一、肉眼观察及放大镜等辅助工具的应用
根据宝玉石的外部特征作肉眼观察是最基本的、最简单的往往也是最重要的。有的行家用肉眼观察就可作出判断;但由于当前处理技术的复杂性,大部分必须在肉眼观察的基础上再进一步指导作分析测试,以取得数据为准。
每检测一个宝石或一块玉石,开始总是要观察其形态及一些直观上的特征,如光泽、颜色、解理、断口及其他一切所能见到的外部特征。观察这些内容往往就要用放大镜来配合,再进一步观察宝玉石的内部特征。除需要借助于放大镜之外,有的还要用宝石显微镜。
外部特征的检查,还要看有无细小的破裂纹、裂缝,表面是否光滑,有无缺陷等。此外也可为估测宝石硬度提供信息,有的可直接测试硬度;有一些宝石及玉石、贵重饰品则不能直接做硬度测试,只能从宝石表面特征中看到宝石的棱、边、角、尖磨钝变圆的程度,变圆者说明硬度较小,或说明该材料曾经过热处理,因为经过热处理的宝玉石趋向于脆性增大,易受磨损使棱、边、角、尖变钝。
另外还要注意有无有色或无色涂层、有无裂隙孔洞充填,是否属优化处理的宝玉石。
观察表面特征也要注意是否为仿制品、雕刻品或浇铸的玻璃或塑料制品。一些浇铸制品往往具有极平滑的刻面、钝而圆滑的交棱,无刀痕、凹面、扭曲或其他铸模痕迹;有的出现凸出的接合脊面,这是两个面合成的残留物;也有的出现破了气泡的半圆形空洞等等。
以上这些现象也都需借助于放大镜或显微镜观察才最清楚。在这些放大检查的基础上,需进一步进行必要的仪器分析测试。
(一)放大镜
放大镜是日常生活中人们很熟悉的用品,种类也很多,根据不同的用途有不同的样式,最常见的有手柄放大镜、折叠式放大镜、头盔放大镜、筒式放大镜、台式放大镜等。但常用于观测宝石的则是一种能曲折的小型放大镜(图4-1-1)。这种放大镜一般能放大10倍(10×)、20倍(20×)、30倍(30×)不等,根据其放大效果以Hastings三合镜观察宝石为较好,它可以消除球面差,如图4-1-2所示。
图4-1-1 几种不同的放大镜
图4-1-2 放大镜的结构
Hastings三合镜由3个部分组成,两个玻璃凹凸镜粘结到一个冠状的双凸镜上,这样可使三合镜有了平直的视域,基本上消除了线性失真(球面失真)和彩色边缘效应(色像差)。5×、10×和20×放大倍数的Hastings三合镜放大效果极佳,图像清晰。但在使用时放大倍数越大,放大镜就应该距离宝石或玉石越近,这给照明带来不便。随着放大倍数的加大,视域和景深(能同时聚集的区域)也随之变小。最常用的还是10×放大镜,世界上皆以用10×放大镜为标准的仪器观察钻石的净度和切工。用10×放大镜一般距离眼睛在2.5cm左右,随每人视力不同而异。照明用侧光,使用时要注意首先将待测的宝石或玉石擦拭干净,也要将放大镜擦干净,一只眼靠近放大镜观察,但要两只眼都睁开,切忌一只眼看,另一只眼用力紧闭,这样既不美观也易于使眼睛疲劳。
这种放大镜体积小、携带方便、观察放大效果好,工作时应与小型照明器配合使用,但终究还是不及宝石显微镜更为有效。
在肉眼观察及应用放大镜的同时,还需要利用下列辅助工具。
(二)聚光电筒
如图4-1-3所示,聚光电筒有足够的亮光,可以清楚地在放大镜下观察宝石表面特征。另外也可以使电筒置于宝石的背后,通过透光看宝石的某些内部特征,如包体、杂质及瑕疵等。
图4-1-3 常用的聚光电筒
(三)镊子
因是用镊子夹住宝石,所以镊子又称石夹,如图4-1-4所示。如果是看一标准圆钻形的宝石或钻石,可先将宝石或钻石的台面朝下,用镊子钳住宝石的腰部,手腕可自由旋转,在放大镜下多方向观察宝石,这可避免手拿对宝石或钻石的污染。
图4-1-4 几种不同的镊子(石夹)
(四)照明器
观测宝石照明是很重要的,除聚光电筒之外往往用比较固定的钻石灯、冷光源、光纤灯、宝石灯、钻石分级灯、紫外灯、质检灯等一些不同类型的照明灯,如图4-1-5所示。
图4-1-5 几种不同的照明设施
