Laboratory Tests for Crystals and Gem Materials

Laboratoriotestit kiteille ja jalokivimateriaaleille

Edistynyt jalokivianalyysi · spektrit, kemia, kiderakenne, luminenssi ja sisäinen kuvantaminen Raman · faasin tunnistus, inkluusiot, täyteaineet, pinnoitteet FTIR · vesi, hydroksyylit, polymeerit, virheet, käsittely UV-Vis-NIR · värin tuottavat ionit ja elektroniset virheet XRF ja LA-ICP-MS · alkuaine- ja jälkiainemääritykset XRD ja röntgenkuvaus · faasit, kerrokset ja sisäinen rakenne Luotettava johtopäätös · itsenäiset signaalit tulkittu yhdessä

Laboratoriotestit kiteille ja jalokivimateriaaleille

Edistynyt testaus ei pyydä yhtä laitetta julistamaan kiveä "aidoksi". Laboratorio määrittelee analyysikysymyksen, dokumentoi koko esineen, aloittaa rutiini- ja ei-tuhoavalla tutkimuksella, kerää materiaalille ja geometrialle sopivat signaalit, vertaa niitä validoituihin viitedatoihin ja yhdistää tulokset. Raman-spektroskopia tunnistaa faasit ja inkluusiot; FTIR tallentaa veden, hydroksyylin, polymeerit ja hilavirheet; UV-Vis-NIR selittää värin tuottavat absorptiota; XRF ja LA-ICP-MS mittaavat alkuainekemiaa; XRD tunnistaa kiteiset faasit; fotoluminenssi ja luminenssikuvantaminen paljastavat virhe- ja kasvumallit; ja röntgenkuvaus tai tietokonetomografia avaa esineen virtuaalisesti. Vahvin raportti kertoo paitsi mitä todisteet tukevat, myös mitä jää ratkaisematta.

Seuraa laboratoriotyönkulkuaVertaa menetelmiä
A gemstone on a laboratory stage surrounded by spectral, chemical, diffraction, luminescence, and computed-tomography signals A central faceted sample receives a laser and an infrared beam. Scattered light forms spectral peaks, X-rays form characteristic emission lines and diffraction rings, luminescence maps show growth zones, and a stack of virtual slices represents computed tomography.
Jokainen menetelmä tallentaa eri signaalin samasta esineestä: värähtelevät sormenjäljet, absorboidut aallonpituudet, alkuainepäästöt, hilaverkosta sironta, virheisiin liittyvä luminenssi tai sisäinen röntgensäteilyn vaimeneminen. Vahvistus perustuu näiden signaalien yhdistämiseen, ei yhden käyrän universaaliin tuomioon.

Nopeat periaatteet

Laboratoriotulos on hallittu vertailu esineen ja viitetodisteen välillä. Välineellä on merkitystä, mutta myös kysymyksellä, näytteen geometrialla, mittauspaikalla, kalibroinnilla, viitekirjastolla, datankäsittelyllä ja johtopäätöksen muotoilulla.

Aloita kysymyksestäValitse menetelmä määriteltyäsi identiteetin, alkuperän, käsittelyn, värin, rakenteen tai alkuperän.
Rutiinitestit ensinMikroskopia, taitekerroin, ominaispaino ja polarisaatio kaventavat usein ongelmaa ennen edistynyttä analyysiä.
Täydentävät todisteetVahva johtopäätös yhdistää yleensä rakenteen, kemian, spektroskopian, kuvantamisen ja kontekstin.
Ei-tuhoava etusijaAloita menetelmillä, jotka säilyttävät esineen, ja etene vain, kun ratkaisematon kysymys oikeuttaa näytteenoton.
Raman-spektroskopiaTunnistaa faasit, inkluusiot, täyteaineet, pinnoitteet, pigmentit, lasin, hartsin sekä monet kiteiset tai molekyyliset materiaalit.
FTIR-spektroskopiaMittaa infrapuna-absorptiota atomien ja molekyylien värähtelyistä, erityisesti vedestä, hydroksyyleistä, polymeereistä, öljyistä ja kiderakenteen vioista.
UV-Vis-NIR-spektroskopiaMittaa aallonpituusvalikoivaa absorptiota, joka liittyy väriä tuottaviin ioneihin, vikoihin ja valittuihin käsittelyihin.
XRF-spektroskopiaTarjoaa nopean, yleensä ei-tuhoavan alkuaineanalyysin, joka painottuu mitattuun pintaan ja näytteenottogeometriaan.
LA-ICP-MS Mittaa hivenaineiden kemiaa erittäin herkällä menetelmällä poistamalla mikroskooppisen määrän materiaalia.
LIBS Käyttää laserilla tuotettua plasmaa nopeaan alkuaineiden seulontaan, mukaan lukien valitut kevyet alkuaineet, mutta kvantifiointi on haastavaa.
RöntgendiffraktioTunnistaa kiteiset faasit ja polymorfit niiden kiderakenteen diffraktiokuvion perusteella.
Fotoluminenssi Tallentaa epäpuhtauksien ja vikojen optisen virityksen jälkeisen valon.
Luminenssikuvaus Kartoitsee kasvusektorit, kerrokset, jännitykseen liittyvät kuviot, täytteet ja käsittelyyn liittyvät kontrastit.
RöntgenkuvausLuo kaksiulotteisen projektio sisäisestä röntgensäteilyn vaimenemisesta.
Mikro-CT Rakentaa kolmiulotteisen sisäisen rakenteen monista röntgenprojektiosta.
SEM ja EDSRatkaisee mikrorakenteet ja paikallisen alkuainekoostumuksen valmistellun pinnan päällä tai lähellä.
ViitekirjastotSpektrit ja kuviot on verrattava validoituihin standardeihin ja tulkittava oikeassa mittaustilassa.
KalibrointiAallonpituus-, energia-, massa-, intensiteetti- ja pitoisuusskaalat vaativat standardeja, tyhjiä näytteitä ja rutiinitarkastuksia.
Suuntautuminen Anisotrooppiset jalokivet voivat tuottaa erilaisia spektriä mitattaessa eri kiderakenteen suuntiin.
NäytteenottosyvyysPintapinnoitteet, matala diffuusio, massakemia ja syvät inkluusiot voivat vaatia erilaisia optisia tai analyyttisiä geometrioita.
PistokokoLaboratoriotulos voi edustaa mikroskooppista inkluusiota, yhtä värivyöhykettä, yhtä täytekuoppaa tai suurempaa keskiarvoaluetta.
KartoitusKartta lisää spatiaalista tietoa toistamalla mittauksia linjalla, pinnalla tai tilavuudessa.
Kvalitatiivinen tulosVahvistaa läsnäolon, identiteetin tai kuvion ilman tarkkaa pitoisuuden määrittämistä.
Kvantitatiivinen tulosVaatii kalibroinnin, standardit, matriisikorjaukset, epävarmuusarviot ja sopivan näytteen geometrian.
HavaitsemisrajaPienin luotettavasti eroteltava signaali riippuu laitteesta, alkuaineesta, matriisista, taustasta ja mittausolosuhteista.
HuippupaikkaVoi tunnistaa faasin, vian, sidoksen tai säteilykeskuksen, kun hankinta ja kalibrointi ovat hallinnassa.
HuippuintensiteettiOn harvoin suora pitoisuusmittaus, ellei geometriaa ja kalibrointia ole nimenomaisesti hallittu.
Kiinnitetyt kivetMetalli, liima, tausta, folio, rajoitetut optiset polut ja vaikeapääsyiset pinnat rajoittavat testausta.
Heterogeeniset kohteetKivet, komposiitit, klusterit, upotukset, helmet, fossiilit ja täytetyt jalokivet vaativat mittauksia useista kohdista.
Maantieteellinen alkuperäYleensä vertaileva mielipide, joka perustuu inkluusioihin, spektriin, kemiaan, geologiaan ja viitepopulaatioihin.
Käsittelysanasto”Ei havaittu merkkejä” kuvaa käytettyjä todisteita ja menetelmiä; se ei ole rajaton historiallinen takuu.
Mikrotuhoava testausJokainen laserin tekemä kraatteri, jauhenäyte, kiillotettu osa tai poistettu fragmentti tulee olla hyväksytty ja dokumentoitu.
Datan integrointiRistiriitaisia tuloksia tutkitaan sen sijaan, että ne keskiarvoistettaisiin käteväksi johtopäätökseksi.
Raportin laajuusIdentiteetti, alkuperä, käsittely, värin syy, rakenne ja arvo ovat erillisiä raporttikysymyksiä.
Paras johtopäätösIlmoita, mitä on tuettu, mikä on ratkaisematta ja mitkä menetelmät tuottivat tuloksen.
Edistynyt ei tarkoita automaattista. Korkean resoluution spektri tai kolmiulotteinen kuva voi silti tulkita väärin, kun mitattu alue on väärä, näyte heterogeeninen, referenssiväestö puutteellinen tai numeerinen vastaavuus hyväksytään ilman mineraalista kontekstia.
Takaisin navigointiin

Mitä laboratoriotestit voivat ja eivät voi määrittää

Sana aitous tiivistää useita itsenäisiä väitteitä. Laboratorio erottaa ne, koska mineraalin tunnistava testi ei välttämättä ole sama kuin testi, joka määrittää luonnollisen alkuperän, käsittelyn, värin syyn, maantieteellisen alkuperän tai kerroksellisen rakenteen.

Materiaalin identiteetti

Raman-spektroskopia ja XRD vertaavat atomista tai molekyylirakennetta referenssitietoihin. Rutiininomaiset optiset ominaisuudet ja kemia vahvistavat, sopiiko tulos kokonaisuudessaan esineeseen.

Luonnollinen vai laboratoriossa kasvatettu alkuperä

Mikroskopia, FTIR, fotoluminesenssi, luminesenssikuvaus, jälkikemiallinen analyysi ja kasvurakenteet yhdistetään, koska luonnolliset ja synteettiset vastineet jakavat samat peruslajin ominaisuudet.

Käsittelyjen havaitseminen

FTIR, Raman, UV-Vis-NIR, kemia, mikroskopia ja kuvantaminen paljastavat vierasaineet, muuttuneet viat, diffuusioprofiilit, pinnoitteet, täytteen, säteilytyksen, lämmityksen ja yhdistelmähandlingit.

Värin syy

UV-Vis-NIR tunnistaa elektroniset absorptiot; XRF tai LA-ICP-MS tunnistaa väriaine-elementit; PL ja FTIR paljastavat vika- tai käsittelykeskukset.

Maantieteellinen alkuperä

Inkluusiot, jälkikemialliset populaatiot, absorptiospektrit, kasvupiirteet ja geologinen konteksti verrataan hyvin dokumentoituihin referenssinäytteisiin.

Sisäinen rakenne

Röntgenkuvaus, mikro-CT, mikroskopia, Raman-kartoitus ja fluoresenssikuvaus paljastavat kerrokset, ytimet, ontelot, liiman, täytteen, halkeamat, helmet ja rekonstruoidut alueet.

Kysymys Ensisijaiset edistyneet menetelmät Tukevat todisteet Tyypillinen rajoitus
Mitä materiaalia on läsnä? Raman, XRD, FTIR Rutiininomaiset optiset ominaisuudet, kemia, mikroskopia Vaiheidentiteetti ei määritä luonnollista alkuperää tai käsittelyä.
Luonnollinen vai laboratoriossa kasvatettu? FTIR, PL, luminesenssikuvaus, jälkikemiallinen analyysi Kasvurakenteet ja inkluusiot Luonnollisilla ja synteettisillä versioilla on samat peruslajin ominaisuudet.
Mikä aiheuttaa värin? UV-Vis-NIR, XRF tai LA-ICP-MS PL, FTIR, mikroskopia Useat ionit tai viat voivat tuottaa päällekkäisiä värejä.
Onko sitä käsitelty? FTIR, Raman, kemia, kuvantaminen Mikroskopia ja käsittelykohtaiset vertailutiedot Jotkin käsittelyhistoriat jättävät heikkoja tai epäselviä todisteita.
Mistä se on peräisin? Jälkikemian ja inkluusiotutkimus UV-Vis-NIR, FTIR, Raman, geologia Alkuperä on tilastollinen vertailu, ei visuaalinen varmuus.
Onko se koottu vai rekonstruoitu? Röntgenkuvaus, mikro-CT, Raman/FTIR-kartoitus Mikroskopia, fluoresenssi, pintakemia Saman tiheyden kerrokset voivat olla vaikeita erottaa pelkän röntgenkuvauksen avulla.
Materiaalin identiteetti on yleensä ensimmäinen kerros, ei lopullinen vastaus. Luonnollinen rubiini ja synteettinen rubiini ovat molemmat korundia. Niiden erottelu perustuu kasvuhistoriaan, inkluusioihin, virheisiin, luminesenssiin ja kemiaan, ei pelkästään taitekerroin- tai Raman-tunnistukseen.
Takaisin navigointiin

Progressiivinen laboratoriotyönkulku

Järjestys alkaa vähiten invasiivisista todisteista ja etenee vain niin pitkälle kuin kysymys vaatii. Korkean arvon tai historiallisesti tärkeät kohteet saattavat vaatia enemmän dokumentaatiota ja tiukempaa näytteenottovalvontaa kuin edulliset irtomateriaalit.

