UNIWERSYTECKI KURS GEMMOLOGICZNY - …labgem.wnoz.us.edu.pl/PDFy/MaciejKolodziej.pdf · Wykonano...
-
Upload
duongkhanh -
Category
Documents
-
view
216 -
download
0
Transcript of UNIWERSYTECKI KURS GEMMOLOGICZNY - …labgem.wnoz.us.edu.pl/PDFy/MaciejKolodziej.pdf · Wykonano...
1
UNIWERSYTET ŚLĄSKI
WYDZIAŁ NAUK o ZIEMI
KATEDRA GEOCHEMII MINERALOGII i PETROGRAFII
LABOLATORIUM GEMMOLOGICZNE
UNIWERSYTECKI KURS GEMMOLOGICZNY
Praca końcowa
Maciej Kołodziej .
2010 r.
Badanie i klasyfikacja grupy bezbarwnych brylantów wyselekcjonowanych z polskiego
rynku jubilerskiego
2
„ NIE WSTYD NIE WIEDZIEĆ,
LECZ WSTYD NIE PRAGNĄĆ SWOJEJ WIEDZY UZUPEŁNIAĆ „
Feliks Chwalibóg
Opiekun pracy:
dr Włodzimierz ŁAPOT
3
Podziękowanie.
Nie może w mojej pracy zabraknąć słów podziękowania dla osób,
które swoją pomocą przysłużyły się do jej napisania. Słowo dziękuję
kieruję do Pana doktora Włodzimierza Łapota za pomysł i
zorganizowanie tego szkolenia. Do wszystkich wykładowców, a w
szczególności do Pana profesora Janusza Janeczka za pełne anegdot i
ciekawostek zajęcia, które przebiegały w ciepłej i wesołej atmosferze.
Do Pani Beaty Czajkowskiej – Tyc, Pana Floriana Marsa i Pana
Krzysztofa Buły za obdarzenie mnie zaufaniem i udostępnienie
wszystkich materiałów badawczych. Słowa podziękowania za
wsparcie i pomoc kieruję do moich najbliższych, bez których
napisanie tej pracy byłoby niemożliwe.
4
SPIS TREŚCI:
WSTĘP
I. CZĘŚĆ TEORETYCZNA
I.1. Powstawanie diamentu....................................................................................7
I.2. Diament – wiadomości ogólne........................................................................7
I.3. Właściwości fizyczne......................................................................................8
I.4. Właściwości chemiczne..................................................................................9
I.5. Właściwości optyczne.....................................................................................9
I.6. Typy diamentów...........................................................................................11
I.7. Barwa......................................................................................................12
I.8. Inkluzje....................................................................................................13
I.9. Klasy czystości.......................................................................................13
I.10. Szlif brylantowy...................................................................................14
I.11. Masa kamieni..............................................................................................15
I.12. Imitacje diamentów.....................................................................................16
II. CZĘŚĆ METODYCZNA
II.1. Metody podstawowe....................................................................................16
II.1.1. Pomiar kamieni oszlifowanych............................................................16 II.1.2. Wyznaczanie masy kamieni oszlifowanych........................................16 II.1.3. Masa przeliczeniowa...........................................................................17 II.1.4. Badanie lupowe...................................................................................18 II.1.5. Pomiar gęstości względnej..................................................................18 II.1.6. Luminescencja standardowa................................................................19
II.2. Metody laboratoryjne...................................................................................19
II.2.1. Diamond View.....................................................................................19
II.2.2. UV–VIS–NIR......................................................................................20
II.2.3. FTIR.....................................................................................................21
5
III. CZĘŚĆ BADAWCZA
III.1.Metody badawcze…………………………………………………….22
III.2. Badany materiał….................................................................................23
III.3. Podsumowanie.......................................................................................83
IV. Bibliografia....................................................................................................84
6
WSTĘP
W dobie rozwijających się technologii materiałowych niezbędne jest tworzenie nowych
możliwości do ich rozpoznawania. Kurs gemmologiczny zorganizowany przez Uniwersytet
Śląski Wydział Nauk o Ziemi pozwala zmniejszyć braki w naszej wiedzy na ten temat. W
trakcie kursu każdy uczestnik może pogłębić wiedzę teoretyczną i praktyczną na temat
minerałów, z którymi ma do czynienia w pracy zawodowej, oraz poznać nowoczesne techniki
badawcze potrzebne do ich analizy. Opracowanie przygotowanych materiałów mobilizuje
uczestnika kursu do większego zaangażowania i uświadamia mu jak wielką trudnością staje
się obecnie identyfikacja kamieni jubilerskich. Jestem pewien, że posiadając zdobytą na tym
kursie wiedzę , będę mógł ją w pełni wykorzystać w dalszej pracy zawodowej.
7
I. CZĘŚĆ TEORETYCZNA
I.1. Powstawanie diamentu
Pochodzenie diamentów nie jest do końca znane. Ostatnie badania wskazują, że diamenty
krystalizowały z alkalicznej magmy maficznej, in situ, na dużych głębokościach, w
temperaturze powyżej 1000⁰C i przy ciśnieniu kilku MPa. Do strefy powierzchniowej zostały
przetransportowane później, w czasie gwałtownego wznoszenia się magmy /silnych ruchów
tektonicznych/. Porównując skład chemiczny inkluzji zawartych w diamentach ze składem
chemicznym skał je zawierających, stwierdzono, że diamenty powstały w warunkach
fizykochemicznych niezwiązanych z procesami tworzenia się zawierających je skał i są o
wiele starsze.
Diamenty występują w złożach pierwotnych i wtórnych.
Wśród złóż pierwotnych wyróżnia się złoża typu perydotytowego /kimberlitowego/,
eklogitowego i lamproitowego. Występują one w Afryce , Azji , Australii, Europie oraz na
kontynencie amerykańskim.
Złoża wtórne powstają w wyniku wietrzenia złóż pierwotnych i mogą gromadzić się na lądach
jak również w brzegowej strefie mórz i oceanów /złoża eluwialne i deluwialne/. Ta grupa
złóż występuje zarówno w Afryce jak i na innych kontynentach.
I.2. Diament – wiadomości ogólne
Minerał z gromady pierwiastków rodzimych. Krystaliczna postać węgla o wzorze
chemicznym C, takim samym jak symbol pierwiastka. Jest najtwardszą znaną substancją
występującą w przyrodzie i jedną z pięciu alotropowych odmian węgla. Węgiel w postaci
diamentu występuje w niewielkiej ilości w skorupie ziemskiej. Stanowi to o wyjątkowości
tego minerału. W porównaniu z grafitem, który jest trwałą odmianą węgla w skorupie
ziemskiej, diament jest odmianą nietrwałą, przechodzącą przy ogrzewaniu bez dostępu
powietrza w grafit w temperaturze łuku elektrycznego około 3000⁰C.
Przejście to przy niskich ciśnieniach ma charakter jednokierunkowy i próby otrzymania
diamentów z grafitu nie dały rezultatu.
8
Odpowiednio do prostego składu chemicznego, diament krystalizuje w układzie regularnym
/układzie krystalograficznym o najwyższej symetrii/ charakteryzującym się następującymi
właściwościami:
- 13 osi symetrii
- 9 płaszczyzn symetrii
- 1 środek symetrii
Najczęściej spotykaną postacią diamentu jest ośmiościan, rzadziej sześcian, dwunastościan i
bardzo rzadko czterdziestoośmiościan. Często spotykane są również formy złożone, będące
kombinacją wyżej wymienionych form lub rezultatem zbliźniaczenia.
