UNIWERSYTECKI KURS GEMMOLOGICZNY - …labgem.wnoz.us.edu.pl/PDFy/MaciejKolodziej.pdf · Wykonano...

84
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

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.

78

Grupa diamentów typu IaA>>B.

79

Grupa diamentów typu IaAB.

80

Grupa diamentów typu IaAB.

81

Grupa diamentów typu IaA>B.

82

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