Eight-stage analytical workflow for crystal and gem laboratory testing Eight connected stages surround a central gemstone: question, documentation, routine testing, method selection, calibration, mapping, escalation, and integrated report. QUESTIONidentity, origin,treatment, color RECORDobject, condition,orientation ROUTINEmicroscopy andproperties SELECTsignal andgeometry CALIBRATEstandards, blanks,metadata MAPzones, layers,inclusions ESCALATEsampling onlywhen justified INTEGRATEreview, report,retain data EVIDENCETHAT AGREES
Työnkulku etenee tarkasta kysymyksestä hallittuun tiedonkeruuseen ja integroituihin raportteihin. Näytteenotto on eskalaatiovaihe, ei oletus, ja jokainen johtopäätös liittyy kohteeseen, mittausolosuhteisiin ja vertailutodisteisiin.
  1. 1. Määrittele analyysikysymysErottele materiaalin identiteetti, luonnollinen tai synteettinen alkuperä, käsittely, maantieteellinen alkuperä, värin syy ja rakenne. Yhdessä lähetyksessä voi olla useita kysymyksiä, joilla on erilaiset todistevaatimukset.
  2. 2. Dokumentoi kohde ennen analyysiäTallenna massa, mitat, muoto, istutus, kaiverrukset, värijakauma, kunto, matriisi, aiemmat raportit, ilmoitettu käsittely ja kaikki alueet, joita ei saa koskea tai joista ei saa ottaa näytettä.
  3. 3. Suorita rutiininomainen gemmologinen tutkimus Mikroskopia, taitekerroin, ominaispaino, optinen käyttäytyminen, fluoresenssi, spektri ja huolellinen visuaalinen tarkastus ohjaavat usein edistyneempää testijärjestystä.
  4. 4. Valitse vähiten invasiivinen informatiivinen menetelmäValitse signaali, joka vastaa ratkaisemattomaan kysymykseen: rakenne, sidosten värähtely, absorptio, kemia, luminesenssi tai sisäinen tiheys.
  5. 5. Kalibroi ja kerää vertailutietojaKäytä aallonpituus- tai energiastandardeja, tyhjiä näytteitä, sertifioituja materiaaleja, instrumenttitarkistuksia ja näytteen geometriaan sopivia mittausasetuksia.
  6. 6. Mittaa useampi merkityksellinen alueToista spektrit värivyöhykkeillä, faseteilla, inkluusioilla, pinnoitteilla, liitoksilla ja epäillyillä täyteaineilla. Käytä karttoja tai suuntautuneita mittauksia, kun heterogeenisyys on tärkeää.
  7. 7. Etene vain, kun todisteet sitä vaativatLisää mikrotuhoava jälkianalyysi, jauhediffraktio, kiillotetut poikkileikkaukset tai elektronisädeanalyysi vain luvalla ja kun ei-tuhoavat todisteet eivät ratkaise kysymystä.
  8. 8. Integroi, tarkista ja raportoiVertaa jokaista tulosta viitepopulaatioihin, tarkastele ristiriitoja, ilmoita rajoitukset ja säilytä raakadata valokuvineen ja näyteidentifioijineen.
1

Määrittele analyysikysymys

Erottele materiaalin identiteetti, luonnollinen tai synteettinen alkuperä, käsittely, maantieteellinen alkuperä, värin syy ja rakenne. Yksi lähetys voi sisältää useita kysymyksiä eri näyttötasojen kanssa.

2

Dokumentoi esine ennen analyysiä

Kirjaa massa, mitat, muoto, istutus, kaiverrukset, värin jakautuminen, kunto, kiviaines, aiemmat raportit, ilmoitettu käsittely ja kaikki alueet, joita ei voi koskea tai näytteenottaa.

3

Suorita rutiininomainen jalokivitutkimus

Mikroskopia, taitekerroin, ominaispaino, optinen käyttäytyminen, fluoresenssi, spektri ja huolellinen visuaalinen tarkastus ohjaavat usein edistyneitä testejä.

4

Valitse vähiten invasiivinen informatiivinen menetelmä

Valitse signaali, joka vastaa ratkaisematonta kysymystä: rakenne, sidosten värähtely, absorptio, kemia, luminesenssi tai sisäinen tiheys.

5

Kalibroi ja kerää viitedata

Käytä aallonpituus- tai energiastandardeja, tyhjiä näytteitä, sertifioituja materiaaleja, instrumentin tarkistuksia ja näytteen geometriaan sopivia mittausasetuksia.

6

Mittaa useampi kuin yksi relevantti alue

Toista spektrit värivyöhykkeillä, pinnoilla, inkluusioissa, pinnoitteissa, liitoksissa ja epäillyissä täyteaineissa. Käytä karttoja tai suuntautuneita mittauksia, kun heterogeenisyys on merkityksellistä.

7

Etene vain, kun näyttö sitä vaatii

Lisää mikrotuhoutuva jälkianalyysi, jauhediffraktio, kiillotetut poikkileikkaukset tai elektronisädeanalyysi vain luvalla ja kun tuhoamaton näyttö ei ratkaise kysymystä.

8

Integroi, tarkista ja raportoi

Vertaa jokaista tulosta viitepopulaatioihin, tarkastele ristiriitoja, ilmoita rajoitukset ja säilytä raakadata valokuvineen ja näyteidentifioijineen.

Menetelmä valitaan signaalin perusteella, ei arvostuksen mukaan. Raman on erinomainen faasin tunnistukseen, mutta ei välttämättä määritä maantieteellistä alkuperää. XRF on tuhoamaton, mutta voi jättää kevyet alkuaineet huomaamatta. CT paljastaa rakenteen, mutta ei välttämättä kemiaa. Työnkulku valitsee menetelmän, jonka fysikaalinen signaali vastaa ratkaisematonta väitettä.
Takaisin navigointiin

Näytteen dokumentointi, geometria ja metrologia

Sama kivi voi antaa erilaisia tietoja eri pinnoilta, värivyöhykkeiltä, syvyyksiltä ja instrumenttitiloista. Näytteen käsittely on siksi osa analyysiä eikä pelkkä esivalmisteluvaihe.

Identiteetti ja hallintaketju

Määritä esineelle numero, valokuvaa kaikki puolet, kirjaa kaiverrukset tai vauriot ja pidä jokainen irtonainen osa sen tunnisteen yhteydessä. Analyyttinen varmuus heikkenee, jos testattua esinettä ei voida luotettavasti yhdistää sen raporttiin.

Pintakunto ja saastuminen

Öljy, vaha, kiillotusaine, liima, kosmetiikka, merkintäkynä, maa ja puhdistusjäämät voivat hallita Raman-, FTIR-, fluoresenssi- tai kemiallisia tuloksia. Puhdistuksen on oltava yhteensopiva kohteen kanssa ja dokumentoitava.

Suuntautuminen ja optinen polku

Läpinäkyvät anisotrooppiset kiteet voivat absorboida ja emittoida eri tavoin eri akselien suuntaisesti. Pinnan suunta, paksuus, kaarevuus ja kiinnitys määräävät, onko läpäisy-, heijastus- vai hajavalon heijastusgeometria sopiva.

Heterogeenisyys ja näytteenottosuunnitelma

Värivyöhykkeet, inkluusiot, matriisi, täytteet, pinnoitteet ja kerroksellinen rakenne vaativat useita mittauspisteitä. Keskimääräinen spektri voi peittää juuri sen ominaisuuden, jonka testi on tarkoitettu tunnistamaan.

Standardit, tyhjät näytteet ja kontrollit

Vertailumateriaalit määrittävät mittakaavan ja suorituskyvyn; tyhjät näytteet paljastavat saasteet; toistuvat analyysit arvioivat tarkkuutta. Kvantitatiivinen kemia ilman sopivaa kalibrointia on vain näennäistä tarkkuutta.

Näytteenottolupa

LA-ICP-MS, LIBS, jauhe-XRD, kiillotetut poikkileikkaukset ja jotkin elektronisäde-menetelmät muuttavat kohdetta. Näytteenoton sijainti, koko, tarkoitus ja näkyvyys on sovittava ennen analyysiä.

Vaihtuva Miksi se on tärkeää Hyvä käytäntö
Massa ja mitat Yhdistä tiedot kohteeseen ja tue tiheys-, absorptiorata- ja kuvantamislaskelmia. Käytä kalibroituja punnuksia ja mittasauvoja; ilmoita, sisältyykö kiinnike tai matriisi.
Kasvojen, reunan, takapuolen ja kiinnityksen valokuvat Säilytä värijakauma, rakenne ja kunto ennen testausta. Sisällytä mittakaava ja neutraali valaistus; valokuvaa näytteenottopaikat jälkikäteen.
Suuntautuminen Ohjaa polarisoitua spektriä, pleokroista absorptiota, Ramanin intensiteettiä ja diffraktiotekstuuria. Tallenna kiteen suunta, jos tiedossa, tai kuvaile mitatut pinnat ja kierto.
Pinnan saavutettavuus Määrittää, näkeekö laite kiven, pinnoitteen, liiman, metallin vai saasteen. Kartoitettavat alueet ja vältä olettamasta, että ylös päin oleva tulos edustaa massaa.
Paksuus ja läpinäkyvyys Säätele absorptiosaturaatiota ja sitä, onko läpäisy mahdollista. Käytä heijastus- tai hajavalon heijastusmenetelmiä, kun läpäisevä valo ei pääse kulkemaan puhtaasti.
Lämpötila Vaikuttaa huipun leveyteen, vikapopulaatioihin, luminesenssiin ja valittuihin absorptio-ominaisuuksiin. Tallenna huoneenlämpötila tai kryogeeniset olosuhteet.
Mittausasetukset Laserin aallonpituus, teho, integrointiaika, aukko, ilmaisimen tyyppi, resoluutio ja skannausalue vaikuttavat tietoihin. Säilytä instrumentin metatiedot jokaisen spektrin tai kuvan yhteydessä.
Vertailustandardi Mahdollistaa kirjastojen vertailun, kalibroinnin ja epävarmuuden arvioinnin. Käytä standardeja, jotka on mitattu vertailukelpoisessa geometriassa ja tilassa.
Älä poista todisteita puhdistamalla. Pinnan kalvot voivat olla saastetta, mutta ne voivat myös olla vahaa, öljyä, pinnoitetta, historiallista restaurointia, pigmenttiä tai käsittelykerrosta. Valokuvaa ja tutki pinta ennen puhdistusvaihetta.
Takaisin navigointiin

Kuinka lukea laboratoriotuloksia

Spektrit, diffraktogrammit, alkuainekuvaajat, kuvat ja kartat ovat erilaisia tietotyyppejä. Lukijan tulisi tietää, mitä kukin akseli edustaa, osoittavatko huiput ylöspäin vai absorptio alaspäin, ja kuvaako kaavio yhtä pistettä, keskiarvoa, linjaskannausta vai spatiaalista karttaa.

Representative outputs from six laboratory techniques Six panels show idealized Raman peaks, FTIR absorption bands, UV-visible absorption, XRF elemental peaks, X-ray diffraction peaks, and photoluminescence emission. The curves are explanatory diagrams rather than spectra of a specific material. RAMAN SHIFTFTIR ABSORPTIONUV–VIS–NIR XRF ENERGYXRD ANGLEPHOTOLUMINESCENCE cm⁻¹cm⁻¹nmkeV2θnm
Eri tekniikat tuottavat erilaisia kuvaajia. Huippujen sijainnit, kaistojen muodot, perustat, intensiteetti, orientaatio ja mittaustapa ovat kaikki tärkeitä. Nämä ihanteellistetut käyrät selittävät tulosten visuaalista kielioppia; ne eivät ole referenssispektrejä millekään tietylle jalokivelle.
  • Huipun tai kaistan sijaintiVaakasuora sijainti sisältää usein vahvimmat tunnistustiedot: Raman-siirtymä, infrapunan aaltoluku, optinen aallonpituus, röntgensäteen energia, diffraktiokulma tai emissioaallonpituus.
  • IntensiteettiSignaalin voimakkuus riippuu pitoisuudesta, orientaatiosta, tarkennuksesta, pinnasta, polun pituudesta, detektorin vasteesta ja mittausasetuksista. Se ei ole automaattisesti kvantitatiivinen.
  • Kaistan leveys ja muotoLeveät kaistat voivat heijastaa epäjärjestystä, päällekkäisiä keskuksia, lasia, polymeerejä tai lämpötilaa; terävät huiput viittaavat usein hyvin määriteltyihin värähtelyihin, faaseihin tai virheisiin.
  • Perusta ja taustaFluoresenssi, sironta, detektorin vaste, ilmakehän absorptio ja instrumentin liike voivat kallistaa tai kaartaa perustaa.
  • Kohina ja artefaktitKosmisen säteilyn, kyllästymisen, heijastusten, interferenssiraitojen, huippujen päällekkäisyyden, kuolleiden pikselien, metallijuovien ja rekonstruointivirheiden tunnistaminen on välttämätöntä.
  • Kartat ja kuvatVäriskaalat ovat analyyttisiä koodauksia. Punainen pikseli voi tarkoittaa valitun huipun suurempaa määrää, voimakkaampaa emissioita, korkeampaa vaimenemista tai mielivaltaista näyttövalintaa – ei punaista materiaalia.

Raman ja FTIR

Yleinen vaakayksikkö: käänteiset senttimetrit.

cm−1

UV-Vis-NIR ja PL

Yleinen vaakayksikkö: aallonpituus, joskus muunnettuna energiaksi.

nm tai eV

XRF

Ominaisalkuainehuiput kuvataan havaittujen röntgensäteiden energian mukaan.

keV

XRD

Diffraktio kuvataan yleisesti kulman mukaan ja tulkitaan d-välin kautta.

2θ ja Å

Jälkikemia

Pitoisuudet voidaan ilmoittaa massafractiona kalibroinnin jälkeen.

painoprosentti, ppm, ppb

TT- ja kartat

Pikselit tai vokselit koodaavat vaimenemista, intensiteettiä, pitoisuutta tai luokiteltua faasia.

2D pikseli / 3D vokseli
Kirjaston vastaavuus on hypoteesi, ei johtopäätös. Ohjelmiston pistemäärä on tarkistettava näkyvän kohteen, tunnetun kemian, mittaustavan, taustan, seoksen ja diagnostisten huippujen perusteella. Korkea numeerinen vastaavuus väärän referenssigeometrian kanssa voi olla vähemmän luotettava kuin matalampi pistemäärä, jota tukee koko todistusaineisto.
Takaisin navigointiin

Raman-spektroskopia

Raman-spektroskopia on yksi monipuolisimmista faasin tunnistustyökaluista jalokivien laboratoriossa. Sen avulla voidaan tunnistaa kiteisiä mineraaleja, monia laseja ja polymeerejä, mikroskooppisia inkluusioita, käsittelymateriaaleja, pigmenttejä ja pinnoitteita – usein mikroskoopin läpi ja ilman ominaisuuden poistamista.

