《宝石改善辐照处理》PPT课件.ppt

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1、黄色绿柱石紫锂辉石绿色锂辉石黄水晶红色碧玺 钻石Maxixe绿柱石 1. 熟悉辐照处理的原理及设备。2. 熟悉辐照处理宝石应注意的问题。 3. 掌握几种常见辐照处理宝石的鉴别特征。 Co-6辐照装置 微型中子反应堆 辐照对宝石产生不同的效应，包括： 1. 使宝石形成天然已发现和尚未发现的色心； 2. 使已有的色心强化； 3. 恢复由于加热和光照而退色的色心； 4. 改进与色心无关的色彩等。 水晶理论化学式：SiO 2当含少量杂质铝时。出现A13+Si4+，电价不平衡。 晶体场理论认为：A1-O间的静电引力弱于Si-O，受辐照后使与Al键合的O价电子会失去一个，从而产生空 位色 心。留下未成对的

2、电子吸收有色光，使水晶产生颜色显示出烟色或茶色来。 实 例：水晶茶、烟色 绿柱石 无色黄色海蓝宝石 蓝色绿色、浅蓝色深蓝色刚玉 无色黄色（不稳定）钻石 无色、浅色黄、绿、蓝色或黑、褐、粉红、红色珍珠 灰、褐、蓝或黑色石英 无色黄色、黄绿色、绿色、烟色 无色紫色、深黄色、黄绿色、紫-黄双色锂辉石 绿色（不稳定）、黄色托帕石 无色棕色（不稳定）、蓝色 黄色粉红色、橙红色碧玺 无色、浅色黄、褐、粉红、红、绿-红、蓝-紫红色锆石 无色褐色、微红色大理石 白色黄色、蓝色、丁香紫色 辐照和热处理综合使用，去掉不稳定色心，达到固色的目的。 辐照改色与加热漂白是可逆过程。 宝石经辐照后所产生的残 余 放 射

3、性决定于： 1. 射线照射类型及辐照注入量； 2. 样品中杂质元素的种类及含量； 3. 活化杂质的半衰期等相关。线性加速器或核反应堆可能产生残余放射性。 1. 把宝石放入辐照设备（如反应堆）中心处。2. 样品盒由电动机带动不停转动。3. 有进水、出水冷却样品，水温不超过50。辐 照 宝 石 时 要 解 决 的 技 术 问 题？ （1）为保证颜色均匀，须转动宝石实现均 匀 辐 照。（2）为避免样品在辐照时温度过高炸裂，应采用相应冷 却 措 施。如加入循环冷却水等。（3）控制放 射 剂 量或反复辐照以得到满意的色度。 辐照剂量未饱和前，颜色深度与辐照剂量、时间成正比。 辐照剂量饱和后，宝石的颜色便

4、稳定不变。（4）辐照改善有时颜色不稳定，遇光、热易退色。通常辅 助低温去掉不稳定色心，保留稳定色心。 辐照处理方法争论最大： 1. 使宝石颜色得到改善，鉴别难； 2. 处理后的颜色对低温、光线不稳定； 3. 放射性残余。被 归 为 处 理 一 类 ， 在 市 场 上 要 求 公 开。辐照处理的宝石有钻石、托帕石、锆石、石英、绿柱石及珍珠等。 天然彩钻稀少，昂贵。鉴别彩钻是天然还是人工辐照处理是宝石鉴定师面临最大的挑战。 辐照热处理钻石的颜色，为永久性改色。 适用于：有色而且颜色不好的钻石， 如褐色天蓝色、绿色： 但此法不能使颜色变浅；不能提高颜色的色级。 1. 钻石 钻石的辐照处理有：镭 盐

5、处 理 、 回 旋 加 速 器 处 理 、中 子 辐 照 和 电 子 辐 照等方法。 将钻石埋于镭盐中绿色， 通过粒子表面有20m厚的绿色。 主要特点：a. 粒子为带电粒子，颜色仅在表层；b. 绿色是永久的，不褪色；c被处理样较长时间有放射性，会造成伤害。（1） 镭盐处理（粒子） （2） 回旋加速器处理（质子、氘核、粒子） 轰击金刚石着色；运用回旋加速器对质子、氘核或粒子进行加速，使高速运行的带电粒子轰击钻石，产生暗绿至。主要特点：a. 带电粒子不能穿入钻石深部，颜色仅在表面。b. 辐照产生暗绿色，处理时间长为黑色。c. 经处理的钻石有短暂的放射性。d. 颜色稳定，长久不褪。e. 在50090

