显微拉曼光谱在宝石鉴定中的应用
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[摘 要]在珠宝界，越来越多的人开始使用显微拉曼光谱鉴定珠宝，对珠宝本体的拉曼进行测试很容易分辨宝石的真假，使用显微拉曼光谱可以得到更加详细的信息，比如：是纯天然宝石还是人工宝石，宝石产自哪里，宝石的生成环境等。使用纤维拉曼光谱可以检测出各种宝石，包括玉石、人造宝石、天然宝石等等。本文针对显微拉曼光谱鉴定技术进行分析，并探讨其在宝石鉴定中的应用。
[关键词]显微拉曼光谱；宝石鉴定；原理；应用
中图分类号：O657.37 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）36-0213-01
宝石是一种极其珍贵的珠宝，它不仅仅是一种美丽的饰品，还具有非常高的经济价值。随着科技的发展，越来越多的高科技被应用于宝石处理上，这些高科技有利于提高宝石的质量，但同时为宝石的鉴定带来了困难。市场上以次充好、以假代真的宝石并不少见。近年来，显微拉曼光谱成为宝石鉴定的最有效手段，拉曼光谱不仅具有可行性并且很可靠，鉴定宝石时可做到无损，显微拉曼光谱已成为珠宝界广泛使用的一种鉴定方式。
一、显微拉曼光谱使用原理
每一种宝石的物质都不相同，所有其化学键也必然不同。拉曼振动的强弱主要受化学键的影响，当化学键呈极性，它的振动会产生强度较弱拉曼，伸缩振动产生的散射比弯曲振动更强。通过拉曼位置的移动，强度以及散射物质的性质，可以把物质结构与组成成分导出来，在进行宝石鉴定时，不同物质的拉曼散射也不同，最终光谱的波峰和波数会有明显差异，通过这种差异，可以测出物质的成分。
显微拉曼光谱利用的是光散射的原理，即光射入物质中去，然后从物质中反射出来，通过这个过程了解到物质的各种信息。当光进入物质后，会与物质发生非弹性散射，通过这种散射，人们能获取宝石更深层次的信息。
（一）对宝石填充物质的鉴别
1、人工红宝石的鉴别。目前，在我国珠宝市场上，主要是用玻璃填充来处理红宝石，这些材料主要来自缅甸，这些红宝石中的裂理与微裂隙非常明显，所以要对这些红宝石进行人工处理，把它进行加热，在加热过程中加入各种化学填充物，经过研究发现此化学填充物主要是硼酸钠。这类物质能够降低红宝石的熔点，削弱其黏度功能，在高温条件下，硼酸钠经过融合会形成一种次生熔融体，并且其组成成分会增多，当温度降低，次生熔体就会分离重结晶，红宝石便是由重结晶次生，但大部分情况下，未重结晶就形成了非晶玻璃，最终对红宝石裂缝起到修复作用。通过拉曼光谱，可对填充物质进行有效鉴别。2、翡翠。翡翠的经济价值相当大，在市场上经常会出现翡翠次货，这种翡翠填充了AB胶、环氧树脂类物质，这些物质，使翡翠鉴别更加困难，但是使用拉曼光谱，可以显现出这些物质的特征，由于石蜡、AB胶与环氧树脂的化学成分与化学结构都存在差异，所以可以使用拉曼光谱进行鉴别。按照国家对珠宝的检测标准，翡翠中允许存在石蜡，但环氧树脂这类物质不行，一定出现这类物质，就被鉴定为次货，
3、钻石。天然钻石的形成对环境有特定的要求，必须是在高温高压的条件下。在这种条件下，会产生与地幔熔体有关物质，所以钻石在成形的过程中，会含有许多包体，在对天然钻与合成钻进行鉴定时，这类包体就是关键依据。
（二）鉴定宝石的真假
翡翠的主要成分是硬玉矿物，翡翠是玉石里面最珍贵的一种。在全世界，缅甸的翡翠最优质，我国的翡翠也一直是由缅甸输入。早期，在翡翠并不普遍的时候，中国的翡翠就是从缅甸传入。使用拉曼光谱，可以有效的鉴别宝石的成分，区分硬玉与蓝晶石矿物，辨别宝石的真假。
（三）鉴别合成宝石
通过拉曼光谱可以检测出天然红宝石与人工红宝石的半高宽，根据两者的不同鉴别红宝石，红宝石高宽的差异主要与其生长环境有关，目前人工合成技术比较先进，对温度的控制比较适中，这种温度比自然环境理想，晶格的应力就比较小，这样就延长了声子的寿命，对应线就比较窄。
（四）光荧光对光谱的影响
在进行拉曼实验时，人们发现，光荧光会对光谱造成严重的影响，事实上，光荧光对光谱的干扰也是属于样品中的一种信息。通过光荧光，可以得知样品的特性以及生成条件，由于生成条件不同，所有的宝石所含荧光杂质也不相同。所有珍珠的荧光光谱也存在差异，无论是天然的海水珍珠、人工的海水养殖珍珠，还是人工养殖淡水珍珠，都有不一样的荧光光谱。通过这些荧光光谱，可以获取珍珠的具体信息，从而辨别珍珠的类型。
三、结束语
随着科技的发展，常规的检测与积累的经验已经难以对宝石进行鉴定，这些鉴定方法在鉴定宝石真假是难度较高，而使用显微拉曼光谱技术可以有效鉴定宝石，相较于传统鉴定方法，其优点是高效、准确、高分辨率、同时是一种无损鉴定。通过拉曼光普，可以获取各种宝石的光谱，从而得到其具体的信息，最终能有效鉴别宝石。通过拉曼光普中最强的四项特征，可以有效判断出宝石的矿物成分，应加强对拉曼光谱技术的应用，对宝石进行有效无损鉴定。
参考文献
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