1
Rakenne ja sidosten värähtely

Raman-spektroskopia

Monokromaattinen laser valaisee näytteen. Suurin osa valosta siroutuu ilman energian muutosta, kun taas hyvin pieni osa vaihtaa energiaa kiderakenteen tai molekyylivärähtelyjen kanssa. Tuloksena olevat Raman-siirtymät muodostavat rakenteellisen sormenjäljen, joka yleensä esitetään käänteisinä senttimetreinä.

SignaaliInelastinen sironta tyypillisillä Raman-siirtymillä.
Vahvimmat käyttötarkoituksetMineraalifaasin tunnistus, sisällykset, polymorfit, pigmentit, lasi, hartsi, täyteaineet, pinnoitteet ja avaruuskartat.
PäärajoitusFluoresenssi voi peittää heikon Raman-signaalin, ja absorboivat näytteet voivat kuumentua laserin alla.
2
Avaruudellisesti eroteltu analyysi

Konfokaalinen Raman ja kartoitus

Konfokaalinen mikroskooppi rajoittaa näytteenoton tilavuuden ja voi kohdistaa pintakalvoon, halkeaman täytteeseen, paljastettuun sisällykseen tai läpinäkyvän isännän alla olevaan ominaisuuteen. Toistuvat mittaukset luovat linjaskannauksia ja kaksidimensioisia faasikarttoja.

SignaaliSpektri liitetty mikroskooppiseen pisteeseen tai kartoitettuun pikseliin.
Vahvimmat käyttötarkoituksetKäsittelymateriaalien paikantaminen, isännän ja sisällyksen erottaminen, värivyöhykkeiden seuraaminen ja faasijakauman visualisointi.
PäärajoitusSyvyysarviot riippuvat taitekertoimesta, tarkennuksesta, sironnasta ja optisesta polusta isännän läpi.
3
Vertailu viitteisiin

Kirjaston vertailu

Mitattu spektri verrataan validoituihin spektriin, mutta lähin ohjelmiston vastaavuus ei automaattisesti ole oikea vastaus. Huippujen sijaintien, suhteellisten intensiteettien, taustan, laserin aallonpituuden, orientaation ja kohteen fyysisen ulkonäön on oltava yhteneväisiä.

SignaaliHuippujen sijainnit ja kaistakuvio verrattuna standardeihin.
Vahvimmat käyttötarkoituksetNopea vahvistus yleisille ja harvinaisille mineraaleille, orgaanisille aineille ja käsittelymateriaaleille.
PäärajoitusHuonot kirjastot, seokset, fluoresenssi ja orientaatio voivat tuottaa harhaanjohtavia tuloksia.
ViritysNäkyvä tai lähi-infrapunalaser valittu signaalin ja fluoresenssin käyttäytymisen mukaan
TulosteRaman-intensiteetti suhteessa laserlinjan siirtymään
AvaruusskaalaKokonaispiste, mikroskooppinen konfokaalipiste, linjaskannaus tai kartta
Paras yhdistelmäMikroskopia, FTIR, XRF, XRD ja käsittelykohtaiset viitteet

Faasi- ja polymorfien tunnistus

Raman voi erottaa saman kemiallisen koostumuksen omaavia, mutta eri rakenteisia materiaaleja, kuten kalsiitti, aragoniitti ja vateriitti, sekä erottaa jadeiitin nefriitistä tai kvartsin monista lasimaisista jäljitelmistä.

Sisällyksen tunnistus

Tarkennettu laser voi tunnistaa mineraalisisällyksiä läpinäkyvissä isännissä. Sisällyksen tunnistus voi tukea luonnollista alkuperää, kasvuympäristöä tai maantieteellistä alkuperää koskevaa tutkimusta.

Käsittelymateriaalit

Lyijypitoiset lasit, epoksi, öljy, vaha, pigmentit, pinnoitteet ja juoksevuusjäämät voivat tuottaa molekyyli- tai värähtelykaistoja, jotka eroavat isäntäjalokivestä.

Raman-kartoitus

Kartat voivat näyttää, missä isäntämineraali päättyy ja täyteaine, pinnoite, reaktioalue, pigmentti tai sekundaarinen faasi alkaa.

Fluoresenssin hallinta

Laserin aallonpituuden vaihtaminen, tehon alentaminen, mittausajan lyhentäminen, varovainen fotobleikkaus tai toisen tekniikan käyttö voi palauttaa tietoa, kun fluoresenssi peittää Raman-hajonnan.

Miksi Raman ei riitä

Oikea faasin tunnistus ei automaattisesti vahvista luonnollista alkuperää, käsittelemättömyyttä, maantieteellistä lähdettä tai täydellistä rakennetta.

Laserin ja näytteen turvallisuus ovat osa menetelmän suunnittelua. Tumma, orgaaninen, hartsinen, inklusoitu, pinnoitettu tai lämpöherkkä materiaali voi imeä säteen. Teho minimoidaan, pistettä tarkkaillaan, ja vaihtoehtoisia aallonpituuksia tai menetelmiä käytetään, jos lämmönnousu tai värimuutos on mahdollista.
Takaisin navigointiin

FTIR- ja infrapunaspektroskopia

Infrapunaimeytyminen tallentaa värähtelyjä, jotka muuttavat molekyylin dipolia. Tämä tekee FTIR:stä erityisen informatiivisen hydroksyylille, vedelle, hiilivedyille, polymeereille, öljyille, vahaksille, harteille ja kiderakenteen vioille, jotka voivat olla heikkoja tai puuttua Raman-spektrissä.

1
Infrapunaimeytyminen

FTIR-spektroskopia

Fourier'n muunnos-infrapunaspektroskopia mittaa, mitkä infrapuna-aallot imeytyvät atomien ja molekyylien värähtelyissä. Interferometri tallentaa kaikki aallonpituudet samanaikaisesti, ja matemaattinen muunnos tuottaa spektrin, joka yleensä esitetään aaltolukuna.

Signaali Infrapunaimeytymisvyöhykkeet, yleensä cm−1.
Vahvimmat käyttötarkoitukset Jalokiven tunnistus, hydroksyylit ja vesi, timanttityyppi, polymeerit, öljyt, vahakset, hartsit, lämpöön liittyvät viat ja luonnollisen ja synteettisen erotus.
Päärajoitus Leikkausgeometria, suuntaus, polun pituus, kyllästyminen, heijastusartefaktit, ilmakehän vesi ja hiilidioksidi vaikuttavat spektriin.
2
Mittausgeometria

Läpäisy, heijastus ja ATR

Läpäisy mittaa valon kulkua näytteen läpi; heijastus ja hajavaloheijastus sopivat läpinäkymättömille tai hankalille kohteille; vaimennettu kokonaisheijastus mittaa matalaa kosketusaluetta. Nämä tilat eivät tuota vaihdettavissa olevia spektrejä.

Signaali Imu- tai heijastusvaste eri näytteenottosyvyyksiltä.
Vahvimmat käyttötarkoitukset Irtonaiset läpinäkyvät kivet, läpinäkymättömät kaiverrukset, pinnoitteet, jauheet, polymeerit ja paljaat täytteet.
Päärajoitus Kosketusmenetelmät voivat olla sopimattomia herkille pinnoille, kun taas heijastusspektrit saattavat vaatia erikoiskäsittelyä.
3
Mikrospektroskopia

Infrapunamikroskooppi

Infrapunaspektroskooppi rajoittaa mittauksen pieneen kohteeseen, kuten täytettyyn halkeamaan, kasvuvyöhykkeeseen, ohueen kerrokseen tai kiinnitettyyn kivenikkunaan. Kartoitus voi erottaa isäntä- ja vierasmateriaalin.

Signaali Paikallinen FTIR-spektri tai spatiaalinen kartta.
Vahvimmat käyttötarkoitukset Täyteaineiden tunnistus, komposiittikerrokset, pienet inkluusiot, timanttiviat ja käsittelyaineiden jakautuminen.
Päärajoitus Pistekoko ja diffraktiorajoitus ovat suurempia kuin näkyvän valon mikroskopiassa, ja metalliasetukset rajoittavat pääsyä.
Sovellus Hyödylliset infrapunatodisteet Mitä on valvottava
Timantin tyyppi ja hoito Typpiyhteenliittymät, vetyyn liittyvät virheet, booriin liittyvä absorptio ja hoitoherkät kaistat. Lämpötila, polun pituus, suunta, detektorin alue ja spektrin kyllästyminen.
Korundin lämmitystodisteet Hydroksyyliin liittyvät kaistat ja virheiden yhdistelmät otetaan huomioon inkluusioiden ja kemian kanssa. Joiltakin kiviltä puuttuu ratkaisevia kaistoja; yhden ominaisuuden puuttuminen ei ole yleispätevä todiste.
Jadeiitin hoito Polymeerien absorptiot, vaha, rakenteellinen hydroksyyli ja tyypilliset jadeiittikaistat. Pintavaha ja impregnaatio on erotettava; heijastus ja läpäisy eroavat.
Smaragdin täyttö Öljy-, hartsi- ja polymeerikaistat halkeamissa tai massapoluilla. Mitattu optinen polku on kuljettava täytteen läpi, ei vain isännän.
Kvartsi ja synteettinen kasvu Hydroksyyli-, vesi- ja virheisiin liittyvät absorptiot, jotka vaihtelevat kasvun ja hoidon mukaan. Suunta ja paksuus voivat muuttaa suhteellista kaistojen voimakkuutta.
Orgaaniset ja koottu jalokivi Meripihka, kopali, kuori, hartsi, liima, tausta ja pinnoitteet. Sekaspektri voi sisältää useita komponentteja ja pinnan saastumista.
Raman ja FTIR täydentävät toisiaan. Jotkut värähtelyt ovat voimakkaita Ramanissa ja heikkoja infrapunassa, toiset päinvastoin. Yhdessä ne erottavat isäntämineraalin, molekyylitäytteen, veden, hydroksyyli- ja hoitomenetelmät luotettavammin kuin kumpikaan yksinään.
Takaisin navigointiin

UV-Vis-NIR-spektroskopia ja värin syy

Väri syntyy, kun materiaali absorboi valittuja aallonpituuksia ja lähettää tai heijastaa loput. UV-Vis-NIR-spektroskopia tallentaa nämä absorptiot ja yhdistää näkyvän ulkonäön siirtymämetalleihin, varaussiirtoon, värikeskuksiin, virheisiin, hiukkasiin, väriaineisiin ja hoitoihin.

1
Elektroninen absorptio

UV-Vis-NIR-spektroskopia

Menetelmä tallentaa, miten jalokivi vaimentaa ultraviolettia, näkyvää ja lähi-infrapuna-valoa. Absorptio johtuu siirtymämetallioneista, varaussiirrosta, värikeskuksista, virheistä, hiukkasista ja molekyylilajeista. Näkyvät absorptiokaistat muovaavat kappaleen väriä, kun taas vierekkäiset UV- ja NIR-ominaisuudet auttavat tunnistamaan niiden syyn.

SignaaliAbsorptio tai heijastus aallonpituuden tai aaltoluvun funktiona.
Vahvimmat käyttökohteetKromoforit, värivariaatiot, värjätty materiaali, säteilyyn liittyvä väri, geologinen ympäristö ja valikoitu hoidon seulonta.
PäärajoitusSpektrit voivat mennä päällekkäin, suuntautuminen on tärkeää, ja värin syy vaatii yleensä kemiaa tai muita menetelmiä vahvistukseen.
2
Suuntariippuvaiset spektrit

Polarisoitu UV-Vis-NIR

Polarisaattori eristää absorptiota valituissa kiteellisissä suunnissa. Suuntautuneet spektrit selittävät pleokroismia ja estävät yhden keskiarvospektrin peittämästä diagnostisia kaistoja.

SignaaliErilliset absorptiokäyrät eri värähtelysuunnille.
Vahvimmat käyttökohteetTurmaliini, berylli, korundi, zoisiitti ja muut anisotrooppiset jalokivet.
PäärajoitusKideorientaatio on tiedettävä tai rekonstruoitava fasettien ja optisen käyttäytymisen perusteella.
3
Himmeät ja kiinnitetyt materiaalit

Hajavaloheijastus

Kun valoa ei voida läpäistä, integroitumispallo tai heijastusanturi tallentaa pinnasta palaavan valon. Matemaattisia muunnoksia voidaan käyttää tuloksen vertaamiseen absorptiomaisiin viitedatoihin.

SignaaliPintaan painottuva heijastusspektri.
Vahvimmat käyttökohteetHimmeä jade, turkoosi, lapis, pigmentit, pinnoitteet, helmet ja kiinnitetyt esineet.
PäärajoitusPinnan kiillotus, kaarevuus, sironta, pinnoitteet ja tausta vaikuttavat voimakkaasti tulokseen.

Kupari vs. rauta turmaliinissa

Kupari- ja rautaan liittyvät absorptiomallit voivat erottaa kuparipitoisen sinivihreän turmaliinin visuaalisesti samankaltaisesta rautapitoisesta materiaalista. Jäljellä oleva kemia on tärkeää luokittelussa ja alkuperän määrittämisessä.

Koboltti ja rauta sinisessä spinellissä

Koboltti tuottaa ominaisen näkyvän kuvion, kun taas rauta lisää harmaita, vihreitä tai purppuran sävyjä. Väri, UV-Vis-NIR ja kemia otetaan huomioon yhdessä.

Akvamariini ja säteilyyn liittyvä sininen berylli

Rautaan liittyvä akvamariinin absorptio eroaa säteilyn aiheuttamasta Maxixe-tyypin väristä, jonka stabiilisuus ja vauriorakenne vaativat huolellista tulkintaa.