I.3. Właściwości fizyczne
Jedną z cech odróżniającą diament od innych minerałów jest gęstość od 3, 468 do 3, 564 g /
cm ³, której wartość zależy od ilości zawartych w nim wrostków tworzących się równocześnie
z kryształami diamentów lub starszych. Jest ona na tyle duża, że przechodzące przez niego
światło musi zmniejszyć swoja prędkość o 50 %.W diamencie atomy węgla są ze sobą bardzo
silnie powiązane tak zwanymi wiązaniami atomowymi. Odległość między jonami węgla
wchodzącymi w skład wiązania atomowego jest bardzo mała i wynosi 1,54 Å co w
konsekwencji przekłada się na twardość diamentu, która jest największa wśród znanych
minerałów i wynosi 10 w dziesięciostopniowej skali Mohsa /wyjątkowo twarde diamenty
wyspa Kalimantan, dawne Borneo oraz Nowa Południowa Walia/.
Mimo swojej dużej twardości diament może pod wpływem uderzenia pękać wzdłuż
płaszczyzn równoległych do ścian ośmiościanu. Łupliwość tą wykorzystuje się, aby
kamieniom nadać wstępną formę przed ich szlifowaniem. Jest to minerał dość kruchy i
wrażliwy na udar; dlatego łatwo można go sproszkować.
Kolejną właściwością fizyczną odróżniającą diament od pozostałych minerałów jest bardzo
wysokie przewodnictwo cieplne przy jednoczesnym braku przewodności elektrycznej – jest
dielektrykiem. Wystarczy jednak niewielka domieszka boru i staje się półprzewodnikiem.
9
I.4. Właściwości chemiczne
Diament nie ulega zmianom chemicznym i przeobrażeniom. Jest bardzo odporny na działanie
czynników chemicznych. Nie rozpuszcza się ani w mocnych kwasach /siarkowy, azotowy,
fluorowodorowy, solny i fosforowy ani w zasadach / wodorotlenek sodu lub potasu /. Ulega
utlenianiu wskutek działania saletry lub mieszaniny dwuchromianu potasu i kwasu
siarkowego. W obecności tlenu, w zależności od jego ilości, spalanie następuje już w
temperaturze 720 – 1000 ⁰C a w wyższych temperaturach przechodzi bez reszty w dwutlenek
węgla /Humphry Davy i Michał Faraday /. Pod wpływem chloranu sodu i potasu a także
węglanu sodu powierzchnie ścian kryształu diamentu ulegają trawieniu. Powstają tzw. figury
trawień na podstawie, których można wnioskować o symetrii ścian kryształu. Pomimo tych
właściwości może być stosowana metoda termochemicznej obróbki diamentu z użyciem
niklu, kobaltu i żelaza, które mają zdolność rozpuszczania w sobie węgla /Jakucka Akademia
Nauk byłego Związku Radzieckiego/. Jedynie taką metoda można wycinać w diamencie
otwory profilowane.
I.5. Właściwości optyczne
Przeźroczysty diament cechuje bardzo wysoki współczynnik załamania światła, który
wynosi 2, 417 /dla światła sodowego/. Dyspersja /różnica współczynników załamania światła
czerwonego i fioletowego/ również wysoka 0,044. Dzięki tym wartościom diament
charakteryzuje się bardzo wysokim połyskiem tzw. diamentowym. Całkowite odbicie światła
następuje przy kącie padania 24,5⁰ (kąt graniczny dla pary środowisk diament-powietrze).
Luminescencja występuje w większości diamentów. Jest wyraźniejsza w długofalowym
promieniowaniu ultrafioletowym /UVL – 365 nm/ a mniej wyraźna w krótkofalowym
ultrafiolecie /UVC – 254 nm/. Można ją zaobserwować w postaci jasnoniebieskiej,
jasnozielonej, żółtej lub czerwonej fluorescencji o różnej intensywności.
Diamenty bezbarwne do żółtawych wykazują brak lub słabą do silnej niebieskawo białą
fluorescencję w długofalowym ultrafiolecie i słabą w krótkofalowym ultrafiolecie.
Luminescencję może także wywołać promieniowanie o wyższej energii np. promieniowanie
alfa, beta, gamma, promieniowanie rentgenowskie i katodowe wykorzystywane do badania
struktury diamentu, a zarazem do odróżniania diamentów syntetycznych od naturalnych.
10
Diamenty wykazują również zjawisko fosforescencji, lecz trwa ono nie dłużej niż kilka
minut.
Diament zawierający różne koncentracje zanieczyszczeń jonowych i defektów sieciowych w
poszczególnych sektorach wzrostu, pobudzony do świecenia będzie wykazywał istotne
zróżnicowanie intensywności barwy fluorescencji, adekwatne do zmiennej sektorowej
koncentracji zanieczyszczeń, czyli tzw. zonalność wzrostową.
W diamentach naturalnych wyróżnia się tzw. makrozonalność i mikrozonalność , których nie
ma na ogół w diamentach syntetycznych.
Makrozonalność – polega na występowaniu dwu lub większej liczby stref różniących się
zasadniczo mikrozonalnością. Ich obecność interpretuje się jako istotną , a często zasadniczą
zmianę warunków i mechanizmu wzrostu kryształu.
Mikrozonalność - ujawnia mniej zasadnicze niejednorodności realnej struktury wnętrza
diamentu uwarunkowane pojawieniem się licznych strukturalno – domieszkowych defektów i
nierównomiernym ich rozmieszczeniem w krysztale.
Wyróżniono dziesięć typów mikrozonalności właściwej diamentom naturalnym :
- struktura jednorodna / równomierne rozmieszczenie defektów strukturalno-domieszkowych/
- prostoliniowa oktaedryczna
- prostoliniowa schodkowa
- budowa policentryczna
- struktura mozaikowa
- struktura antyszkieletowa
- mikrozonalność owalna
- mikrozonalność klepsydrowa
- mikrozonalność sektorowa
- oktaedryczne i heksaedryczne piramidy wzrostu
Makrozonalność i mikrozonalność ma ponad 95% diamentów jubilerskich.
11
Widmo absorpcyjne pokazuje zależność absorpcji określonej substancji od długości fali
światła. Diamenty, zwłaszcza barwne wykazują charakterystyczne linie widmowe będące
wynikiem różnorodnych zaburzeń struktury. Linie te stanowią ważny czynnik
identyfikacyjny. Wśród diamentów jubilerskich wyróżnia się dwie serie różniące się liniami
widmowymi:
- seria „CAPE„ - diamenty bezbarwne, żółtawe do żółtych, dające linie absorpcji przy
długości fali : 478,0 ; 465,0 ; 451,0; 435,0 ; 423,0 415,5; 401, 0; 390,0; nm.
- seria „ BROWN„ - diamenty brązowawe do brązowych i zielonawe, dające linie widmowe
przy długości fali: 504,0, słaba linia przy 498,0 i rzadko przy 537, 0 nm.
I.6. Typy diamentów
Wykonano szereg badań na podstawie, których diamenty podzielono na 2 typy. Jest to podział
umowny i jest konsekwencją skomplikowanych procesów geologicznych, jakie towarzyszyły
ich powstawaniu. Równocześnie wskazują one na środowisko, warunki i miejsca
występowania.
