечника с поверхностью алмаза. Аналогичного падения температуры не может быть ни у одной из алмазных имитаций (природной или искусственной), так как они проводят или поглощают тепло хуже, чем алмаз (правда, синтетический муассанит по теплопроводности ближе к алмазу, чем другие имитации, и поэтому возможна ошибка при использовании тестеров с низкой чувствительностью).
«ОБЛАГОРАЖИВАНИЕ» ДРАГОЦЕННЫХ КАМНЕЙ
|
|
|