这些灯的共同特点是:亮度大而较适中,光线柔无颜色干扰,而且色温合适。以有曲臂可转动方向、可调节焦距、可任意弯曲最为方便。观察钻石必须要使用专门的钻石灯,市场上还有钻石分级灯。钻石分级灯的叫法显然是不恰当的,它不能完全显示4C标准,但它是模拟日光、均匀稳定的冷光源,适合观察钻石或有色宝石。它有半透明、高度任意可调的置物盘,以减少钻石与有色宝石来自不同刻面的反射光,有的还配备有适合观察钻石荧光的长短波紫外灯。
(五)宝石鉴定箱
可以把它看做是一个可移动、携带方便的小型宝玉石实验室。在这个小箱中有几个必需的鉴定仪器,一般来说小型的鉴定箱配有放大镜(10×)、二色镜、滤色镜、手持式分光镜、小偏光镜、聚光手电、镊子等。但也有比较大型的鉴定箱,除配备有上述小仪器及小工具之外,还配备有宝石显微镜、偏光镜(附干涉透视镜)、折射仪、分光光度计、长短波紫外光灯、日光型冷光源和亮度可调的光纤灯,也有的带有热导仪和莫桑石仪等。
不同厂家生产有不同大小、不同内容的鉴定箱,可根据需要选择。一个比较大型的珠宝鉴定箱应配备的常用仪器如图4-1-6所示。
图4-1-6 珠宝鉴定箱及应包括的简易设备
(六)宝玉石观察研究实验室的其他有关用品
根据需要常设置有称重量、测量大小的仪器、试剂和一些清洁用品。
1.称重
主要是各种天平和克拉秤。常用的如各种电子天平称量范围精度有200g/0.01g到5 000g/0.01g不等,常用的克拉秤高精度的称量范围为250ct精度到0.01ct或250ct精度到0.005ct不等,如图4-1-7(a)、图4-1-7(b)和图4-1-7(c)所示。
图4-1-7 几种常见的天平
2.测量大小
测量大小的通常有卡尺、钻石卡尺(测量范围为0~20mm)、宝石卡尺、电子数显卡尺(0~150mm)、珍珠卡尺(测量范围为0~25mm)、钻石、宝石测量仪表卡尺(0~10mm)等,如图4-1-8所示。
图4-1-8 几种常用的卡尺
3.试剂
试剂通常有酒精、丙酮、二甲苯、三氯甲烷等有机溶剂及盐、盐酸、硫酸、硝酸等酸类和试纸等。
4.清洁用品
清洁用品通常有超声波清洗机、中性清洗液、鹿皮、宝石擦拭用品等,如图4-1-9所示。
此外,除常用的电脑、打印机、复印机等之外,还有专业的相机及相机接口(与显微镜连接作镜下照相之用)、钻石需用的比色石(多为合成立方氧化锆代用钻石比色石,如图4-1-10所示)、分盘石、石铲等。
鉴定室、实验室可配备的物品还可以有很多,皆须根据需要及条件而设置。
图4-1-9 超声波清洗机
图4-1-10 合成立方氧化锆代用钻石比色石
二、宝石显微镜的应用
不同厂家生产的宝石显微镜,不同的型号有不同的特点。但是都大同小异,一般最常用的是双筒的宝石显微镜,它的优点是有不同的放大倍数,视域广阔,最适合于宝石工作者应用。主要组成为通过两个独立的光学筒道,在筒道的目镜前方有与之匹配的物镜和棱镜,以重现宝石的影像,使所观测的宝石更有立体感、双目观测更舒适。显微镜的放大倍数等于物镜倍数和目镜倍数的乘积。往往是几个物镜装在一个可转动的盘上,根据需要可随时改变。观察宝石一般放大10×、20×、30×、45×或更大皆可。几种不同款式的宝石显微镜,如图4-1-11所示。
图4-1-11 几种常用的宝石显微镜
有多种功能的宝石显微镜可提供几种照明技术,同时提供了暗场照明和亮场照明(即透射光)。某些照明器装有高强度的钨丝灯,带有变阻开关,可控制光源距离,光源之上安有锁光圈,控制从下方进入的光量,可根据个人的视力调节目镜。有的具有顶部荧光光源、可调整的目镜、固定可旋转的底座和宝石夹。这种宝石显微镜配合偏光器,既可检测二色性和代替偏光镜测试光性,也同其他显微镜一样具有主体臂、装有粗调和微调螺旋及倾斜螺钮、载物台等,使用非常方便。
宝石显微镜最宜于放大检查宝石的外部特征(包括宝石表面的刻痕、蚀像、破损、气泡等)和内部特征(包括包体的种类、形态、数量、双晶、生长纹、颜色变化等),检查拼合石,观察多色性、双折射率大的宝石后刻面棱的重影,测定宝石近似折射率(近似值)和测量宝石大小、刻面间的夹角及干涉图等。如果除去目镜,换上照相机就可以进行显微照相,所以它是宝石工作者不可缺少的“助手”。
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