Do klasyfikacji wykorzystano następujące właściwości:
- zawartość pierwiastków domieszkujących /azot, bor, w mniejszym stopniu glin i wodór /
- absorbcję w podczerwieni i nadfiolecie
- przewodnictwo cieplne i elektryczne
- barwa
Typ I
Należy do niego większość diamentów jubilerskich. Są dobrze wykształcone, mają gładkie
powierzchnie ścian i lekko zaokrąglone krawędzie i dlatego dobrze nadają się do obróbki.
Charakteryzują się dużym stężeniem azotu od 25 do 1000 ppm – w skrajnych przypadkach
3000 ppm /ppm sposób wyrażania stężenia 10 ⁻⁶ / cm ³ ang. pars per milion/.
Są nieprzeźroczyste dla promieniowania krótszego niż 300 nm. W zależności od stężenia
azotu wyróżniamy podtypy I a i I b . Zróżnicowana forma skupień azotu wyodrębnia agregaty
A składające się z 2 atomów azotu i B składające się z dowolnej liczby atomów azotu, nie
12
większej niż 8. Duże stężenie i różnorodność konfiguracji azotu dzieli diamenty podtypu I a
na grupy I aA i I aB. Gdy diament zawiera obie formy agregatów, powstaje grupa I aAB.
Inną formą skupień występujących w diamentach podtypu Ia są skupienia budowane przez 3
atomy azotu. Forma ta powstaje w procesie przekształcenia skupień A w formę skupień B i
jest określona symbolem N3 /centrum barwne N3/. To właśnie one są odpowiedzialne za
powstanie żółtego odcienia barwy diamentów zaliczanych przez gemmologów do tzw.” serii
Cape „.
Typ Ib.
Zawartość azotu waha się od 25 do 50 ppm. Jego atomy są rozproszone, lokują się w sposób
izolowany i zastępują atomy węgla w sieci krystalicznej diamentu. Charakterystyczne widmo
absorpcji z pikiem przy 1131 cm⁻¹ .
Stała absorpcja poniżej 560 nm sprawia, że, barwa tych diamentów może być znacznie
pogłębiona-ciemnożółta; niekiedy brązowawa.
W gemmologii barwa taka jest nazywana „kanarkową”. Diamenty I b występują przyrodzie
bardzo rzadko.
Typ II
Diamenty typu II dzielone są na podtypy IIa i IIb. Za podstawę podziału przyjmuje się
przewodność elektryczną. Diamenty podtypu IIa mają strukturę najbardziej zbliżoną do
idealnej i dlatego też są rzadko spotykane w przyrodzie. Nie zawierają znaczących ilości
pierwiastków śladowych / w tym również boru /,w związku z czym, nie przewodzą prądu.
Zawierają minimalne ilości azotu nieprzekraczające 20 ppm. Nie absorbują promieniowania
podczerwonego w zakresie od 1000-1400 cm⁻¹ i promieniowania nadfioletowego poniżej 230
nm. W przyrodzie występują bardzo rzadko. Diamenty podtypu IIb zawierają domieszkę boru
o koncentracji poniżej 10⁻⁶/cm³, w związku, z czym, są półprzewodnikami. Charakteryzują
się wyraźną luminescencja dla krótkofalowego promieniowania ultrafioletowego skorelowaną
ze znacznym nasyceniem barwą niebieską.
I.7. Barwa
Barwa należy do najbardziej specyficznych i równocześnie do najważniejszych cech
diamentów. Zaczęto ją określać już na początku bieżącego stulecia. Liczba odcieni barw jest
13
bardzo duża. Barwy diamentów dzielone są na typowe i fantazyjne. Barwy typowe tworzą
szereg od bezbarwnej do żółtej w odcieniach o różnym stopniu nasycenia, a także jasne
odcienie barwy brązowej lub szarej.
Zestawem tym objęto diamenty występujące najczęściej, należące do tzw. „ szeregu
żółtości „ / od bezbarwnego do żółtego /. Klasy barw określane są przez kamienie
wzorcowe, których barwa została dokładnie określona i zdefiniowana systemem
literowym. Pozwoliło to GIA na stworzenie skali barw od D– najczystsza biel, do Z –
żółty.
Druga grupę stanowią barwy fantazyjne, do której, zaliczamy kamienie zabarwione na kolor:
niebieski, różowy, fioletowy, zielony, pomarańczowy, czerwony brązowy i czarny.
Barwa diamentu może być również kojarzona z miejscem pochodzenia. Za najczystsze
uważane są rzadko dziś wydobywane bezbarwne diamenty indyjskie. Diamenty wydobywane
ze złóż południowoafrykańskich w 98% mają wyraźne zabarwienie. Czysty diament jest
zupełnie bezbarwny. O barwie mogą decydować wtrącenia jonów niektórych pierwiastków
np. azotu, boru, glinu, manganu, żelaza, krzemu i magnezu, występujące jako, element
deformujący strukturę kryształu. O kolorze decydują także centra barwne, które są defektem
sieci krystalicznej, powstałym pod wpływem wysokoenergetycznego promieniowania.
Zabarwienie diamentów podczas podgrzewania może ulec zmianie Po oziębieniu zwykle
powraca barwa pierwotna.
I.8. Inkluzje
Są to defekty wewnętrzne w formie ciała stałego, ciekłego i gazowego zawarte w masie
kryształu, niezależne od jego pochodzenia. Inkluzją może też być rysa przełamowa, figura
spękań lub inny naturalny defekt wewnętrzny, zakłócający bieg wiązki światła w kamieniu.
W diamencie dostrzegalna jest też pewna ilość zanieczyszczeń charakterystyczna dla złoża, z
którego pochodzi. Są to wrostki grafitu, magnetytu, rutylu, ilmenitu, pirytu, granatu-piropu,
oliwinu, spinelu chromowego, diopsydu chromowego, pentlandytu oraz diamentu.
Zanieczyszczenia te widoczne są dopiero przy znacznym powiększeniu. Rozróżniamy wrostki
syngenetyczne tj. powstałe podczas wzrostu kryształu i wrostki epigenetyczne/głównie kwarc
i tlenki żelaza/, które dostały się do wnętrza wykształconych już kryształów przez drobne
szczeliny i spękania.
14
Do identyfikacji inkluzji używa się różnych, nowoczesnych i skomplikowanych technik
pomiarowych /mikrosonda elektronowa, spektroskopia Ramana/. Nie zawsze jednak udaje się
dokonać właściwej identyfikacji i określić skład chemiczny wrostków.
W zależności od ilości występujących defektów wewnętrznych diamenty klasyfikuje się na
siedem podstawowych klas czystości /według międzynarodowych ustaleń CIBJO ,IDC /:
LC - lupowo czyste
VVS - bardzo, bardzo małe znamiona wewnętrzne /bardzo trudno zauważalne przy
dziesięciokrotnym powiększeniu /
VS - bardzo małe znamiona wewnętrzne /trudno zauważalne przy dziesięciokrotnym
powiększeniu /
SI - małe znamiona wewnętrzne /łatwo zauważalne przy dziesięciokrotnym powiększeniu /
P₁ - znamiona wewnętrzne trudno zauważalne okiem nieuzbrojonym
P₂ - znamiona wewnętrzne dobrze widoczne okiem nieuzbrojonym, obniżające nieznacznie
brylancję diamentu
P₃ - znamiona wewnętrzne bardzo dobrze widoczne okiem nieuzbrojonym znacznie
obniżające brylancję diamentu.