Luonnollinen ja värjätty jadeiitin väri

Kromiin ja rautaan liittyvät jadeiitin absorptiot eroavat monista keinotekoisista väreistä, vaikka pinnoitteet, paksuus ja sekoittuneet värivyöhykkeet voivat monimutkaistaa spektriä.

Safiirin geologinen ympäristö

Rautaan liittyvät kaistat voivat auttaa erottamaan laajoja magmakivi- ja metamorfiittipopulaatioita, mutta lämmitys ja päällekkäiset lähteet tarkoittavat, että spektroskopia on vain yksi osa alkuperän analyysiä.

Erivärinen timantti

Värin muodostumiseen voivat vaikuttaa aukot, typpiin liittyvät kompleksit, säteilyvauriot, muovinen muodonmuutos ja käsittely. PL- ja FTIR-menetelmät vaaditaan yleensä UV-Vis-NIR:n rinnalle.

Spektri selittää valikoivan absorptioilmiön, ei kauneutta tai arvoa. Kaksi samanväristä kiveä voi sisältää erilaisia absorboivia keskuksia, kun taas yksi ioni voi luoda eri värejä eri kiteisissä rakenteissa.
Takaisin navigointiin

Röntgensäteilyfluoresenssi: Ei-tuhoava alkeellinen kemia

XRF on monien jalokivilaboratorioiden työjuhta kemiallisessa seulonnassa. Se on nopea, yleensä ei-tuhoava ja tehokas monille keski- ja korkean atomiluvun alkuaineille, mutta spektriin vaikuttavat voimakkaasti pinta, geometria, matriisi, pinnoitteet, asetukset ja huippujen päällekkäisyys.

1
Alkeellinen emissio

Röntgensäteilyfluoresenssi

Primaariset röntgensäteet poistavat sisäkuoren elektroneja. Kun atomit rentoutuvat, ne lähettävät sekundaarisia röntgensäteitä elementeilleen ominaisilla energioilla. Energiadispersiiviset laitteet keräävät spektrin nopeasti ilman materiaalin poistamista.

SignaaliAlkuaineiden ominaisröntgensäteiden huiput, yleensä esitettynä energiana keV:ssä.
Vahvimmat käyttötarkoituksetPää- ja valitut hivenaineet, lyijylasitäyte, kuparipitoinen turmaliini, kobolttipitoinen materiaali, pinnoitteet, metallit ja seoskomponentit.
PäärajoitusKevyet alkuaineet ovat monilla järjestelmillä vaikeasti saavutettavissa tai mahdottomia, ja tulokset painottuvat pintaan ja geometriaan.
2
Avaruusanalyysi

Mikro-XRF ja alkuainekartat

Kohdistettu säde tai skannaava alusta kerää kemiaa pisteistä tai pinnalta, paljastaen vyöhykkeet, pinnoitteet, juotoksen, diffuusion tai heterogeenisen matriisin.

SignaaliPiste- tai alkuainekartat.
Vahvimmat käyttötarkoituksetKerrostetut kohteet, värivyöhykkeet, yhdistelmäkivet, metalliset istutukset ja mineraaliyhdistelmät.
PäärajoitusResoluutio on rajoitettu säteen kokoon ja röntgensäteen vuorovaikutusalueeseen; päällekkäiset huiput vaativat korjauksen.
3
Kvantitatiivinen kemia

Perusparametrit ja standardit

Kvantitatiivinen XRF muuntaa huippuintensiteetit pitoisuuksiksi käyttämällä standardeja tai matemaattisia korjauksia absorptioon ja vahvistukseen matriisissa.

SignaaliPitoisuusarviot kalibroinnin ja epävarmuuden kanssa.
Vahvimmat käyttötarkoituksetPääalkuainekoostumusten ja valittujen alkuperä- tai lajipopulaatioiden vertailu.
PäärajoitusEpäsäännölliset leikkaukset, tuntemattomat matriisit, pinnoitteet ja matalat pitoisuudet heikentävät tarkkuutta.
Vahvuus Tyypillinen käyttötarkoitus Tulkinnan varovaisuus
Nopea alkuaineiden seulonta Vahvista kupari sinivihreässä turmaliinissa, kromi smaragdissa tai rubiinissa, koboltti lasissa tai spinellissä sekä metallipitoiset pinnoitteet. Alkuaineen läsnäolo ei todista, että se aiheuttaa värin tai kuuluu kiven massaan.
Lyijypitoinen tai baariumpitoinen täyteaine Havaitse lasitäytteeseen liittyvät alkuaineet korundiinissa ja muissa halkeamatäytteisissä materiaaleissa. Säde voi keskiarvoistaa isäntä- ja täyteaineen; täyteaineen kemia vaihtelee.
Pääalkuaineen tunnistus Erottele joitakin visuaalisesti samankaltaisia materiaaleja tai vahvista laajoja koostumusperheitä. Useat lajit jakavat pääalkuaineet ja vaativat Raman-, XRD- tai optisia ominaisuuksia.
Maantieteellisen alkuperän tuki Mittaa valittuja hivenainepopulaatioita safiirissa, smaragdissa, turmaliinissa tai muissa kivissä. Tarkkuus ja alkuainealue voivat olla riittämättömiä rajatapauksissa tai päällekkäisissä populaatioissa.
Korujen metallit Analysoi seoksia, pinnoitteita, juotoksia, korjauksia ja monisävyisiä rakenteita. Pintapinnoitus ja kaareva geometria voivat hallita tulosta.
Mikro-XRF-kartta Visualisoi kemialliset vyöhykkeet, pinnan diffuusio, pinnoitteet ja heterogeeninen matriisi. Karttaväri on skaalattu intensiteetti, ei suora pitoisuus ilman kalibrointia.
XRF on pinnalta painottuva menetelmä. Ohut pinnoite, juotosliitos, metallikehys, halkeamien täyteaine tai värivyöhyke voivat muuttaa tulosta. Useat mittauspaikat ja dokumentoitu sädegeometria ovat välttämättömiä heterogeenisille kohteille.
Takaisin navigointiin

Hivenaineanalyysi: LA-ICP-MS, LIBS ja niihin liittyvät menetelmät

Hivenaineet voivat tallentaa kasvunesteen, isäntämineraalin, laboratoriomateriaalin, käsittelykemian ja maantieteellisen populaation tiedot. Niiden pitoisuudet voivat olla paljon rutiininomaisen XRF:n käytännön alueen alapuolella, joten herkkiä mikroanalyysimenetelmiä käytetään, kun kysymys oikeuttaa mikroskooppisen näytteenoton merkin.

1
Hivenainekemia

LA-ICP-MS

Pulssilaser poistaa mikroskooppisen määrän materiaalia. Kantokaasu kuljettaa aerosolin argonplasman läpi, jossa se atomisoituu ja ionisoituu; massaspektrometri erottaa ionit massa-varaus-suhteen mukaan.

SignaaliAlkioiden intensiteetit ja pitoisuudet mikroskooppisesta kraatterista.
Vahvimmat käyttötarkoituksetMaantieteellisen alkuperän tutkimus, berylliumin diffuusio, hivenaineiden sormenjäljet, paljastuneet inkluusiot ja syvyysprofiilit.
PäärajoitusSe on mikrotuhova ja vaatii huolellisen standardoinnin, sisäiset standardit, blankot ja matriisitietoiset tulkinnat.
2
Nopea laserkemia

LIBS

Laserilla indusoitu hajoamisspektroskopia muodostaa pienen plasman suoraan näytteen yläpuolelle ja tallentaa valon, jota virittyneet atomit ja ionit emittoivat palatessaan perusmuotoon.

SignaaliOptiset emissiolinjat laserilla tuotetusta plasmasta.
Vahvimmat käyttötarkoituksetNopea seulonta ja valikoitu kevyiden alkuaineiden havaitseminen, mukaan lukien sovellukset, joissa XRF on heikko.
PäärajoitusMääritys ja toistettavuus ovat vaikeampia kuin LA-ICP-MS:ssä, ja mikroskooppinen merkki syntyy silti.
3
Erikoistunut mikroanalyysi

SIMS ja isotooppimenetelmät

Toissijainen ionimassaspektrometria sputteroi pintaa ionisuihkulla ja analysoi emittoituneita ioneja. Liittyvät massaspektrometriset menetelmät voivat mitata hivenaineita tai isotooppisuhteita erittäin alhaisilla tasoilla.

SignaaliToissijaisen ionin massaspektri tai isotooppisuhde.
Vahvimmat käyttötarkoituksetKorkean herkkyyden tutkimus, diffuusio, kasvuhistoria ja valikoidut alkuperäkysymykset.
PäärajoitusKallis, hidas, erittäin erikoistunut ja mikroskooppisella tasolla tuhoava.

Maantieteelliset alkuperäpopulaatiot

Alkioiden suhteet ja monimuuttujaiset kuvaajat voivat erottaa monia—mutta eivät kaikkia—rubiinien, safiirien, smaragdien, aleksandriittien, Paraíba-turmaliinien ja spinellien viitepopulaatioita.

Diffuusio- ja syvyysprofiilit

Toistetut mittaukset ablaation aikana voivat osoittaa, onko kevyt alkuaine tai väriä tuottava laji keskittynyt lähelle pintaa vai jakautunut massaan.

Paljastuneet inkluusiot

Kun inkluusio saavuttaa pinnan, hivenainekemia voi antaa mineraalikaavan tai erottaa faasit, joiden Raman-viitteet ovat puutteelliset.

Matriisin sovitus

Vastaavan koostumuksen omaava standardi reagoi tuntemattomaan enemmän. Huono matriisin sovitus voi vääristää pitoisuutta, vaikka instrumentin tarkkuus vaikuttaisi erinomaiselta.

Avaruusresoluutio

Tarkennettu piste voi kohdistua yhteen kasvuvyöhykkeeseen, inkluusioon, reunaan, pinnoitteeseen tai täyteaineeseen. Tulokset kuvaavat kyseistä sijaintia, eivät koko kohdetta.

Näytteenottotiedot

Raportin tulisi säilyttää kraatterin sijainti, halkaisija tai mittakaava, laiteasetukset, kalibrointimateriaalit ja tieto siitä, oliko näytteenottokohta näkyvissä ennen testausta.

Alkuperä ei ole viivakoodi. Jäljellä olevien alkuaineiden populaatiot limittyvät, esiintymät kehittyvät, käsittelyt muuttavat kemiaa ja vertailukokoelmat vaihtelevat. Kemian voima kasvaa, kun se yhdistetään inkluusioihin, spektriin, geologiseen tietoon ja läpinäkyviin tilastollisiin kriteereihin.
Takaisin navigointiin

Röntgendiffraktio ja kidefaasin tunnistus

XRD selvittää, miten atomit ovat järjestäytyneet säännölliseen kiderakenteeseen. Se on erityisen arvokas, kun Ramanin mittaus häiriintyy fluoresenssistä, kun useita kiteisiä faaseja esiintyy yhdessä, kun polymorfit on erotettava tai kun kiderakenne vaatii virallisen vahvistuksen.

1
Kiderakenne

Röntgendiffraktio

Kiteinen materiaali diffraktoi röntgensäteitä, kun säännöllisesti sijoittuneet atomitasot täyttävät rakentavan interferenssin geometriset ehdot. Huippujen sijainti ja intensiteetti heijastavat kiderakennetta ja faasikoostumusta.

SignaaliDiffraktion intensiteetti kulmaa tai tasojen välistä etäisyyttä vastaan.
Vahvimmat käyttötarkoituksetMineraalifaasien tunnistus, polymorfiset muodot, sekoitetut kiteiset materiaalit, jauheet, helmet ja kiderakenteen varmistus.
PäärajoitusAmorfiset materiaalit eivät tuota teräviä diffraktiopiikkejä, ja monia jalokiviä ei voi asettaa ihanteellisesti ilman näytteenottoa.
2
Faasiseokset

Jauhe-XRD

Hienojakoinen tai satunnaisesti suuntautunut näyte tuottaa ominaiskuvion monista kideorientaatioista. Tämä on standardimenetelmä seoksille, kiville, jauheille ja pienille kappaleille.

SignaaliJauhediffraktogrammi, jossa on useita faasihuippuja.
Vahvimmat käyttötarkoituksetMineraaliyhdistelmien, jade-kivien, savien, täyteaineiden, pigmenttien ja tuntemattomien kiteisten seosten tunnistaminen.
PäärajoitusJauhaminen poistaa materiaalia ja voi tuhota tilallisen kontekstin; mielivaltainen suuntautuminen voi vääristää intensiteettejä.
3
Ei-standardi geometria

Yksikide- ja mikro-XRD

Yksikiteen diffraktio ratkaisee kiderakenteen kolmessa ulottuvuudessa, kun taas mikro-XRD kohdistuu pieneen alueeseen, jossa näytettä poistetaan vähän tai ei lainkaan, jos geometria sallii.

SignaaliPiste-diffraktio, käänteistilan data tai paikallinen faasikuvio.
Vahvimmat käyttötarkoituksetUudet mineraalit, paljastuneet inkluusiot, pienet kiteet ja paikallinen faasin tunnistus.
PäärajoitusLaiteet ja aineiston käsittely ovat erikoistuneita; pääsy ja suuntaus ovat edelleen rajoittavia tekijöitä.

Polymorfiset muodot ja kiderakenne

Saman kemiallisen koostumuksen omaavilla materiaaleilla voi olla erilaisia kiderakenteita. Röntgendiffraktio (XRD) erottaa faasit niiden täydellisen diffraktiokuvion perusteella ja voi tukea virallista kiderakenteen määritystä.

Kivet ja sekoitemateriaalit

Jauhe-XRD voi tunnistaa useita kiteisiä komponentteja jade-kivissä, lapiksessa, savissa, matriisinäytteissä, pigmenteissä ja rekonstruoidussa materiaalissa.