6、0加热，使绿色黄色、橙色或褐色。 加速电子轰击钻石，产生蓝至蓝绿色调。主要特点： a. 电子带电，处理深度可达2mm。 b. 辐照时产生热量，但可以控制。 c. 处理的颜色不褪色，但表面分布不均匀。 d. 基本没有放射性。 e. 加热处理桔黄、粉红-红紫和褐色。 （3） 线性加速器（高能电子） 是目前辐照处理钻石的主要方法。主要特点：a. 中子不带电荷，可以穿透钻石，因而辐照处理产生的颜色是整体的。b. 辐照先产生绿色，进一步辐照产生暗绿-。c. 绿色不褪色。d. 辐照初期有短暂放射性，但成品无伤害。（4） 核反应堆处理（高能中子） （5） 射线处理采用Co-60，可使钻石变成蓝或蓝绿色。主要

7、特点：a. 射线穿透能力强，可使整个钻石改色。b. Co60能量较低，处理过程长，需几个月，因而目前几乎没有应用。 但射线对大多数宝石是最常用的辐照方法。 射 线 不 诱 发 放 射 性 ， 非 常 安 全 。 射 线 诱 发 少 量 的 放 射 性 ， 因 此 处 理 后 的 宝 石 必 须进 行 放 射 线 测 量 。 中 子 射 线 诱 发 一 定 量 放 射 性 物 质 ， 须 严 格 检 测 。 辐 照 处 理 钻 石 的 鉴 定 天然彩钻，为直线状或角状色带， 与晶面平行， 人工致色，色 带 平 行 于 琢 型 宝 石 的 小 面。 处理产生的颜色分布集中，与琢型、轰击方向有关。

8、亭部辐照：圆钻型底尖成环状，形成“ 伞 状 效 应 ”； 阶梯型靠近底面有与其平行的窄色带。 冠部辐照：冠部刻面轮廓颜色富 集； 围绕腰棱的深 色 环。 边部轰击：无特征的图案，靠近轰击源一侧颜色深。1 颜 色 分 布 2吸收光谱： 黄 钻 H4色 心 引 起 的 吸 收 线 含氮无色钻石经辐照加热处理黄色（H3和H4色心），且以H4为主；天然黄钻没有H4或H4色心不明显。 反之不成立。 595nm或 H 1b和 H 1c线 辐照黄钻可存在595nm的吸收线，但在加热处理中，随温度上升，595nm吸收线会消失，同时在红外光谱区将出现H1b和H1c吸收线。3导电性：天然蓝钻能导电和透过短波紫外光

9、， 辐照蓝钻则不导电。 2. 托 帕 石 的 辐 照 处 理 及 鉴 定辐照处理托帕石具有商业价值，增强或产生粉红色、黄色、褐色和蓝色。线性加速器处理后颜色较深，再热处理去除黄色调核反应堆辐照处理蓝色，不需再经加热。中至深的灰蓝色，墨水蓝是典型反应堆辐照产物，辅助热处理去除，产生较浅、饱和的颜色。目前综合处理： 核 反 应 堆 线 性 加 速 器 加 热 处 理 根 据 颜 色 的 强 度 和 深 度 大多数辐照处理的蓝色托帕石的颜色在自然界还从没有发现，到目前为止，还没有任何非破坏性办法能准确检测蓝色托帕石的颜色是否经优化处理。黄 色 和 褐 色 托 帕 石（天然或人工），光 照 下 均 可

10、 褪 色。 辐照处理的蓝色托帕石 天然蓝色托帕石（巴西） 辐照彩色钻石辐照热热处理各色托帕石 3. 绿 柱 石 的 辐 照 处 理 及 鉴 定 绿柱石经辐照，由无色黄色（2500C以下稳定）， 蓝色绿色，粉红色橙黄色。 无色绿柱石粉红色， 无色或绿色金黄色和蓝绿色 Maxixe型无色、暗蓝色、绿色、黄色、粉色、蓝色绿柱石 射线、短波紫外线 深钴蓝色的绿柱石 辐照处理的宝石无放射性，但产生钴蓝色不稳定，较温和的加热或光照，就会使其褪色。市场上的钴蓝色绿柱石均为辐照产品。 Maxixe型 辐 照 处 理 蓝 色 绿 柱 石的鉴别特征有： 钴蓝色区别于海蓝宝石的天蓝色； 吸收光谱在红区（695nm、

11、655nm）有两个带， 在橙区（628nm、615nm）有弱带、 黄、黄绿区（581nm、550nm）有弱带， 天然海蓝宝石则无。 二色性，蓝色常光方向，无色非常光方向， 天然海蓝宝石相反。 富含稀有金属Cs、B。 密度2.80g/cm3、折射率1.548-1.592，均绿柱石。 绿柱石的辐照处理一般不易检测。 表 面 处 理 的 概 念表面处理 是 采 用 简 单 的 不 改 变 宝 玉 石 基 本 性 质 ， 改 善 质 量 的 一 类 物 理 修 饰 法 。 宝石的表面处理有很长的历史。主要特点是用一些无色或有色的薄膜状物质均匀附于宝石表面，以达到改善宝石颜色状和表面光洁度，增强宝石光泽