I.10. Szlif brylantowy
Diamenty ze względu na swoje specyficzne właściwości są wykorzystywane w różnych
gałęziach przemysłu. Około 20% wydobycia trafia do przemysłu jubilerskiego. W trakcie
obróbki mechanicznej kryształom diamentu nadaje się różnego rodzaju kształty.
Tylko niektóre z nich otrzymują nazwę brylantów ze względu na specyficzny rodzaj szlifu-
szlif brylantowy, który nadaje się surowym kryształom w celu osiągnięcia najlepszych
walorów optycznych określanych mianem brylancji.
Brylantem nazywamy diament w formie okrągłej z pełnym szlifem brylantowym tzn.
zawierającym w koronie 33 fasety, w tym taflę i 25 faset w pawilonie w tym kolet.
Prekursorem nowoczesnego szlifu brylantowego był M. Tolkowsky, który w 1919 roku
zaproponował szlif brylantowy określany często mianem szlifu doskonałego lub idealnego.
Stał się on podstawą do porównań i klasyfikacji szlifów brylantowych.
15
Prace nad udoskonaleniem szlifu brylantowego trwały latami, a ich kolejne modyfikacje
przyjmowały nazwy od nazwisk ich twórców: A. Johnsen i S. Rosch 1929 r, W. Eppler 1939
r, R. Parker 1957 r, H. Tilander 1967 r, W. Eulitz 1972 r. Koncepcja szlifu w/g W. Epplera
opierała się nie tylko na danych teoretycznych, ale również na danych zebranych w wyniku
różnych prób i doświadczeń. Stąd nawa szlifu - szlif właściwy praktyczny, uznany za
optymalną i najbardziej popularną formę szlifu brylantowego.
Obecnie znamy wiele modyfikacji tego szlifu i dlatego dopuszczalne są odstępstwa od norm
spowodowane różnymi względami praktycznymi
I.11. Masa kamieni
W obrocie międzynarodowym masę kamieni szlachetnych określa się wg systemu
metrycznego. Jednostką miary jest karat metryczny 1ct. = 0.2 G wprowadzony do systemu
miar w 1914 roku. Masę kamieni szlachetnych, w tym diamentów, określa się zwyczajowo do
16
setnych części karata. Taką dokładność uzyskuje się stosując wagi analityczne lub karatowe,
mechaniczne lub elektroniczne.
I.12. Imitacje diamentów
Do naśladowania diamentu wykorzystano wszelkie materiały bezbarwne, przeźroczyste,
podatne na szlifowanie i posiadające zadowalającą twardość. Początkowo były to szkła,
później strass, czyli szkło o dużej zawartości ołowiu. Używano też kwarcu naturalnego
/kryształ górski/ i syntetycznego, bezbarwnej odmiany korundu a także bezbarwnego
cyrkonu, spinelu, topazu, berylu i sheelitu.
Najnowsze imitacje, specjalnie wytworzone w tym celu, to:
- syntetyczny rutyl
- tytanian strontu / fabulit /
- sztuczny granat / GGG i YAG /
- cyrkonia / stabilizowany kubiczny tlenek cyrkonu /
- moissanit / węglik krzemu/
II. CZĘŚĆ METODYCZNA
II.1. Metody podstawowe
II.1.1. Pomiar kamieni oszlifowanych
Wymiary kamieni oszlifowanych wyznacza się za pomocą specjalnych suwmiarek lub
karatomierzy. Wymiary podaje się w milimetrach w następującej kolejności: długość,
szerokość i wysokość z dokładnością do 0,001 mm.
II.1.2. Wyznaczanie masy kamieni oszlifowanych
Masę rzeczywistą kamieni szlachetnych i ozdobnych wyznacza się wagowo używając w tym
celu wag mechanicznych lub elektronicznych. W czasie wykonywania pomiaru wagi powinny
być zabezpieczone przed wibracjami i silnym polem magnetycznym. Nie powinny też
występować zbyt gwałtowne wahania temperatury i zmiany wilgotności.
17
II.1.3. Masa przeliczeniowa
Wyznacza się ją wtedy, gdy wagowe określenie masy z różnych względów jest niemożliwe.
Aby mogła być zbliżona do rzeczywistej, konieczne jest, aby szlif kamienia był ściśle
określony tzn. miał znormalizowany kształt i dokładnie zdefiniowane proporcje.
Dla szlifu brylantowego najczęściej masę przybliżoną wyznacza się ze wzorów
Scharffenberga:
M = H · R² · k
gdzie: M – masa kamienia w karatach / ct /
H – wysokość całkowita w / mm /
R – średnica rondysty / mm / - wartość średnia z kilku pomiarów
k – współczynnik korekcji.
Wartość współczynnika korekcji k zależy od grubości rondysty i wynosi dla rondysty
pogrubionej 0,0067÷0,0068 cienkiej do średniej – 0,0064÷0,0066 i bardzo cienkiej –
0,0062÷0,0063.
Leveridge'a : M = H · r² · k
gdzie: M – masa kamienia w karatach /ct /
H – wysokość całkowita / mm /
r – połowa średnicy rondysty / mm/ - wartość średnia z kilku pomiarów
k ₁ - współczynnik korekcji
Wartość współczynnika korekcji k ₁ zależy od grubości rondysty i waha się w granicach
0,0245÷0,0270.
18
II.1.4. Badanie lupowe
Wykorzystuje się je do wstępnej oceny cech optycznych, fizycznych i geometrycznych
oszlifowanych kamieni. Przy użyciu lupy, można określić rodzaj i formę szlifu, jego
proporcje i wykończenie, ustalić stopień przeźroczystości kamieni, stwierdzić obecność
inkluzji, a także zidentyfikować kamienie składane i poprawiane. By uznać badania lupowe
za diagnostyczne musza być spełnione następujące warunki:
1. obserwacja powinna się odbywać w warunkach normalnego / dziennego / oświetlenia
lub jego sztucznym zamienniku realizującym iluminat D₅₅ lub D₆₅ / iluminat normalny
CIE /
2. obserwowany kamień powinien znajdować się w ogniskowej układu optycznego
/ lupy / , w praktyce jest to 2 – 3 cm
3. użyta w badaniach lupa powinna spełniać warunki aplanatyczności i achromatyczności
oraz dawać odpowiednie powiększenie. W przypadku badania diamentów –
powiększenie dziesięciokrotne. Takie są ustalenia Międzynarodowej Rady
Diamentów.
II.1.5. Pomiar gęstości względnej
W praktyce gemmologicznej posługujemy się zwykle pojęciem gęstości względnej,
wyrażającej stosunek dwóch gęstości substancji w warunkach standardowych. Gęstość
względną kamieni określa się w stosunku do wody destylowanej, rzadziej innej cieczy.
Możną ją oznaczyć metodami: hydrostatycznego ważenia, suspensyjną, piknometryczną i
arytmetyczną.