Helmikarbonaatit

Aragoniitti, kalsiitti, vateriitti ja sekoitetut karbonaattifaasit tuottavat erilaisia kuvioita ja niitä voidaan tutkia yhdessä Ramanin ja XRD:n avulla.

Amorfinen rajoitus

Lasi, hartsi ja erittäin epäjärjestäytynyt materiaali tuottavat leveää sirontaa terävien faasihuippujen sijaan. Molekyylitunnistukseen tarvitaan yleensä Raman- tai FTIR-menetelmää.

Suositeltu orientaatio

Lautamaiset, kuitumaiset tai suuntautuneet kiteet voivat korostaa joitakin heijastuksia ja vaimentaa toisia. Satunnaistaminen tai erikoisgeometria parantaa faasin tulkintaa.

Näytteenoton kompromissi

Edustavan fragmentin jauhaminen parantaa satunnaista orientaatiota ja seoksen tunnistusta, mutta poistaa materiaalia ja tuhoaa spatiaalisen kontekstin.

Raman antaa paikallisen värähtelysormenjäljen; XRD antaa kiderakenteen diffraktiokuvion. Niiden välinen yhteneväisyys on erityisen vakuuttavaa epäselville mineraaleille, seoksille ja polymorfeille.
Takaisin navigointiin

Fotoluminesenssispektroskopia

Epäpuhtaudet ja virheet voivat absorboida eksitaatioenergiaa ja emittoida valoa ominaisilla energioilla. Nämä emissiot voivat olla herkempiä kuin kappaleen väri kasvuympäristölle, säteilytykselle, annealoinnille, laboratoriokasvatukselle ja kasvun jälkeiselle käsittelylle.

1
Virheiden emissio

Fotoluminesenssispektroskopia

Laser tai lamppu eksitoi epäpuhtauksia ja kiderakenteen virheitä. Näyte emittoi valoa, kun virittyneet tilat rentoutuvat, tuottaen kapeita viivoja ja leveämpiä kaistoja, jotka voivat olla erittäin herkkiä kasvuympäristölle ja käsittelylle.

SignaaliEmissiointensiteetti aallonpituuden tai energian funktiona.
Vahvimmat käyttötarkoituksetLuonnollinen ja laboratoriossa kasvatettu timantti, värikeskukset, säteilytys ja annealointi, korundi-virheet, smaragdin kasvun todisteet ja jälkiaineskeskukset.
PäärajoitusEmissio riippuu eksitaation aallonpituudesta, lämpötilasta, orientaatiosta, pitoisuudesta ja sammumisesta; pelkkä intensiteetti ei ole pitoisuus.
2
Matala lämpötila -analyysi

Kryogeeninen PL

Jäähdytys vähentää lämpölaajentumista ja voi paljastaa teräviä virheisiin liittyviä viivoja, jotka päällekkäistyvät tai katoavat huoneenlämpötilassa.

SignaaliTarkemmat, paremmin erotellut emissio-ominaisuudet.
Vahvimmat käyttötarkoituksetTimanttivirhekeskukset, käsittelyhistoria ja hienovarainen luonnollisen ja synteettisen erottelu.
PäärajoitusVaatii hallitun jäähdytyksen ja vertailutiedot, jotka on kerätty vertailukelpoisissa olosuhteissa.
3
Paikallisesti eroteltu emissio

PL-kartoitus ja hyperspektrikuvaus

Mikroskooppi tai kuvantamisjärjestelmä tallentaa täyden emissiospektrin jokaisesta pisteestä tai pikselistä, yhdistäen virhekemian kasvusektoreihin, kerroksiin, inkluusioihin ja käsittelyalueisiin.

SignaaliSpektrikartta yhden keskiarvokäyrän sijaan.
Vahvimmat käyttötarkoituksetKasvuarkkitehtuuri, kasvun jälkeinen käsittely, täyteaineen jakautuminen ja virhevyöhykkeiden erottelu.
PäärajoitusSuuret tietomäärät vaativat kalibrointia, segmentointia ja huolellista optisten artefaktien välttämistä.
Materiaalikysymys PL-osuus Miksi täydentävä todistusaineisto on edelleen tarpeen
Luonnollinen vs. laboratoriossa kasvatettu timantti Virhekeskukset, kasvuun liittyvä säteily ja käsittelyherkät viivat. Eri kasvu- ja käsittelyhistoriat voivat yhtyä; FTIR ja kuvantaminen lisäävät rakennetta ja virheiden kontekstia.
Erivärinen timantti Säteily tyhjiöistä, typpi-tyhjiökomplekseista, nikkelistä, piistä ja muista keskuksista. Absorptio, kemia ja käsittelyhistoria määräävät, mitkä keskukset hallitsevat näkyvää väriä.
Korundi Kromisäteily, virheisiin liittyvät kaistat ja vyöhykkeisyys. Luonnolliset, synteettiset, kuumennetut ja diffuusiokäsitellyt kivet voivat olla päällekkäisiä.
Smaragdi ja berylli Kromiinipohjainen säteily, vesi- ja virhetiedot, kasvuvyöhykekartoitus. Alkuperän selvittämiseen tarvitaan FTIR, Raman-inkluusiot, mikroskopia ja kemia.
Täyteaineet ja pinnoitteet Vieras aine voi säteillä eri tavalla kuin isäntä ja näkyä selvästi kartalla. PL tunnistaa säteilyn käyttäytymisen; Raman, FTIR tai XRF tunnistaa aineen.
Säteilytys ja lämpökäsittely Virhekeskuksia voidaan luoda, tuhota tai muuttaa. Jotkut keskukset ovat epävakaita tai eivät ole yksinomaan yhden käsittelytavan ominaisia.
Viritysolosuhteet ovat osa tulosta. Yksi ominaisuus, joka näkyy yhdellä laserin aallonpituudella tai nestetypen lämpötilassa, voi olla heikko tai puuttua toisissa olosuhteissa. Vertailu vaatii virityksen, lämpötilan, detektorin ja spektriresoluution vastaavuuden.
Takaisin navigointiin

Luminesenssikuvaus, kasvumallit ja spatiaalikartat

Spektroskopia tallentaa käyrän; kuvantaminen tallentaa signaalin sijainnin. Kasvusektorit, kerrokset, dislokaatiot, korjaukset, täyteaineet ja käsittelyalueet tulevat usein ymmärrettäviksi vasta, kun niiden spatiaalinen kuvio säilyy.

Lyhytaaltoinen UV-fluoresenssikuvaus

Korkeaenerginen UV-valo voi paljastaa kasvusektorit, kerrokset, jännitykseen liittyvät piirteet, täyteaineet, pinnoitteet ja korjaukset. Timanttien testauksessa järjestelmät kuten DiamondView tallentavat ominaislaatuisia fluoresenssikuvioita, jotka auttavat erottamaan luonnollisen ja laboratoriossa kasvatetun kasvun.

Katodoluminesenssikuvaus

Elektronisäde kiihdyttää luminesenssiä korkealla spatiaaliresoluutiolla. Kasvuvyöhykkeet, virherakenteet, suonet, dislokaatiot ja koostumuksen muutokset voivat näkyä kontrasteina, joita ei näy optisessa tai UV-valossa.

Fosforesenssikuvaus

Kuvia, jotka on kerätty valonlähteen sammuttamisen jälkeen, tallentavat viivästynyttä säteilyä. Hajoamisväri, -kuvio ja -kesto voivat antaa todisteita virhepopulaatioista ja kasvun alkuperästä.

Hyperspektriset luminesenssikartat

Jokainen pikseli sisältää spektrin, jonka avulla yksi havaittu väri voidaan erottaa erillisiksi säteileviksi keskuksiksi. Nämä kartat ovat erityisen tehokkaita timanteille, korundiille, smaragdille, täyteaineille ja kerroksellisille kohteille.

Fluoresenssikontrasti käsittelyissä

Lasi, hartsi, öljy, liima, pinnoitteet, isäntäkivi ja matriisi voivat fluoresoida eri tavoin. Kontrasti voi paljastaa laajuuden ja jakautumisen, vaikka kemia on vahvistettava erikseen.

Kuvan tulkinta

Huomiota herättävä kuvio on todiste, ei tuomio. Altistus, suodattimet, kameran vaste, pinnan geometria, kiillotus ja käsittely voivat muuttaa kuvaa; spektrit ja mikroskopia määrittävät, mitä värit tarkoittavat.

Mitä luminesenssikuvio voi paljastaa

  • Luonnolliset kasvusektoritMonimutkaiset sektorirajat, resorptio, ylikasvu ja virhevyöhykkeet.
  • LiekkisulatuskaarevuusKäyry kasvu ja värivyöhykkeet valituissa synteettisissä materiaaleissa.
  • Hydrotermiset tai sulatuskasvatusSiemenaiheiset rajat, kerroksellinen kasvu ja sulatusaineeseen liittyvät kontrastit.
  • CVD-timanttikiteiden kerroksetRinnakkaiset kasvuvaiheet, keskeytykset, dislokaatiot ja kasvun jälkeinen käsittelyvaste.
  • HPHT-sektoritKasvatuslaitteeseen ja epäpuhtauksiin liittyvä tyypillinen sektorigeometria.
  • TäyteverkostotEri säteily lasista, hartsista, öljystä tai liimasta halkeamissa ja onteloissa.
  • PintapinnoiteLoistava kerros, joka rajoittuu fasetteihin, naarmuihin tai kuluneisiin reunoihin.
  • Korjaus ja kokoaminenKontrastinen liima, korvaavat osat ja rekonstruoitu matriisi.
Tilallinen kuvio ja spektri tulisi yhdistää. Kuvantaminen paikantaa kasvu- tai käsittelyalueet; piste-spektroskopia tunnistaa näiden alueiden säteilevät keskukset tai vieraan aineen.
Takaisin navigointiin

Röntgenkuvaus ja tietokonetomografia mikroasteikolla

Röntgenkuvaus on laboratoriovastaava esineen avaamiselle ilman leikkaamista. Röntgenkuva puristaa sisäisen rakenteen yhdeksi projisoinniksi; mikro-CT rekonstruoi pinon virtuaalisia viipaleita ja kolmiulotteisen tilavuuden.

Röntgenkuvaus

Röntgenkuva puristaa sisäisen vaimenemisen kahden ulottuvuuden projisoinniksi. Se on nopea ja erityisen vakiintunut helmien tutkimuksessa, joissa rakenteet, ytimet, ontelot ja kasvupiirteet auttavat erottamaan luonnolliset ja viljellyt tuotteet.

Tietokonetomografia mikroasteikolla

Mikro-CT kerää monia projisointeja esineen pyöriessä, ja rekonstruoi sitten virtuaalisia viipaleita ja kolmiulotteisen tilavuuden. Se erottaa päällekkäiset rakenteet, jotka yhdistyvät röntgenkuvassa.

Tiheys- ja koostumuskontrasti

Röntgenkuvat reagoivat vaimenemiseen, joka riippuu tiheydestä, atomikoostumuksesta, paksuudesta ja säteen energiasta. Ontelo, orgaaninen materiaali, karbonaattikerros, metalli, hartsi ja tiheä mineraali voivat näkyä eri tavoin.

Helmikorut ja biologiset jalokivet

Helmiä, simpukankuoria, koralleja, norsunluuta, luita, fossiileja ja koottuja orgaanisia esineitä voidaan tutkia sisäisesti ilman leikkaamista, vaikka laji ja käsittely vaativat usein myös spektroskopiaa ja kemiaa.

Komposiitit ja piilotettu rakenne

CT voi paljastaa helmiä, kansia, taustoja, porattuja kanavia, sisäistä liimaa, onteloita, murtumaverkostoja ja rekonstruoituja ytimiä läpinäkymättömissä tai kiinnitetyissä kohteissa.

Rajoitukset ja artefaktit

Resoluutio riippuu kohteen koosta, projektioiden määrästä, detektorista, kontrastista ja rekonstruoinnista. Metalli aiheuttaa viivamaisia artefakteja; samankaltaisen vaimennuksen materiaalit voivat olla vaikeita erottaa.

Kohde Mitä röntgenkuvaus voi näyttää Mitä toinen menetelmä saattaa vielä tarvita vastatakseen
Helmi Ydin, kasvurakenteet, ontelot, poraus, helmi- tai ei-helmi-kulttuuri, sisäiset murtumat. Karbonfaas, pigmentti, värikäsittely, nilviäisen ympäristö, pintapinnoite.
Opaali kaksois- tai kolmikerros Kansi, ohut opaali kerros, tausta, liimasauma, sisäiset ontelot. Onko opaali kerros luonnollinen vai synteettinen ja liiman kemia.
Läpinäkymätön kaiverrus Sisäiset halkeamat, täyte, piilotettu ydin, rekonstruoidut fragmentit, poratut kanavat. Mineraalin tunnistus ja polymeerikoostumus.
Fossiili tai biologinen jalokivi Sisäinen kudos, korvaus, restaurointi, tiheyden muutokset, upotettu matriisi. Laji, mineraalifaasi, ikä tai hoitokemia.
Helmi ja inlay Poran geometria, ytimet, kuoret, ontelot, tausta, kerroksellinen rakenne. Väri, pinnoite, pintakäsittely ja tarkka faasin tunnistus.
Kiinnitetyt korut Piilotetut liitokset, suljetut taustat, jotkin ontelot ja kerrokset. Metalli voi aiheuttaa artefakteja ja peittää heikon kontrastin yksityiskohtia.
CT-harmaa-arvo ei ole yleinen tiheysasteikko. Säteen energia, suodatus, rekonstruointi, kohteen koko, koostumus ja artefaktit vaikuttavat kirkkauteen. Vertailu ja segmentointi on tehtävä kontrolloidun skannauksen sisällä.
Takaisin navigointiin

Elektronimikroskopia ja paikallinen mikroanalyysi

Elektronisäde-menetelmät ovat vähemmän rutiininomaisia ehjille koruille, mutta erittäin tehokkaita tutkimuksessa, hoitotutkimuksissa, paljastetuilla pinnoilla, kiillotetuissa poikkileikkauksissa, inkluusioissa, pinnoitteissa ja mineraalinäytteissä.