12、及掩盖宝石表面缺陷（坑、裂、擦痕等）的目的。宝石的表面处理分为：涂 层 法 、 镀 膜 法和贴 箔 法。 涂 层 法涂色 将 颜 料 或 染 料 涂 于 宝 石 表 面 以 改 善宝 石 颜 色 外 观 的 方 法 。涂层 将 有 色 膜 或 具 有 强 反 射 的 膜 涂 于 宝石 表 面 、 亭 部 刻 面 或 底 面 以 改 善 它 们 的 颜色 或 亮 度 的 方 法，也称为覆膜。涂色和涂层处理都具有欺骗性，应予以公开。 涂 色 涂色是一种古老的改色技术，主要用于无色、颜色很浅或颜色不佳的宝石成品。如带黄色调的钻石，在其亭部或腰棱处涂上蓝色，因为蓝色与黄色互补，使钻石的黄色调抵消，看起

13、来更白。 涂色也曾用在色浅的绿色绿柱石上以仿祖母绿。 由于涂色效果不持久，现在已经很少采用。 鉴定方法与染色的鉴定相同。 观察宝石的光谱、 查尔斯滤色镜下颜色的变化、颜色分布、 试剂擦拭等都是鉴定涂色有效的手段。 涂色处理的钻石，在颜色分级时可能会发现很难定色级，这时要注意检察其亭部和腰棱表面的颜色，和用蘸试剂的棉球擦拭。 涂 层 涂层的物质称涂层剂，常见有蜡、油漆、无色清漆及混合染料的各种树脂胶等，目前采用的新材料有金属及其氧化物等。 透 镜 涂 层 是在宝石表面涂一层氟化镁，类似照相机镜头表面的防反射膜。淡蓝色氟化镁膜极薄，粘性强。黄色调钻石经透镜涂层处理，可以抵消黄色调，提高色级。用坚硬

14、的针或丙酮都无法除去薄层。 水 色 气 息 是1988年出现在水晶、无色托帕石及其他无色透明材料表面涂层处理的新方法。利用真空喷涂技术在晶体或宝石表面涂一层非常薄而透明的纯金（或铂、银）膜，使其表面呈蓝-蓝绿色，伴有似铜的表面晕彩，天然宝石无此效果。涂层耐久性好，不影响各项宝石学性质。 （1）宝石亭部涂层用表面反射照明，在20-40X放大下观察可以发现划 痕、涂层剥落的斑 痕及含 气 泡的 表 面 晕 彩 斑。（2）涂层宝石的折射率很 难 测 出。（3）用钢 针 刻 划在膜上会留下痕迹。（4）用热 针测试，塑料膜会有异味反应。（5）透镜涂层的钻石会带有明显的灰 色 调，与比色石比较时，很难定其

15、色级。 镀 膜 法 镀膜法是现代技术在宝石表面处理中的应用。 镀 膜 在 分 子 或 原 子 层 次 上 运 用 沉 淀 技 术 、 喷 镀技 术 、 晶 体 生 长 技 术等高新技术，在 宝 石 表 面 铺 设多 层 分 子 或 原 子 膜，厚度从几-几百nm。 薄膜一般是透明的，带有所需的颜色，不仅可以填平宝石表面的凹点擦痕，使宝石极光洁、平整，光泽度提高；且可以增加宝石的颜色浓度或加色，镀膜处理一般都会影响宝石的透明度。 镀膜宝石的光 泽、折 射 率与未镀膜宝石不同； 荧光下镀金属膜的宝石显示强虹 彩 效 应，如钻石的火彩。 贴 箔 法 贴箔也称“背 衬”、“底 衬” ，是一种古老的方法

16、。现在这种方法已较少使用。 宝石底面或亭部刻面上贴有色或强反射的箔片，改善颜色或外观。 贴有色箔的处理也称为色 衬（color backing）。 经贴箔处理的宝石常常被封闭镶嵌于首饰上，加以掩盖。贴箔处理的宝石必须公开。 放大：不平而褶皱的箔片，箔片表面的划痕； 有时可见到脱落的箔。观察宝石的颜色和亮度分布特征也可以揭示贴箔处理。例如祖母绿为加深颜色，在底部衬一层绿色的簿膜或锡铂，放大检察其底部有接合缝，接合缝处可有气泡残留，有时会有簿膜脱落，起皱等现象。二色性不明显或没有二色性，无Cr吸收光谱。 1. 什么是辐照处理？什么是涂层、镀膜和贴箔？ 2. 辐照处理有几种类型？设备有哪些？3. 辐照处理钻石有哪些工艺方法？有哪些鉴别特征？ 4. 列举常见辐照处理的宝石及其鉴别？ 5. 表面处理有哪几种方法？有何异同？6. 涂层、镀膜和贴箔宝石各有何鉴别特征？