Metoda hydrostatycznego ważenia wykorzystuje prawo Archimedesa. Pomiar sprowadza się
do określenia objętości kamienia na podstawie wielkości wyporu cieczy o znanej gęstości np.
wody. Sposób postępowania: kamień waży się w powietrzu i powtórnie po zanurzeniu w
wodzie. W obu przypadkach, masę określa się, używając tzw. wagi hydrostatycznej. Może nią
być każda waga laboratoryjna wyposażona w podstawkę na szklane naczynie i zawieszkę
służącą do umieszczenia kamienia. Gęstość kamienia oblicza się wg wzoru:
d = m₁ / (m₁ - m₂) · d₁
gdzie: m₁ - masa kamienia w powietrzu
19
m₂ - masa kamienia w wodzie
d₁ - gęstość wody lub innej cieczy
Wartość gęstości każdej użytej cieczy musi być znana. Dla wody d₁ = 1 g/cm³.
Metoda arytmetyczna.
Pozwala na przybliżone wyliczenie względnej gęstości kamieni okrągłych o szlifie
brylantowym. Ze względu na łatwość pomiarów i obliczeń, jest szczególnie przydatna przy
odróżnianiu diamentów nieoprawionych od ich naśladownictw.
Względną gęstość d badanego kamienia oblicza się ze wzoru:
d = m₁/ m₂
gdzie: m₁ - masa rzeczywista zmierzona na wadze karatowej
m₂ - masa przeliczeniowa / przybliżona / wg wzoru H · R² · k
gdzie: H - wysokość kamienia w mm, R – średnica rondysty w mm, k –
współczynnik korekcyjny o wartości 0,0064 ÷ 0,0066
Wartość d = 1 oznacza, że badany kamień to diament /gęstość 3,52 g /cm³ /. Wartość d≠1
wskazuje na naśladownictwo.
II.1.6. Luminescencja standardowa
Do określenia luminescencji wykorzystuje się odpowiednio skonstruowane lampy rtęciowe,
które są źródłem intensywnego promieniowania nadfioletowego o długości fali 365nm i 254
nm , wyposażone w filtr Woodsa , eliminujący promieniowanie widzialne i daleki nadfiolet.
Badanie przeprowadza się na czarnym, niefluoryzującym podłożu. Określa się odcień barwy
fluorescencyjnej oraz stopień jej intensywności jako : silna , wyraźna , słaba lub brak.
II.2. Metody laboratoryjne
II.2.1. Diamond View
Jest to urządzenie wykorzystujące zjawisko powierzchniowej fluorescencji /rzadko
fosforescencji /. Istotnym elementem są dwa silne źródła krótkofalowego nadfioletu, / poniżej
20
230 nm / oświetlające powierzchnię badanego kamienia pod takim kątem, aby obraz
wzbudzonej fluorescencji miał charakter stereoskopowy, a więc dający wrażenia
trójwymiarowości. Promieniowanie o takiej energii wywołuje fluorescencję w zasadzie we
wszystkich typach diamentu niezależnie od tego, czy fluoryzowały, czy nie, w standardowym
typie promieniowania UV.
Obraz ten jest przekazywany za pomocą wbudowanej kamery CCD o szerokim zakresie
powiększeń do komputera wyposażonego w ekran o wysokiej rozdzielczości. Sterowanie
pracą aparatu , zapisywanie zdjęć i analiza uzyskanych wyników odbywa się za pomocą
oprogramowania DiamondView.
Możliwe tryby pracy:
Dark – próbka nie jest oświetlana ani światłem widzialnym ani ultrafioletowym. Umożliwia
oglądanie naturalnie zanikającej fosforescencji w czasie / po trybie fluorescencji /.
Visible – próbka oświetlana jest światłem widzialnym – tryb pomocny we właściwym
pozycjonowaniu próbki i ustawieniu ostrości przed właściwą analizą.
Fluor – generowanie fluorescencji próbki za pomocą ciągłego wzbudzania światłem UV.
Phospho – obserwacja fosforescencji próbki mającej miejsce po fluorescencji generowanej
przez światło UV.
Obrazy fluorescencyjne diamentów naturalnych i syntetycznych różnią się zasadniczo między
sobą wskutek odmiennej struktury wzrostowej kryształów , co pozwala na pewne odróżnienie
diamentów naturalnych od diamentów syntetycznych . Aparat zawiera bibliotekę DTC zdjęć
analizowanych kryształów: naturalnych, polerowanych diamentów, kryształów
syntetyzowanych metodami HPHT z użyciem różnych pras , kryształów syntetyzowanych
metodą CVD. Umożliwia pomiary próbek kamieni o rozmiarach od 0,05 do 10 karatów
nieoprawionych i w wyrobach jubilerskich.
II.2.2. UV–Vis–NIR
Spektrometr SAS 2000 Adamas – wykorzystano, jako kolorymetr określający barwę wg skali
GIA.
21
II.2.3. FTIR
Spektroskopia jest działem fizyki jądrowej , atomowej a także części chemii , która zajmuje
się określeniem struktury energetycznej badanego układu. Polega na uzyskaniu i analizie
widma energii jaką emitują , pochłaniają lub rozpraszają dane atomy , jądra itp. Jedną z
rodzajów spektroskopii jest spektroskopia optyczna , w której wykorzystuje się
promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie od głębokiego ultrafioletu po daleką
podczerwień.
Widma w podczerwieni są charakterystyczne dla konkretnych związków chemicznych.
Porównywanie widma badanej substancji z wcześniej przygotowaną biblioteką widm jest
jednym ze sposobów identyfikacji związków za pomocą spektroskopii w podczerwieni.
Obecnie stosuje się metodę polegającą na tzw. przemiataniu próbki wiązką promieniowania,
w której występują razem wszystkie długości fali z zakresu IR . Po przejściu tej wiązki przez
próbkę, interferuje się ją z wiązką z tego samego źródła, która nie przeszła przez próbkę.
Obraz widma powstaje przez zastosowanie przekształcenia Fouriera / komputerowe
obliczenia numeryczne / obrazu interferencyjnego. Spektrometry takie określane są
popularnym skrótem FTIR /Fourier Transformation Infrared /
Spektroskopia fourierowska to instrumentalna metoda analityczna stosowana z zakresie
podczerwieni i tzw. dalekiej podczerwieni / 25 - 1000·10⁻⁶m /,
Charakterystyczne piki centrów barwnych występujących w diamencie z dodatkiem azotu:
centrum barwne A: 484 ; 1212 ; 1280 cm⁻¹ / Clark i Davey 1984 /
centrum barwne B : 754 ; 780 ; 1010 ;1096 ; 1175 ; 1332 cm⁻¹ /Clark i Davey 1984 /
centrum barwne C: 1130 ; 1344 cm⁻¹ / Lawson 1993 /
płytki: 1358; 1362 ;1372 ; 1380 cm⁻¹ / Zaitsev 2001 /
22
III. CZĘŚĆ BADAWCZA
III.1.Metody badawcze
Badania przeprowadzono na grupie 27 kamieni pochodzących od różnych dostawców z terytorium Polski.
Posłużono się metodami podstawowymi i laboratoryjnymi, z których wykorzystano:
- obserwacje lupowe – w celu określenia klas czystości i barwy kamieni w oparciu o zestaw kamieni porównawczych
-określenie gęstości kamieni za pomocą wagi hydrostatycznej, oraz metodą arytmetyczną
-określenie barwy luminescencji metodą standardową za pomocą lampy emitującej promieniowanie UV – 365 nm i 254 nm.