Skannaava elektronimikroskopia

SEM käyttää elektroneja pinnan topografian ja koostumuserojen kuvantamiseen suurennoksella. Se voi paljastaa pinnoitteen paksuuden, huokoset, reaktioreunat, murtumapinnat, kiillotuksen jäämät ja mikrorakenteen.

Energiadispersiivinen spektroskopia

EDS havaitsee elektronisäteen tuottamat ominaisröntgensäteet, tarjoten paikallista kvalitatiivista tai puolimäärällistä kemiaa ja alkuainekarttoja.

Elektroniprobe-mikroanalyysi

EPMA aallonpituushajottavilla spektrometreillä tarjoaa tarkempaa määrällistä pää- ja sivuelementtien kemiaa kiillotetulla, tasaisella ja vakaalla pinnalla.

Katodoluminesenssi

Elektronisäteen aiheuttama CL-kuva paljastaa kasvuvyöhykkeet, viat, suonet ja koostumuksen muutokset korkealla spatiaaliresoluutiolla.

Näytteen valmistelu

Tyhjiöyhteensopivuus, sähkönjohtavuus, varautuminen, pinnan tasaisuus ja joskus hiilipinnoitus tai kiillotetut poikkileikkaukset on otettava huomioon.

Paras käyttö

Nämä menetelmät vastaavat paikallisiin mikrorakenteellisiin ja koostumuksellisiin kysymyksiin, kun kohde tai valtuutettu näyte voidaan valmistella asianmukaisesti.

Elektronipulssianalyysi riippuu pinnasta ja valmistelusta. Kaunis suurennettu kuva voi edustaa yhtä särön seinämää tai pinnoitehiukkasta eikä massamateriaalia. Sijainti ja näytteen valmistelu kuuluvat tulkintaan.
Takaisin navigointiin

Laboratoriomenetelmien vertailu

Ei ole olemassa yleispätevää järjestystä. Taulukko vertaa, mitä kukin menetelmä todellisuudessa mittaa, mitä kysymyksiä se vastaa suoraan ja mikä rajoitus yleensä määrää, tarvitaanko toinen menetelmä.

Menetelmä Fyysinen signaali Vahvimmat kysymykset Tyypillinen näytteen vaikutus Pääasiallinen rajoitus
Raman Energianmenetys valon sironnasta kide- tai molekyylivärähtelyissä Vaiheen tunnistus, sulkeumat, täyteaineet, pinnoitteet, pigmentit Yleensä ei-tuhoava Fluoresenssi, laserlämmitys, seokset, orientaatio
FTIR Infrapunasäteilyn absorptio sidoksista ja kidevärähtelyistä Vesi/OH, polymeerit, timanttilaji, lämpö- tai täytetodisteet Yleensä ei-tuhoava; ATR on kosketukseen perustuva Geometria, kylläisyys, tilan erot, ilmakehän kaistat
UV-Vis-NIR Elektroninen absorptio näkyvän alueen ympärillä Värin aiheuttaja, kromoforit, viat, värjätty materiaali Ei-tuhoava Orientaatio, päällekkäiset kaistat, sironta, rajallinen itsenäinen spesifisyys
XRF Alkuaineiden ominaisröntgensäteily Pää- ja valitut jälkiainemääritykset, lasitäyte, metallit, pinnoitteet Ei-tuhoava Kevyet alkuaineet, pintapainotus, geometria, matriisikorjaukset
LA-ICP-MS Laserilla poistettujen materiaalien massaspektrometria Jälkikemiallinen analyysi, alkuperä, diffuusio, syvyysprofiilit Mikrotuhovaikutteinen Kraatteri, standardit, matriisivaikutukset, heterogeenisyys
LIBS Optinen säteily laserilla tuotetusta plasmasta Nopea kemia ja valitut kevyet alkuaineet Mikrotuhovaikutteinen Määritys, kalibrointi, vaihtelevat havaitsemisrajat
XRD Diffraktio järjestyneistä atomitasoista Kidevaiheet, polymorfit, seokset, rakenne Voi olla ei-tuhoava tai vaatia jauhenäytteen Amorfiset vaiheet, orientaatio, geometria, näytteenotto
Fotoluminenssi Säteilytys virittyneistä vioista ja epäpuhtauksista Kasvun alkuperä, viat, säteilytys, lämpökäsittely, värikeskukset Ei-tuhoava Eksitaatio- ja lämpötilariippuvuus, sammuminen, monimutkainen tulkinta
Luminenssikuvaus Fluoresenssin tai fosforesenssin spatiaalinen kuvio Kasvuvyöhykkeet, kerrokset, täyteaine, korjaus, synteettinen kasvu Ei-tuhoava Kuvio ei ole koostumus; kamera ja valotus vaikuttavat ulkonäköön
Röntgenkuvaus Kaksiulotteinen röntgensäteilyn vaimenemisprojektio Helmen rakenteet, ytimet, sisäiset tiheyskontrastit Ei-tuhoava Päällekkäiset piirteet, rajallinen syvyystieto
Mikro-CT Kolmiulotteinen röntgensäteilyn vaimenemisen rekonstruointi Helmikorut, komposiitit, ontelot, kerrokset, fossiilit, sisäinen rakenne Ei-tuhoava Resoluutio, tiheyskontrasti, metallihäiriöt, skannaus- ja rekonstruointiaika
SEM-EDS / EPMA Elektronikuvaus ja paikallinen röntgenkemia Mikrotekstuurit, pinnoitteet, alkuainekartat, paljastuneet sulkeumat Saattaa vaatia tyhjiön, pinnoituksen tai valmistellun pinnan Pintayhteys, vuorovaikutusmäärä, mahdollinen näytteen valmistelu
Kallein menetelmä ei automaattisesti ole informatiivisin. Huolellinen Raman-spektri voi tunnistaa pinnoitteen välittömästi, kun taas täydellinen hivenaineanalyysi voi jättää molekyylikerroksen huomaamatta. Toisaalta XRF voi vahvistaa kuparin, mutta LA-ICP-MS voi olla tarpeen alkuperän vertailussa.
Takaisin navigointiin

Menetelmien yhteistoiminta: edustavia tapauksia

Nämä tapaukset havainnollistavat analyysilogiikkaa eivätkä kiinteää järjestystä. Tarkka järjestys vaihtelee kohteen arvon, kiinnityksen, kunnon, visuaalisen todistusaineiston ja laboratorion validoitujen menettelyjen mukaan.

Jadeiitin käsittely ja tunnistus

Vihreä kaiverrus voi olla jadeiittiä, muuta vihreää kiveä, värjättyä aggregaattia tai polymeerilla impregnoitua jadeiittiä.

  1. Raman tai XRD vahvistaa jadeiitin ja mahdolliset sekundaariset faasit.
  2. FTIR testaa polymeerin impregnaatiota ja tyypillisiä rakenteellisia kaistoja.
  3. UV-Vis-NIR vertaa kromi- tai rautavärin absorptiota väriaineen absorptioihin.
  4. Mikroskopia ja fluoresenssikuvaus kartoittavat väriaineen pitoisuutta, halkeamia ja täytettä.

Sininen safiiri: lämpö, diffuusio ja alkuperä

Yksi sininen väri voi heijastaa luonnollista kasvua, perinteistä lämmitystä, kiderakenteen diffuusiota, berylliumiin liittyvää käsittelyä tai useita geologisia ympäristöjä.

  1. Mikroskopia ja FTIR arvioivat inkluusioita ja lämmön aiheuttamia hydroksyyliominaisuuksia.
  2. UV-Vis-NIR tallentaa rautaan liittyvän absorptio ja tukee geologisen ympäristön tulkintaa.
  3. LA-ICP-MS havaitsee kevyiden alkuaineiden diffuusion ja hivenainepopulaatiot.
  4. Luuminenssikuvaus paljastaa kasvusektorit ja käsittelyyn liittyvät kuviot.

Smaragdi: luonnollinen, synteettinen ja täytetty

Luonnollinen ja laboratoriossa kasvatettu smaragdi jakavat beryllirakenteen ja samankaltaiset perusoptiset ominaisuudet.

  1. Raman tunnistaa inkluusiot ja isäntäfaasit; konfokaalitekniikka voi kohdistua kanavaveteen tai täyteaineisiin.
  2. FTIR tallentaa veden, hydroksyyli-, öljy-, hartsija kasvuun liittyviä piirteitä.
  3. LA-ICP-MS tai XRF tarjoaa alkuperätutkimuksessa käytettävän hivenainekemian.
  4. Mikroskopia yhdistää inkluusiot, kasvurakenteet ja halkeamien täytön.

Timantti: luonnollinen, laboratoriossa kasvatettu ja käsitelty

Timantin kemia on yksinkertainen, mutta sen vikarakenteet ovat monimutkaisia ja erittäin informatiivisia.

  1. FTIR luokittelee typen liittyvän timanttityypin ja valitut viat.
  2. Fotoluminesenssi havaitsee kasvun ja käsittelyn yhteydessä olevia vikakeskuksia.
  3. UV-fluoresenssi tai katodoluuminenssikuvaus kartoittaa kasvusektoreita ja kerroksia.
  4. UV-Vis-NIR tukee värin syyn tulkintaa erikoisvärisissä kivissä.

Helmi: luonnollinen, viljelty, koottu tai käsitelty

Ulkonäkö ei luotettavasti paljasta täydellistä sisäistä kasvuhistoriaa.

  1. Röntgenkuvaus tutkii sisäisiä rakenteita ja ytimiä.
  2. Micro-CT paljastaa kolmiulotteisen kasvun, ontelot, poraukset ja kerroksellisen rakenteen.
  3. Raman ja XRD tunnistavat karbonaattipolymorfit ja valitut pigmentit.
  4. UV-Vis-NIR, fluoresenssi ja kemia tukevat väri- ja alkuperäkysymyksiä.

Opaali ja opaalia muistuttava materiaali

Luonnollinen opaali, synteettinen opaali, polymeerijäljitelmä, koottu opaali ja hartsilla kyllästetty materiaali voivat visuaalisesti mennä päällekkäin.

  1. Raman ja FTIR erottavat piidioksidirakenteen, veden ja polymeerikomponentit.
  2. Valomikroskopia tutkii pylväsmäisiä tai solurakenteita, liitoksia, taustoja ja toistuvia kuvioita.
  3. CT paljastaa kuoret, taustat, ontelot ja piilotetut kokoonpanot läpinäkymättömissä kappaleissa.
  4. UV-Vis-NIR ja fluoresenssi tukevat värjäyksen tai käsittelyn havaitsemista.

Kuparipitoinen sinivihreä turmaliini

Väri yksin ei välttämättä erottele kuparipitoista materiaalia rautapitoisesta turmaliinista tai määritä maantieteellistä alkuperää.

  1. UV-Vis-NIR tunnistaa kupariin ja rautaan liittyviä absorptiomalleja.
  2. XRF seuloo kuparia ja muita saavutettavissa olevia alkuaineita ilman näytteenottoa.
  3. LA-ICP-MS mittaa alhaisen tason hivenaineiden sormenjälkiä, joita käytetään alkuperävertailuissa.
  4. Valomikroskopia antaa tietoa inkluusioista ja kasvuyhteydestä.

Lasitäytetty rubiini ja muut halkeamatäytetyt jalokivet

Isäntäjalokivi voi olla luonnollinen, vaikka suuri osa sen näennäisestä läpinäkyvyydestä johtuu vieraan täyteaineen materiaalista.

  1. Valomikroskopia paljastaa välähdysilmiöt, kuplat, täytetyt ontelot ja pinnalle ulottuvat halkeamat.
  2. Raman voi tunnistaa lasin tai orgaanisen täytteen saavutettavissa olevilta alueilta.
  3. XRF havaitsee lyijyä, bariumia tai muita täyteaineisiin liittyviä alkuaineita.
  4. Luminesenssikuvantaminen kartoittaa täytteen jakautumisen ja laajuuden.
Ristiriita on hyödyllistä. Kun Raman tunnistaa yhden vaiheen, mutta kemia, optiikka tai kuvantaminen ovat eri mieltä, tulos voi paljastaa pinnoitteen, seoksen, kerroksellisen rakenteen, väärin tarkennetun pisteen, käsittelyn tai aiemmin tunnistamattoman materiaalin instrumenttivian sijaan.
Takaisin navigointiin

Raportit, johtopäätökset ja vastuullinen sanamuoto

Laboratoriokertomus muuntaa tiedot määriteltyyn johtopäätökseen. Vahvin sanamuoto tunnistaa kohteen, määrittelee raportin laajuuden, erottaa havainnon tulkinnasta ja säilyttää epävarmuuden, kun todisteet menevät päällekkäin.

Raportin sanamuoto Mitä se tukee Mitä se ei automaattisesti tue
”Luonnollinen [material]” Materiaali muodostui luonnollisesti. Se ei automaattisesti tarkoita käsittelemätöntä, täyttämätöntä, pinnoittamatonta tai väitetystä alkuperästä olevaa.
”Laboratoriossa kasvatettu [material]” Näyte on käytännössä samaa lajia, mutta keinotekoisesti kasvatettu. Se ei ole sama kuin lasi tai muu jäljitelmä.
”Ei merkkejä lämmityksestä” Ei havaittu raportoitavaa lämmön vaikutusta käytetyillä menetelmillä ja kriteereillä. Se ei ole ikuinen takuu siitä, että kaikki mahdolliset lämpötilatapahtumat on suljettu pois.
”Lämmityksen merkkejä” Näyttö tukee lämmönkäsittelyä. Tarkka lämpötila, kesto, ilmakehä tai sijainti voi jäädä tuntemattomaksi.
”Alkuperäarvio” Tiedot vastaavat parhaiten viitepopulaatiota tai geologista lähdettä. Alkuperäjohtopäätökset ovat vertailullisia ja voivat olla epävarmoja tai muuttua viitetietojen kasvaessa.
”Värin alkuperä määrittämättä” Saatavilla oleva näyttö ei ratkaise luonnollisen, käsitellyn tai sekoitetun värin syitä. Epätarkkuus on pätevä analyysituloksena, ei testausvirhe.
”Komposiitti” tai ”koottu” Kohde sisältää liitettyjä komponentteja tai kerroksia. Raportin tulee tunnistaa komponentit vain analyysin tukemassa laajuudessa.
”Käsittelyä ei testattu” Raportin laajuus ei sisältänyt käsittelymääritystä. Sanan puuttuminen ei ole todiste käsittelemättömyydestä.

