การระบุอัญมณีด้วยสเปกโทรสโกปีอินฟราเรด

เป้าหมายการตรวจจับ

การระบุชนิดของอัญมณี

ภาพรวม

การระบุอัญมณีแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่อาศัยความเชี่ยวชาญของผู้ประเมินราคาและใช้วิธีการทดสอบแบบไม่ทำลาย เช่น แว่นขยาย กล้องจุลทัศน์ เครื่องวัดดัชนีหักเห และเครื่องชั่งไฮโดรสแตติก แต่ด้วยการใช้งานเครื่องสเปกโทรเมตรอินฟราเรดที่เพิ่มมากขึ้นและการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีการประมวลผลข้อมูลด้วยคอมพิวเตอร์ สเปกโทรสโกปีอินฟราเรดจึงมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในการแก้ไขปัญหาในการทดสอบและการระบุอัญมณี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการแก้ปัญหาที่เครื่องมือแบบดั้งเดิมไม่สามารถวิเคราะห์ได้และมักหลีกเลี่ยง ส่งผลให้เครื่องสเปกโทรเมตรอินฟราเรดค่อยๆ กลายเป็นเครื่องมือที่ไม่ทำลายที่มีประสิทธิภาพสำหรับการวิจัยและการทดสอบอัญมณี

หลักการ

วิธีการทดสอบด้วยสเปกโทรสโกปีอินฟราเรดโดยทั่วไปแบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ สเปกโทรสโกปีอินฟราเรดแบบส่งผ่าน และสเปกโทรสโกปีอินฟราเรดแบบสะท้อน

1. วิธีการส่งผ่านแสงอินฟราเรดเป็นที่ยอมรับและใช้กันอย่างแพร่หลายในห้องปฏิบัติการด้านอัญมณีวิทยา อย่างไรก็ตาม ตัวอย่างอัญมณีมักมีความหนาและดูดซับแสงอินฟราเรดอย่างมาก ทำให้ตรวจจับได้เพียงบางส่วนของช่วงอินฟราเรดกลาง (สูงกว่า 4000–2000 ซม.⁻¹) และช่วงอินฟราเรดใกล้เท่านั้น วิธีนี้สามารถตรวจจับการสั่นสะเทือนพื้นฐาน การสั่นสะเทือนแบบผสม และการสั่นสะเทือนแบบโอเวอร์โทนของหมู่ฟังก์ชัน เช่น โอ้, เอ็นเอช และ ซีเอช ได้ ตัวอย่างเช่น การตรวจจับสารเติมแต่งอินทรีย์ในหยกเจไดต์ที่ผ่านการบำบัด หรือโมเลกุลน้ำในอเมทิสต์สังเคราะห์ อย่างไรก็ตาม ที่ความถี่ต่ำกว่า 2000 ซม.⁻¹ แสงอินฟราเรดจะถูกดูดซับเกือบทั้งหมด ทำให้ยากที่จะได้ข้อมูลสเปกตรัมที่มีประโยชน์ ส่งผลให้คุณลักษณะทางสเปกตรัมที่ได้จากสเปกโทรสโกปีอินฟราเรดแบบส่งผ่านแสงมักไม่สามารถแสดงโครงสร้างผลึกหรือโมเลกุลของตัวอย่างอัญมณีได้ ทำให้ได้ข้อมูลโครงสร้างที่จำกัด และจำกัดการประยุกต์ใช้สเปกโทรสโกปีอินฟราเรดในด้านอัญมณีวิทยาต่อไป

2. สเปกโทรสโกปีแบบสะท้อนแสง ซึ่งเก็บข้อมูลสเปกตรัมจากแสงสะท้อน เป็นสาขาสำคัญของสเปกโทรสโกปีอินฟราเรด และได้รับความสนใจเพิ่มมากขึ้นในการทดสอบและวิจัยอัญมณี ขึ้นอยู่กับชนิดของแสงสะท้อนที่ใช้ สเปกโทรสโกปีแบบสะท้อนแสงแบบกระจาย (ดร.) จะใกล้เคียงกับสเปกโทรสโกปีแบบดูดกลืนแสงโดยอาศัยการส่งผ่านแสงมากที่สุด และโดยทั่วไปจะมีประสิทธิภาพสำหรับตัวอย่างที่เป็นผงหรือไม่ได้ขัดเงา อย่างไรก็ตาม สัญญาณการสะท้อนแสงแบบกระจายนั้นอ่อนและเก็บรวบรวมได้ยาก ต้องใช้อุปกรณ์ที่ซับซ้อนกว่า ในทางตรงกันข้าม สเปกโทรสโกปีอินฟราเรดแบบสะท้อนแสงแบบสเปคคูลาร์นั้นง่ายที่สุดในการใช้งาน และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทดสอบตัวอย่างอัญมณี ทำให้เป็นเทคนิคที่แนะนำอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานทางด้านอัญมณีวิทยา

อุปกรณ์

เครื่องสเปกโทรเมตร เอชเคแอล-FTIR สำหรับทดสอบเครื่องประดับ

การกำหนดค่า

โซลูชัน 

1. การสมัคร:เหมาะสำหรับการระบุองค์ประกอบของอัญมณี การแยกแยะระหว่างอัญมณีธรรมชาติและอัญมณีสังเคราะห์ และการตรวจจับอัญมณีที่ผ่านการดัดแปลงทางเคมี 

2. เงื่อนไขการทดสอบ 

3. ขั้นตอนการทดสอบ 

1) นำที่ยึดตัวอย่างออกจากช่องใส่ตัวอย่างแล้ววางไว้ด้านข้าง 

2) ติดตั้งและยึดอุปกรณ์สำหรับอัญมณีลงในช่องใส่ตัวอย่างให้แน่น 

3) เลือกช่องเปิดที่เหมาะสมและวางลงบนฐานของอุปกรณ์ประดับอัญมณี 

4) วางกระจกสะท้อนแสงสูงคว่ำลงบนช่องเปิด 

5) วัดสเปกตรัมพื้นหลังของอากาศ 

6) ถอดกระจกสะท้อนแสงสูงออก 

7) วางตัวอย่างอัญมณีลงบนช่องเปิด 

8) วัดสเปกตรัมอินฟราเรดของตัวอย่างอัญมณี