- Diamond View -zdjęcia w kilku projekcjach, z czego do pracy wybrano projekcje w oświetleniu normalnym i ultrafioletowym poniżej 230 nm od strony tafli
- FTIR; zdjęto i opisano widma korzystając z przyrządu FTIR – Nicole 6700
- określenia barwy przy pomocy spektrometru UV- ViS–NIR.
23
III.2. Badany materiał
Diament nr1.
Masa rzeczywista 0,41 ct – czystość VS₂ barwa I mikrozonalność owalna
Miary: ø 4,8 ; h – 2,8 / mm /
Masa obliczeniowa 0,406 ct
Gęstość względna / met. wagi hydrostatycznej / d = 3,41 g/cm³
Gęstość względna / met. arytmetyczna / d = 1,002
UVL – średnia – niebieski UVC – słaba – pomarańczowy
24
Diament nr 1 – widmo absorbcji.
Typ – I aA>> B
Na wykresie widoczne charakterystyczne piki absorbcji
- centrum A - 1286,7 cm⁻¹
- centrum B - 1193,1 ; 1087 ; 1010,9 cm⁻¹
25
Diament nr 2 .
Masa rzeczywista – 0,23 ct czystość SI₂ barwa H mikrozonalność sektorowa
Miary – ø 3,9 h – 2,37mm
Masa obliczeniowa 0,227 ct
Gęstość względna / met. wagi hydrostatycznej / d = 3,83 g/cm³
Gęstość względna / met. arytmetyczna / d = 1,013
UVL – średnia – niebieski UVC – słaba – pomarańczowy
26
Diament nr 2 – widmo absorbcji.
Typ IaAB
Na wykresie widoczne charakterystyczne piki absorbcji:
- centrum A – 1280 cm⁻¹
- centrum B – 1168,4 ; 1093,4 ; 1007,9 cm⁻¹
27
Diament nr 3.
Masa rzeczywista 0,16 ct czystość SI barwa I mikrozonalność agatowa
Miary ø 3,4 , h – 2,12 mm
Masa obliczeniowa - 0,154 ct
Gęstość względna / met. wagi hydrostatycznej/ d = 3,75 g/cm³
Gęstość względna / met. arytmetyczna / d = 1,038
UVL – słaba – pomarańczowy UVC – słaba - pomarańczowy
28
Diament nr 3 – widmo absorbcji.
Typ IaA>>B
Na wykresie widoczne charakterystyczne piki absorbcji
- centrum A 1265 ; 1201 cm⁻¹
- centrum B 1004,7 cm⁻¹
29
Diament nr 4.
Masa rzeczywista – 0,13 ct czystość VS barwa G mikrozonalność sektorowa
Miary – ø 3,22, h- 1,99mm
Masa obliczeniowa – 0,129 ct
Gęstość względna / met. wagi hydrostatycznej / d = 3,75 g/cm³
Gęstość względna / met. arytmetyczną / d = 1,007
UVL – słaba – niebieski UVC – słaba - pomarańczowy
30
Diament nr 4 – widmo absorbcji.
Typ I aA>>B
Na wykresie charakterystyczne piki absorbcji:
- centrum A 1286,7 ; 1207,9 cm⁻¹
- centrum B 1006 cm⁻¹
31
Diament nr 5.
Masa rzeczywista – 0,07 ct czystość SI barwa F mikrozonalność sektorowa
Miary – ø 2,65 , h – 1,6 mm
Masa obliczeniowa – 0,07ct
Gęstość względna / met. wagi hydrostatycznej / d = 3,75 g/cm³
Gęstość względna / met. arytmetyczną / d = 1
UVL- słaba – niebieski UVC - brak
32
Diament nr 5 – widmo absorbcji.
Typ IaA>>B
Na wykresie widoczne charakterystyczne piki absorbcji:
- centrum A 1276,8 ; 1212,8 cm⁻¹
- centrum B 1006 cm⁻¹
33
Diament nr 6.
Masa rzeczywista – 0,07ct czystość SI barwa G mikrozonalność prostoliniowa,oktaedryczna
Miary – ø 2,67 , h -1,6 mm
Masa obliczeniowa – 0,07 ct
Gęstość względna / met. wagi hydrostatycznej / d = 3,5 g/cm³
Gęstość względna / met. arytmertczną / d = 1
UVL – średnia – niebieski UVC – słaba - pomarańczowy
34
Diament nr 6 – widmo absorbcji.
Typ IaA>B
Na wykresie widoczne charakterystyczne piki absorbcji:
- centrum A 1282,0 cm⁻¹
- centrum B 1173,4 ; 1089,7 ; 1001 cm⁻¹
35
Diament nr 7.
Masa rzeczywista – 0,06 ct czystość P₁ barwa F mikrozonalność sektorowa
Miary – ø 2,4 , h – 1,5 mm
Masa obliczeniowa – 0,054 ct
Gęstość względna / met. wagi hydrostatycznej / d = 3,0 g/cm ³
Gęstość względna / met. arytmetyczna / d = 1,111
UVL – słaba – niebieski UVC- słaba - pomarańczowy
36
Diament nr 7 – widmo absorbcji.
Typ IaAB
Na wykresie widoczne charakterystyczne piki absorbcji :
- centrum A 1296 cm⁻¹
- centrum B 1173,4 ; 996,1 cm⁻¹
37
Diament nr 8 .
Masa rzeczywista 0,06 ct czystość SI₂ barwa I mikrozonalność policentryczna
Miary ø 2,4 , h – 1,5 mm
Masa obliczeniowa 0,054 ct
Gęstość względna / met. wagi hydrostatycznej / d = 3,0 g/cm³
Gęstość względna / met. arytmetyczną / d = 1,111
UVL – słaba – niebieski UVC – słaba – pomarańczowy
38
Diament nr 8 – widmo absorbcji.
Typ IaA>B
Na wykresie widoczne charakterystyczne piki absorbcji:
- centrum A 1276 cm⁻¹
- centrum B 1178,3 ; 1089,7 ; 1006,0 cm⁻¹
39
Diament nr 9.
Masa rzeczywista - 0,07 ct czystość P₂ barwa H mikrozonalność sektorowa
Miary ø 2,6 , h – 1,65 mm
Masa obliczeniowa – 0,07 ct
Gęstość względna / met. wagi hydrostatycznej / d =3,5 g/cm³
Gęstość względna / met. arytmetyczną / d = 1
UVL – słaba – pomarańczowy UVC - brak
40
Diament nr 9 – widmo absorbcji.
Typ IaA>B
Na wykresie widoczne charakterystyczne piki absorbcji:
- centrum A 1281,8 cm⁻¹
- centrum B 1198 ; 1094 cm⁻¹
41
Diament nr 10.
Masa rzeczywista – 0,08 ct czystość P₂ barwa J mikrozonalność sektorowa
Miary – ø 2,6 , h – 1,8 mm
Masa obliczeniowa – 0,076 ct
Gęstość względna / met. wagi hydrostatycznej / d = 4,0 g/cm³
Gęstość względna / met. arytmetyczną / d = 1,052
UVL – średnia – niebieski UVC – słaba - pomarańczowy
42
Diament nr 10 – widmo absorbcji.
Typ IaAB
Na wykresie widoczne charakterystyczne piki absorbcji :
- centrum A 1281,8 cm⁻¹
- centrum B 1183,3 ; 1094,6 cm⁻¹
43
Diament nr 11.