Kohteen vastaavuus

Mitat, massa, valokuva, muoto, kaiverrus ja tunnistavat piirteet tulee vastata toimitettua kohdetta ja myöhempää varmennustietuetta.

Menetelmän laajuus

Raportti voi käsitellä identiteettiä mutta ei käsittelyä, tai käsittelyä mutta ei maantieteellistä alkuperää. Jokainen johtopäätös on luettava ilmoitetun laajuuden puitteissa.

Tietojen säilytys

Raakatiedot, kalibrointitiedot, valokuvat, kartat, näytteenottopaikat ja analyytikon muistiinpanot mahdollistavat tarkastelun ja tulevan uudelleentulkinnan.

Viite-epävarmuus

Alkuperä- ja käsittelykriteerit voivat kehittyä uusien esiintymien, synteettisten prosessien ja käsittelyjen myötä. Tärkeitä vanhempia raportteja kannattaa harkita uudelleen.

Riippumaton tarkastus

Rajatapauksissa tai merkittävissä tuloksissa hyödyttää vanhemman asiantuntijan tarkastus, mittauksen toisto, vaihtoehtoiset menetelmät tai riippumaton laboratorio.

Arvo on erillinen

Analyyttinen tunnistus ei automaattisesti anna markkina-arvoa, korvauskustannusta, laatuluokitusta, laillista omistusoikeutta tai eettistä alkuperää.

Epätarkkuuden tulee olla tarkkaa. ”Materiaalin identiteetti vahvistettu; luonnollinen alkuperä tuettu; lämmönkäsittelyä ei määritetty; maantieteellistä alkuperää ei testattu” on informatiivisempi kuin yleinen lausunto, että kivi on aito.
Takaisin navigointiin

Menetelmien valinta analyysikysymyksen mukaan

Laboratorio valitsee menetelmäjärjestyksen, ei laiteostosten listaa. Ensimmäisen menetelmän tulisi tuottaa eniten olennaista tietoa mahdollisimman vähäisellä riskillä kohteelle.

Kysymys Ensimmäinen edistynyt menetelmä Todennäköinen eskalaatio Syy
Mikä mineraali tai materiaali on läsnä? Rutiinigeologia, Raman XRD, FTIR, kemia Rakenne ja fysikaaliset ominaisuudet määrittävät lajin.
Onko kivi luonnollinen vai laboratoriossa kasvatettu? Mikroskopia, FTIR, PL Luminenssikuvaus, kemia, Raman-inkluusiot Alkuperä näkyy kasvupiirteissä ja vikakemiassa, ei pelkästään peruslajeissa.
Mikä aiheuttaa värin? UV-Vis-NIR, kemia PL, FTIR, polarisoidut spektrit Sähköinen absorptio tunnistaa kromoforit ja viat; kemia vahvistaa alkuaineet.
Onko kivi täytetty tai kyllästetty? Mikroskopia, FTIR Raman, fluoresenssikuvaus, XRF Vierailevat orgaaniset aineet tai lasi luovat erottuvia molekyylisiä, alkuaine- ja tilallisia signaaleja.
Onko väri diffundoitunut pinnasta? Mikroskopia, kemian kartat LA-ICP-MS syvyysprofiili, UV-Vis-NIR Pitoisuusgradientti on osoitettava tilallisesti.
Mikä on maantieteellinen alkuperä? Mikroskopia, kemia UV-Vis-NIR, FTIR, Raman inkluusiot Alkuperä on monimuuttujainen vertailu dokumentoituihin referenssipopulaatioihin.
Onko kohde kerroksellinen, taustoitettu vai rekonstruoitu? Mikroskopia, röntgenkuvaus Mikro-CT, Raman/FTIR-kartoitus Rakentaminen vaatii tilallisia ja sisäisiä todisteita.
Mitä läpinäkymättömän kohteen sisällä on? Röntgenkuvaus tai CT Raman ikkunoiden läpi, SEM paljastetuilla piirteillä Röntgensäteilyn vaimeneminen paljastaa sisäisen geometrian; koostumus voi vaatia muita menetelmiä.
Onko helmi luonnollinen vai viljelty? Röntgenkuvaus Mikro-CT, Raman/XRD, kemia Sisäinen kasvurakenne on keskeinen helmen luokittelussa.
Voidaanko inkluusio tunnistaa ilman poistoa? Konfokaalinen Raman Mikro-XRD, PL, CT Optinen pääsy ja isännän läpinäkyvyys määräävät, mikä signaali voi saavuttaa sen.

Identiteettiongelma

Aloita rakenteesta: Raman, FTIR tai XRD, vahvista sitten optisilla ominaisuuksilla ja kemialla.

Väriongelma

Aloita absorptiosta: UV-Vis-NIR, tunnista sitten väriaineet ja virhekeskukset.

Käsittelyongelma

Aloita mikroskopialla ja käsittelykohtaisella spektroskopialla, sitten kartoita kemiaa tai täyteaineen jakautumista.

Alkuperäongelma

Aloita inkluusion ja kasvun todisteista, vertaa sitten hivenainekemiaa ja spektriä dokumentoituihin populaatioihin.

Rakennusongelma

Aloita reunasta, käänteisestä, fluoresenssista ja röntgenkuvauksesta; käytä CT:tä ja molekyylikartoitusta, kun kerrokset jäävät piiloon.

Tuntematon kohde

Käytä laajaa ei-tuhoavaa seulontaa ennen mikronäytteenottoa: mikroskopia, Raman, FTIR, XRF ja kuvantaminen.

Takaisin navigointiin

Datan laatu, rajoitukset ja yleiset analyysivirheet

Suurin osa laboratoriovirheistä alkaa ennen lopullista tulkintaa: mitataan väärä paikka, geometriaa ei dokumentoida, referenssi on sopimaton, signaali on kyllästynyt, kartta on ylisegmentoitu tai tulosta laajennetaan sen soveltamisalueen ulkopuolelle.

Referenssidata määrittelee kysymysalueen

Spektri voidaan tulkita vain sopivien luonnollisten, synteettisten, käsiteltyjen ja jäljitelmäreferenssien perusteella. Puuttuvat tai huonosti dokumentoidut populaatiot aiheuttavat epävarmuutta.

Yksi piste ei välttämättä edusta kohdetta

Värivyöhykkeet, sekoitekivet, kerrokselliset kivet, täytetyt halkeamat ja komposiitit voivat muuttua millimetrien tai mikrometrien mittakaavassa. Toistomittaukset kuuluvat tulokseen.

Instrumenttien tilat eivät ole vaihdettavissa

Läpäisy, heijastus, ATR, konfokaali, polarisoitu, huoneenlämpötila- ja kryogeeniset spektrit vaativat vastaavat referenssiehdot.

Päällekkäiset signaalit ovat normaaleja

Useat ionit, virheet, faasit tai käsittelyt voivat tuottaa samanlaisia kaistoja. Dekonvoluutio ja täydentävä kemia ovat usein tarpeen.

Määritys vaatii standardeja

Visuaalisesti tarkka pitoisuustaulukko voi silti olla virheellinen, jos matriisi, kalibrointi, geometria tai sisäiset standardit eivät ole sopivia.

Kuvat vaativat segmentoinnin ja kontekstin

CT:n harmaat arvot ja fluoresenssin värit eivät ole suoria materiaalin nimiä. Kynnykset, rekonstruointi, valotus ja optiset suodattimet muokkaavat kuvaa.

Säännöt, jotka estävät liioittelun

  • Älä päättele alkuperää lajin perusteellaLuonnolliset ja laboratoriossa kasvatetut vastineet jakavat saman vaiheen.
  • Älä päättele pitoisuutta raakainteensiteetin perusteellaGeometria, tarkennus, suuntaus ja matriisi muuttavat signaalin voimakkuutta.
  • Älä päättele kokonaisuutta yhdestä pisteestäHeterogeeniset jalokivet ja komposiitit vaativat edustavan otannan.
  • Älä päättele koostumusta kuvan väristäNäyttöpaletit koodaavat mitatun intensiteetin tai luokituksen.
  • Älä päättele poissaoloa alle havaitsemisrajanHavaitsemattomuus on rajoitettu menetelmän herkkyydellä ja otantapaikalla.
  • Älä pakota lopullista alkuperääYlimenevät populaatiot ja puuttuvat viitteet oikeuttavat määrittelemättömän tuloksen.
  • Älä piilota otantaa Mikrotuhoava analyysi on oltava valtuutettu ja dokumentoitu.
  • Älä hylkää ristiriitaisia tietojaTutki seoksia, pinnoitteita, epätarkkuutta, käsittelyä ja viite-rajoituksia.
Toistettavuus on osa aitoutta. Toinen pätevä analyytikko pystyy ymmärtämään, missä mittaus tehtiin, miten laite oli asetettu, mitä viitteitä käytettiin ja miksi johtopäätös perustuu aineistoon.
Takaisin navigointiin

Jatka kristallin aitous -sarjan parissa

Laboratorioanalyysi on hyödyllisintä, kun se yhdistetään huolelliseen visuaaliseen tarkastukseen, rutiininomaisiin gemologisiin ominaisuuksiin, käsittelytietoon, vertailuun yleisiin jäljitelmiin ja luotettavaan dokumentaatioon.

Visuaalinen tutkimusKristallin aitous: visuaalinen tarkastusVärivyöhykkeet, inkluusiot, kuplat, kasvutavat, pinnan rakenne, läpäisevä valo, pinnoitteet, liitokset ja valokuvallinen todistus.Gemologiset ominaisuudetFyysiset ja optiset testitTaitekerroin, ominaispaino, polarisaatio, pleokroismi, näkyvät spektrit, fluoresenssi ja testauksen rajoitukset.Käsittelyjen havaitseminenKristallikäsittelyt: Lämpö, värjäys, täyttö ja pinnoitusMiten käsittelyt vaikuttavat, mitä vihjeitä ne jättävät, miten ne vaikuttavat hoitoon ja milloin tarvitaan laboratoriovahvistus.Valmistetut näköisversiotLasista, hartsista ja komposiittikristallin jäljitelmätKuplat, virtaviivat, muotit, polymeerit, kerroksellinen rakenne, uudelleen koostettu materiaali ja ei-tuhoava erotus.MateriaalivertailutUsein väärin esitetyt kristallitSitriini, turkoosi, malakiitti, lapis, jade, moldaviitti, meripihka, opaali, rubiini, safiiri, smaragdi ja valmistetut kauppanimet.Dokumentaatio ja alkuperäKristallin alkuperä, raportit ja eettiset väitteetPaikkatodisteet, kokoelmatiedot, laboratoriokertomukset, arvioinnit, lähdeilmoitukset ja vastuullinen epävarmuus.
Takaisin navigointiin

Usein kysytyt kysymykset

Mikä on edistyneen gemologisen testauksen tarkoitus?

Se ratkaisee kysymyksiä, joihin rutiinihavainto ja käsityökalut eivät pysty luotettavasti vastaamaan, mukaan lukien luonnollinen vs. laboratoriossa kasvatettu alkuperä, hienovarainen käsittely, jälkiainemääritys, värin syy, maantieteellinen alkuperä ja piilotettu rakenne.

Onko olemassa yhtä laitetta, joka todistaa kristallin aitouden?

Ei. Laboratoriot yhdistävät menetelmiä, koska identiteetti, alkuperä, käsittely ja rakenne tuottavat erilaisia todisteita.

Mikä on Raman-spektroskopia?

Se mittaa pienen energian muutoksia laserin valossa, joka siroutuu kiderakenteen tai molekyylivärähtelyjen vuoksi, tuottaen rakenteellisen sormenjäljen monille mineraaleille, laseille, polymeereille, pigmenteille, täyteaineille ja inkluusioille.

Voiko Raman-spektroskopia tunnistaa jokaisen mineraalin?

Useimmat jalokivimineraalit ovat Raman-aktiivisia, mutta fluoresenssi, seokset, heikot signaalit, huono optinen pääsy ja puutteelliset viitekirjastot voivat estää lopullisen tuloksen saamisen.

Voiko Raman-laser vahingoittaa jalokiveä?

Kyllä, jos absorboiva tai lämpöherkkä materiaali altistuu liialliselle teholle. Laboratoriot valitsevat aallonpituuden, fokuksen, altistuksen ja tehon varovaisesti ja seuraavat näytettä.

Todistaako Raman luonnollisen alkuperän?

Yleensä ei yksinään. Luonnolliset ja synteettiset vastineet jakavat usein saman Raman-sormenjäljen, koska ne ovat sama mineraalilaji. Inkluusiot tai kasvun ominaisuudet, jotka Raman tunnistaa, voivat antaa alkuperän näyttöä.

Mikä on ero Ramanin ja XRD:n välillä?

Molemmat tunnistavat rakenteen. Raman mittaa värähtelysirontaa ja voi analysoida kiteisiä tai molekyylimateriaaleja paikallisesti; XRD mittaa järjestäytyneen kiderakenteen diffraktiota ja on erityisen tehokas faasiseosten ja rakenteen varmistuksessa.

Mikä on FTIR-spektroskopia?