Masa rzeczywista - 0,13 ct czystość P₁ barwa I mikrozonalność sektorowa
Miary – ø 3,2 , h - 1,99 mm
Masa obliczeniowa – 0,128 ct
Gęstość względna / met. wagi hydrostatycznej / d = 4,33 g/cm³
Gęstość względna / met. arytmetyczna / d = 1,015
UVL - mocna – niebieski UVC – słaba - niebieski
44
Diament nr 11 – widmo absorbcji.
Typ IaA<B
Na wykresie widoczne charakterystyczne piki absorbcji :
- centrum A 1281,8 cm⁻¹
- centrum B 1173,4 ; 1089,7 ; 1010,9 cm⁻¹
45
Diament nr 12 .
Masa rzeczywista – 0,14 ct czystość P₁ barwa K mikrozonalność owalna jądra
Miary – ø 3,35 , h – 2,0 mm prostoliniowa brzegów
Masa obliczeniowa – 0,141 ct
Gęstość względna / met. wagi hydrostatycznej / d = 4,66 g/cm³
Gęstość względna / met. arytmetyczną / d = 1
UVL - słaba – niebieski UVC - słaba - pomarańczowy
46
Diament nr 12 – widmo absorbcji.
Typ IaA>B
Na wykresie widoczne charakterystyczne piki absorbcji :
- centrum A 1276,8 cm⁻¹
- centrum B 1173,4 cm ⁻¹
47
Diament nr 13.
Masa rzeczywista – 0,16 ct czystość P₁ barwa L mikrozonalność sektorowa
Miary – ø 3,5 , h – 2,05 mm
Masa obliczeniowa – 0,158 ct
Gęstość względna / met. wagi hydrostatycznej / d = 4,0 g/cm³
Gęstość względna / met. arytmetyczną / d = 1,012
UVL – średnia – niebieski UVC - słaba -pomarańczowy
48
Diament nr 13 – widmo absorbcji.
Typ IaA>>B
Na wykresie widoczne charakterystyczne piki absorbcji :
- centrum A 1281,0 ; 1207,9 cm⁻¹
- centrum B 1094 ; 1006 cm⁻¹
49
Diament nr 14.
Masa rzeczywista – 0,20 ct czystość P₁ barwa I mikrozonalność sektorowa
Miary – ø 3,7 , h – 2,3 mm
Masa obliczeniowa – 0,198 ct
Gęstość względna / met. wagi hydrostatycznej / d = 3,33 g/cm³
Gęstość względna / met. arytmetyczną / d = 1,010
UVL - średnia – niebieski UVC - słaba - pomarańczowy
50
Diament nr 14 – widmo absorbcji.
Typ IaA>B
N a wykresie widoczne charakterystyczne piki absorbcji :
- centrum A 1286,7 cm⁻¹
- centrum B 1173,8 ; 1084,8 ; 1006,0 cm⁻¹
51
Diament nr 15.
Masa rzeczywista – 0,43 ct czystość SI₂ barwa I mikrozonalność sektorowa
Miary - ø 4,8 h – 2,95 mm
Masa obliczeniowa - 0,428 ct
Gęstość względna / met. wagi hydrostatycznej / d = 3,9 g/cm³
Gęstość względna / met. arytmetyczna / d = 1,004
UVL - słaba –niebieski UVC – słaba - pomarańczowy
52
Diament nr 15 – widmo absorbcji.
Typ Ia AB
Na wykresie widoczne charakterystyczne piki absorbcji:
- centrum A 1281,7 cm⁻¹
- centrum B 1173,4 ; 1001,0 cm⁻¹
53
Diament nr 16.
Masa rzeczywista – 0,40 ct czystość SI₁ barwa L mikrozonalność sektorowa
Miary – ø 4,6 , h – 3,0 mm
Masa obliczeniowa – 0,399 ct
Gęstość względna / met. wagi hydrostatycznej / d = 3,63 g/cm³
Gęstość względna / met. arytmetyczna / d = 1,002
UVL - mocna – niebieski UVC - słaba - pomarańczowy
54
Diament nr 16 – widmo absorbcji.
Typ IaAB
Na wykresie widoczne charakterystyczne piki absorbcji :
- centrum A 1281,5 cm⁻¹
- centrum B 1172,6 ; 1089,7 ; 1006 cm⁻¹
55
Diament nr 17 .
Masa rzeczywista – 0,14 ct czystość SI₁ barwa H mikrozonalność sektorowa
Miary – ø 3,3 h – 2,05 mm
Masa obliczeniowa – 0,14 ct
Gęstość względna / met. wagi hydrostatycznej / d = 3,5 g/cm³
Gęstość względna / met. arytmetyczną / d = 1
UVL - średnia –niebieski UVC – słaba - pomarańczowy
56
Diament nr 17 – widmo absorbcji.
Typ IaA>B
Na wykresie widoczne charakterystyczne piki absorbcji :
- centrum A 1281,8 cm⁻¹
- centrum B 1178,3 ; 1089,7 ; 1001,0 cm⁻¹
57
Diament nr 18.
Masa rzeczywista – 0,15 ct czystość SI₁ barwa I mikrozonalność prostoliniowa jądra
Miary – ø 3,4 , h – 2,05 mm owalna brzegów
Masa obliczeniowa – 0,149 ct
Gęstość względna / met. wagi hydrostatycznej / d = 3,75 g/cm³
Gęstość względna / met. arytmetyczna / d = 1
UVL - słaba – niebieskofioletowy UVC - słaba - pomarańczowy
58
Diament nr 18 – widmo absorbcji.
Typ IaAB
Na wykresie widoczne charakterystyczne piki absorbcji :
- centrum A 1282,0 cm⁻¹
- centrum B 1178,3 ; 1006,0 cm⁻¹
59
Diament nr 19.
Masa rzeczywista – 0,16 ct czystość SI₁ barwa F mikrozonalność sektorowa
Miary – ø 3,4 , h – 2,1 mm
Masa obliczeniowa - 0,152 ct
Gęstość względna / met. wagi hydrostatycznej / d = 3,2 g/cm³
Gęstość względna / met. arytmetyczną / d = 1,052
UVL - słaba – niebieski UVC - słaba - pomarańczowy
60
Diament nr 19 – widmo absorbcji.
Typ IaA>>B
;
Na wykresie widoczne charakterystyczne piki absorbcji :
- centrum A 1281; 1207,9 cm⁻¹
- centrum B 1006,0 cm⁻¹
61
Diament nr 20.
Masa rzeczywista-0,16 ct czystość SI₁ barwa H mikrozonalność schodkowa
Miary – ø 3,45 , h – 2,1 mm
Masa obliczeniowa – 0,157 ct
Gęstość względna / met. wagi hydrostatycznej / d= 4,0 g/cm³
Gęstość względna / met. arytmetyczna / d = 1,019
UVL - słaba – niebieski UVC – słaba - pomarańczowy
62
Diament nr 20 – widmo absorbcji.
Typ IaA>>B
Na wykresie widoczne charakterystyczne piki absorbcji :
- centrum A 1281,0 ; 1207,9 cm⁻¹
- centrum B 1001,0 cm⁻¹
63
Diament nr 21.
Masa rzeczywista – 1,39 ct czystość P₃ barwa H mikrozonalność schodkowa
Miary – ø 7,3 , h - 4 ,2 mm
Masa obliczeniowa – 1,387 ct
Gęstość względna / met. wagi hydrostatycznej / d = 3,475 g/cm³
Gęstość względna / met. arytmetyczna / d = 1,002
UVL - słaba – niebieski UVC - słaba - pomarańczowy
64
Diament nr 21- widmo absorbcji.
Typ IaA>>B
Na wykresie widoczne charakterystyczne piki absorbcji :
- centrum A 1271,9 ; 1212,8 cm⁻¹
- centrum B 1006,0 cm⁻¹
65
Diament nr 22.
Masa rzeczywista – 1,24 ct czystość SI₁ barwa N mikrozonalność sektorowa
Miary – ø 6,7 , h – 4,25 mm
Masa obliczeniowa - 1,201 ct
Gęstość względna / met. wagi hydrostatycznej / d = 3,44 g/cm³
Gęstość względna / met. arytmetyczna / d = 1,032
UVL – średnia – niebieski UVC – słaba - pomarańczowy
66
Diament nr 22 – widmo absorbcji.
Typ IaAB
Na wykresie widoczne charakterystyczne piki absorbcji :
- centrum A 1364 cm⁻¹
- centrum B 1134 cm⁻¹
67
Diament nr 23.
Masa rzeczywista – 0,27 ct czystość P₂ barwa F mikrozonalność sektorowa
Miary – ø 4,05 , h – 2,55 mm
Masa obliczeniowa – 0,263 ct
Gęstość względna / met. wagi hydrostatycznej / d = 3,85 g/cm³
Gęstość względna / met. arytmetyczna / d = 1,026
UVL - słaba – pomarańczowy UVC – słaba - pamarańczowy
68
Diament nr 23 – widmo absorbcji.
Typ IaA>>B
Na wykresie widoczne charakterystyczne piki absorbcji :
- centrum A 1280 ; 1217,7 cm⁻¹
- centrum B 1006 cm⁻¹
69
Diament nr 24.
Masa rzeczywista – 0,19 ct czystość VS barwa E mikrozonalność sektorowa
Miary – ø 3,55 , h – 2,3 mm
Masa obliczeniowa – 0,182 ct
Gęstość względna / met. wagi hydrostatycznej / d = 3,8 g/cm³
Gęstość względna / met. arytmetyczna / d = 1,043
UVL - mocna – niebieski UVC - słaba - pomarańczowy
70
Diament nr 24- widmo absorbcji.
Typ IaA>B
Na wykresie widoczne charakterystyczne piki absorbcji :
- centrum A 1281,8 cm⁻¹
- centrum B 1178,3 ; 1099,5 ; 1010,9 cm⁻¹
71
Diament nr 25.
Masa rzeczywista – 0,25 ct czystość VS₂ barwa H mikrozonalność tetraedryczna
Miary – ø 4,0 , h – 2,4 mm schodkowa
Masa obliczeniowa – 0,241 ct
Gęstość względna / met. arytmetyczna / d = 1,037
UVL - słaba – pomarańczowy UVC - średnia - niebieski
72
Diament nr 25 – widmo absorbcji.
Typ I aA>B
Na wykresie widoczne charakterystyczne piki absorbcji :
- centrum A 1281,8 cm⁻¹
- centrum B 1173,4 ; 1089,7 ; 1006 cm⁻¹
73
Diament nr 26
Masa rzeczywista – 0,25 ct czystość VS₂ barwa F mikrozonalność sektorowa
Miary – ø 4,0 , h – 2,38mm
Masa obliczeniowa - 0,239 ct
Gęstość względna / met. arytmetyczna / d = 1,046
UVL - słaba – pomarańczowy UVC - słaba pomarańczowy
74
Diament nr 26- widmo absorbcji.
Typ IaA>>B
Na wykresie widoczne charakterystyczne piki absorbcji :
- centrum A 1281,0 ; 1207,9 cm⁻¹
- centrum B 1089,0 ; 1006,0 cm⁻¹
75
Diament nr 27.
Masa rzeczywista – 0,35 ct czystość VS₂ barwa I mikrozonalność prostoliniowa jądra
Miary – ø 4,4 , h – 2,8 mm owalna brzegów
Masa obliczeniowa – 0,341 ct
Gęstość względna / met. arytmetyczna / d = 1,026
UVL - słaba – pomarańczowy UVC - słaba – niebieski
76
Diament nr 27 – widmo absorbcji.
Typ IaA>>B
Na wykresie widoczne charakterystyczne piki absorbcji:
-centrum A 1266,1 cm⁻¹
- centrum B 1093,9 cm⁻¹
77
FTIR
Na podstawie przeprowadzonej analizy widm absorbcji w podczerwieni, wyselekcjonowano i
zgrupowano diamenty o tej samej formie skupień atomów azotu.
Grupa diamentów typu IaA >>B.
83
III.3Podsumowanie
Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzam, że wszystkie zbadane diamenty należą
do typu Ia , co stanowi potwierdzenie informacji, że 98 % dostępnych diamentów
jubilerskich zawiera sporo azotu .
Barwy badanych kamieni szacowane przy pomocy kamieni porównawczych nie pokryły się
z barwą identyfikowaną za pomocą spektrometru SAS 2000 w prawie 30%. Powodu należy
szukać w niskiej jakości stosowanych w Polsce kamieni porównawczych (brak atestów), jak
również w subiektywnej ocenie badającego , który powodowany chęcią większego zysku,
może zawyżać parametry badanych kamieni.
Niedostatecznym jest więc identyfikowanie kamieni jubilerskich tylko w oparciu o badania
podstawowe, gdyż obarczone one są dość dużymi błędami. Przykładem mogą być wyniki
badania gęstości względnej minerału metodą wagi hydrostatycznej, jak również ocena klas
czystości i barwy opierająca się tylko na oku obserwatora. Konieczne staje się sięgnięcie po
sposoby, które dokładnie określą dany minerał, czyli metody laboratoryjne. Przeprowadzenie
takich badań jest możliwe tylko w dobrze wyposażonych ośrodkach laboratoryjnych.
Gdyby istniało urządzenie do oceny klas czystości , to najprawdopodobniej wykluczono by
ostatni, subiektywny czynnik oceny , jakim jest oko obserwatora. Dało by to możliwość
bezstronnej, pełnej klasyfikacji kamieni jubilerskich, tylko i wyłącznie w oparciu o wskazania
przyrządów pomiarowych.
84
IV. Bibliografia
W. Łapot „ Diament – praktikum gemmologiczne „ 2003 r.
W. Łapot „ Gemmologia ogólna „ 1999 r.
W. Łapot „ Gemmologia szczegółowa „ 2000 r.
T. Sobczak, N. Sobczak „ Diamenty jubilerskie „ 2004 r.
T. Sobczak, N. Sobczak „ Rzeczoznawstwo kamieni szlachetnych i ozdobnych „ 2009 r.
H. Sylwestrzak „ Diament minerał niezwykły „ 1999 r.
G. Kamińska – Bach „ Spektroskopia w podczerwieni w analizie tworzyw polimerowych –
charakterystyka , metody i różne obszary zastosowań „
S. Karampelas – „ Absorptions infrarouges inhabituelles des diamants dans la zone
à un phonon. “
DiamondView-instrukcja obsługi.
http://pl.wikipedia.org
http.//portalwiedzy.onet.pl
www.chemia.uj.edu.pl