FTIR mittaa atomien ja molekyylien värähtelyistä johtuvaa infrapunasäteilyn absorptiota. Se on erityisen herkkä hydroksyylille, vedelle, polymeereille, öljyille, vahalle, hartseille ja valikoiduille kiderakenteen vioille.

Voiko FTIR havaita hartsin jadeissa tai smaragdissa?

Usein kyllä, kun polymeeri tuottaa tyypillisiä infrapunasäteitä ja mittaus ulottuu käsiteltyyn alueeseen. Pinnan vaha, öljy, liima ja mittausgeometria on erotettava huolellisesti.

Voiko FTIR todistaa, että safiiri ei ole kuumennettu?

FTIR voi antaa vahvaa lämpöön liittyvää näyttöä valikoiduissa korundeissa, mutta johtopäätös riippuu kivestä, sen vikakemiasta, inkluusioista ja täydentävistä havainnoista. Joissakin tapauksissa tulos jää epävarmaksi.

Mikä on UV-Vis-NIR-spektroskopia?

Se tallentaa aallonpituusvalikoivaa absorptiota ultraviolettivalosta näkyvän ja lähi-infrapunaiseen valoon, auttaen tunnistamaan värin tuottavia ioneja, varsiensiirtoa, vikoja sekä valittuja väriaineita tai käsittelyjä.

Miksi käytetään polarisoituja spektriä?

Anisotrooppiset kiteet absorboivat eri tavoin eri suuntiin. Polarisaatio erottaa nämä suuntakohtaiset vasteet ja estää diagnostisten kaistojen keskiarvoistumisen.

Voiko UV-Vis-NIR määrittää värin alkuperän yksinään?

Joskus se antaa ratkaisevaa näyttöä, mutta kemia, FTIR, fotoluminesenssi, mikroskopia tai käsittelyhistoria ovat usein tarpeen.

Mikä on XRF?

Röntgenfluoresenssi mittaa alkuaineiden lähettämiä ominaisröntgensäteitä röntgensäteen kiihdytyksen jälkeen, tarjoten nopean alkuaineanalyysin ilman materiaalin poistamista.

Voiko XRF havaita litiumia tai berylliumia?

Useimmat jalokivilaboratorioiden XRF-järjestelmät kamppailevat hyvin kevyiden alkuaineiden, kuten litiumin ja berylliumin, kanssa. LA-ICP-MS, LIBS tai muut erikoismenetelmät voivat olla tarpeen.

Analysoiko XRF koko kiven?

Ei välttämättä. Tulos painottuu valaistuun pintaan ja röntgensäteen vuorovaikutusalueeseen, joten pinnoitteet, asetukset, sulkeumat ja heterogeeniset vyöhykkeet voivat vaikuttaa siihen.

Mikä on LA-ICP-MS?

Se käyttää laseria poistamaan mikroskooppisen määrän materiaalia, ionisoi sen plasmassa ja mittaa alkuainepitoisuudet massaspektrometrillä.

Jättääkö LA-ICP-MS jäljen?

Kyllä. Se luo mikroskooppisen ablaatiokuopan, joka yleensä sijoitetaan huomaamattomaan kohtaan, kuten kehäalueelle, kun testataan hiottua jalokiveä. Sijainti ja lupa tulisi dokumentoida.

Miksi käyttää LA-ICP-MS:ää XRF:n sijaan?

Se havaitsee laajemman valikoiman alkuaineita alhaisemmissa pitoisuuksissa ja korkealla spatiaaliresoluutiolla, mikä tekee siitä arvokkaan alkuperätutkimuksessa ja kevyiden alkuaineiden diffuusiokäsittelyissä.

Mikä on LIBS?

Laserilla indusoitu hajoamisspektroskopia mittaa pienen laserilla tuotetun plasman lähettämää valoa. Se on nopea ja hyödyllinen valikoitujen kevyiden alkuaineiden analyysiin, mutta kvantitatiivinen tulkinta on vaikeampaa kuin LA-ICP-MS:llä.

Mikä on röntgendiffraktio?

XRD mittaa röntgensäteiden rakentavaa interferenssiä järjestäytyneistä atomitasoista, tuottaen faasikohtaisen kuvion kiteisille materiaaleille.

Voiko XRD tunnistaa lasin tai hartsin?

Amorfinen lasi ja hartsi eivät tuota teräviä kiteisiä diffraktiopiikkejä, vaikka XRD voi tunnistaa kiteisiä täyteaineita tai faaseja niissä. Raman- ja FTIR-menetelmät ovat yleensä informatiivisempia amorfiselle komponentille.

Vaatiiko XRD kiven jauhamista?

Jauhe-XRD vaatii usein pienen näytteen, mutta yksikiteinen, mikro-XRD tai erikoistuneet geometriset mittaukset voivat analysoida saatavilla olevaa materiaalia ilman jauhamista. Soveltuvuus riippuu kohteesta ja kysymyksestä.

Mikä on fotoluminesenssispektroskopia?

Se mittaa epäpuhtauksien ja vikojen aiheuttamaa valoa kiihdytyksen jälkeen. Emissiokuvio voi paljastaa kasvun alkuperän, säteilytyksen, lämpökäsittelyn, värikeskukset ja käsittelyt.

Miksi jotkut fotoluminesenssispektrit kerätään kylminä?

Matala lämpötila kaventaa vikaantumiseen liittyviä huippuja ja paljastaa ominaisuuksia, jotka ovat leveitä, heikkoja tai piilossa huoneenlämmössä.

Mikä on DiamondView-kuvaus?

Se on lyhytaaltoista ultraviolettifluoresenssikuvausta, jota käytetään erityisesti timanteissa. Kasvuun liittyvät fluoresenssikuviot auttavat erottamaan monet luonnolliset ja laboratoriossa kasvatetut kivet sekä paljastamaan valikoituja käsittelyjä tai täyteaineita.

Mikä on katodoluminesenssi?

Elektronisäde kiihdyttää luminesenssia, tuottaen korkean resoluution kuvia kasvuvyöhykkeistä, vioista, suonista ja koostumusvaihteluista.

Voiko fluoresenssiväri yksinään tunnistaa jalokiven?

Ei. Fluoresenssi on vertailevaa näyttöä, johon vaikuttavat epäpuhtaudet, viat, viritys­aallonpituus, suodattimet, altistus ja käsittely.

Mihin röntgenkuvausta käytetään?

Se tarjoaa kaksiulotteisen sisäisen projektioin ja on erityisen tärkeä helmien luokittelussa, kerrostuneissa esineissä, piilotetuissa helmissä, onteloissa ja tiheyskontrasteissa.

Mitä mikro-TT lisää?

Mikro-TT rekonstruoi virtuaalisia viipaleita ja kolmiulotteisen sisäisen tilavuuden, erottaen rakenteet, jotka päällekkäin tavallisissa röntgenkuvissa.

Voiko TT tunnistaa jokaisen sisäisen piirteen kemian?

Ei. TT kartoittaa pääasiassa röntgensäteilyn vaimenemista. Samankaltaisen tiheyden ja koostumuksen materiaalit voivat näyttää samanlaisilta ja vaativat tunnistukseen Raman-, FTIR- tai kemiallisen analyysin.

Voidaanko kiinnitettyjä jalokiviä analysoida?

Usein kyllä, mutta metalli, tausta, liima, rajoitetut tasot ja vaikeasti saavutettavat pinnat vähentävät käytettävissä olevia menetelmiä ja voivat estää täydelliset johtopäätökset.

Voiko laboratorio testata karkeita kristalleja ja mineraalinäytteitä?

Kyllä. Karkeat pinnat ja sekoittunut matriisi vaativat useita pisteitä, mikroskopiaa, Ramania, XRD:tä, kemiaa tai kuvantamista, eivät pelkkää oletusta yhden kristallipinnan perusteella.

Mikä on SEM-EDS?

Rasterelektronimikroskopia kuvaa mikrorakennetta elektronisäteellä, kun taas energiahajottava röntgenspektroskopia antaa paikallista alkuaineinformaatiota. Pinnan saavutettavuus ja tyhjiöyhteensopivuus ovat tärkeitä.

Mitä tarkoittaa "ei-tuhoava"?

Se tarkoittaa, että menetelmän tarkoituksena ei ole poistaa materiaalia tai näkyvästi muuttaa kohdetta oikeissa käyttöolosuhteissa. Kosketus, säteilyannos, laserlämpö ja herkät pinnat vaativat silti hallittua käsittelyä.

Mitä tarkoittaa "mikrotuhoava"?

Erittäin pieni määrä materiaalia poistetaan tai muokataan, kuten laserablaatiossa, LIBSissä, SIMSissä, jauhenäytteenotossa tai kiillotetun osan valmistuksessa.

Mikä on havaitsemisraja?

Se on pienin signaali tai pitoisuus, joka voidaan luotettavasti erottaa taustasta määritellyissä olosuhteissa. Se vaihtelee alkuaineen, matriisin, instrumentin ja menetelmän mukaan.

Miksi standardit ja tyhjät näytteet ovat tarpeellisia?

Standardit määrittävät mittakaavan ja tarkkuuden; tyhjät näytteet paljastavat saastumisen ja taustan; toistomittaukset arvioivat tarkkuutta ja vakautta.

Miksi kaksi laboratoriota saattaa raportoida eri tuloksia?

Ne voivat käyttää erilaisia menetelmiä, vertailuväestöjä, raporttialueita, hankintaolosuhteita, kynnysarvoja tai tulkintoja. Kivi voi myös olla heterogeeninen tai rajatapauksessa.

Voiko laboratorio määrittää kristallin tarkan kaivoksen?

Vain valituille materiaaleille, joilla on vahvat vertailutiedot, ja yleensä maantieteellisen alkuperän arviona eikä varmuutena. Monia mineraaleja ei voi analyyttisesti liittää yhteen kaivokseen.

Voiko laboratoriotestaus määrittää geologisen iän?

Useimmat jalokiviraportit eivät määritä kiven ikää. Radiometriset tai isotooppimenetelmät voivat ajoittaa valittuja mineraaleja tai geologisia tapahtumia tutkimusympäristöissä, mutta tämä on erillinen erikoiskysymys.

Mitä tarkoittaa "ei merkkejä käsittelystä"?

Ei raportoituja käsittelytodisteita havaittu käytetyillä menetelmillä ja kriteereillä. Se ei takaa, että kaikki mahdolliset historialliset prosessit on suljettu pois.

Voiko laboratoriotulos olla epäselvä?

Kyllä. Limittäiset luonnolliset populaatiot, rajoitettu pääsy, sekoitetut materiaalit, heikot signaalit ja tuntemattomat käsittelyt voivat oikeuttaa ratkaisemattomaan johtopäätökseen.

Sisältääkö laboratoriotunnistus rahallisen arvon?

Ei välttämättä. Tunnistusraportit ja arvioinnit vastaavat eri kysymyksiin ja ne voivat olla eri asiantuntijoiden laatimia.

Mitä laboratoriotoimituksen tulisi sisältää?

Toimita kohde, aiemmat raportit, tunnettu käsittely- tai korjaushistoria, paikallisuusvaatimukset, ostodokumentaatio ja näytteenoton tai irrottamisen lupa-alueet.

Pitäisikö kuluttajan tehdä nämä testit kotona?

Edistynyt spektroskopia, röntgen, laserit, elektronisäteet ja mikronäytteenotto vaativat koulutettuja käyttäjiä, kalibroitua laitteistoa, valvottuja turvajärjestelmiä ja viitetietoja.

Mikä laboratoriomenetelmä on paras?

Paras menetelmä on se, joka mittaa ratkaisemattomaan kysymykseen liittyvän signaalin säilyttäen kohteen ja tuottaen tulkittavia tietoja.

Mikä on vahvin yleinen sääntö?

Määrittele vaatimus, dokumentoi kohde, aloita rutiini- ja ei-tuhoavilla testeillä, mittaa edustavat alueet, yhdistä itsenäiset todisteet ja raportoi epävarmuus selkeästi.

Takaisin navigointiin

Lopullinen näkökulma

Edistynyt gemmologinen analyysi on fyysisten signaalien välinen keskustelu. Raman- ja XRD-menetelmät kuvaavat rakennetta. FTIR tallentaa sidosten värähtelyt, veden, hydroksyyli-, polymeerit ja valitut virheet. UV-Vis-NIR selittää selektiivisen absorptio ja värin. XRF ja LA-ICP-MS kuvaavat alkuainekemiaa eri herkkyys- ja näytteenottoskaaloilla. Fotoluminesenssi ja kuvantaminen paljastavat virhe- ja kasvurakenteen. Röntgenkuvaus ja tietokonetomografia säilyttävät sisäisen geometrian kahdessa ja kolmessa ulottuvuudessa.

Yksikään näistä signaaleista ei tulkitse itse itseään. Näyte on dokumentoitava, suunnattava, mitattava edustavilla alueilla, verrattava sopiviin standardeihin ja ymmärrettävä kokonaisen kohteen yhteydessä. Pinnan pinnoite, kiinnitys, matriisi, täyteaineet, inkluusiot, käsittely ja kerroksellinen rakenne voivat kaikki aiheuttaa sen, että yksi mittaus kuvaa vain osaa näytteestä.

Vahvin laboratoriopäätelmä on suhteessa todisteisiin. Se tunnistaa materiaalin, erottaa luonnollisen ja laboratoriossa kasvatetun alkuperän mahdollisuuksien mukaan, raportoi käsittelyn ja rakenteen tarkasti, käsittelee maantieteellisen alkuperän dokumentoituna vertailu- ja mielipiteenä ja ilmoittaa, kun värin syy tai käsittelyhistoria jää ratkaisematta.

Laboratoriotestaus ei siis korvaa havainnointia. Se on kurinalaisen havainnoinnin laajennus aallonpituuksiin, alkuaineisiin, kiderakenteisiin, virheisiin ja sisäisiin tilavuuksiin, joihin silmä ei pääse suoraan käsiksi.

Palaa laboratoriotyöskentelyynVertaa menetelmiä
Takaisin blogiin