Драгоценные камни. Технические средства диагностики драгоценных камней

Идентифицировать  драгоценные камни можно по твердости.

 Твердость камня – это сопротивление, которое оказывает его поверхность при попытке поцарапать его другим камнем или иным предметом

 Твердость  для драгоценных камней является  весьма важным свойством, так  как в ювелирных изделиях они  не должны изнашиваться.  Различают  твердость при шлифовке, при давлении  и при царапанье. Применительно  к драгоценным камням представляет  интерес, как правило, твердость при царапанье, оцениваемая по шкале Мооса и характеризующая сопротивление, которое оказывают царапанью соответствующие минералы. Речь здесь идет об оценке относительной твердости, для чего Моос составил шкалу из десяти эталонных материалов:

Тальк Гипс Кальцит Флюорит Апатит

Ортоклаз Кварц Топаз Корунд 10.Алмаз

 

Эти минералы-эталоны  охватывают практически весь наблюдаемый  диапазон изменения твердости, однако различие в твердости между эталонами 9 и 10 больше, чем между эталонами 1 и 9. Поскольку определяются относительные данные, то, если значения твердости оказываются промежуточными между двумя соседними эталонами, десятичными знаками не пользуются, а просто говорят, что твердость минерала 7,5 или 8,5 и т.д.

Испытание на твердость  вполне подходит для того, чтобы отличить кварц и  более твердые драгоценные  камни от их стеклянных имитаций, поскольку последние легко поддаются действию напильника.

Удельный  вес камня – это характеристика, находящаяся для каждой разновидности в узком постоянном интервале и поэтому очень полезна для идентификации камней.  Удельный вес можно установить вне зависимости от формы камня, его цвета прозрачности,   но при этом камень должен быть вынут из оправы.

Методы определения  удельного веса делятся на два  вида:

• основанные на подборе жидкости такой же или почти такой же плотности как и камень;
• основанные на взвешивании, для чего требуются точные весы.

Если плотность  жидкости будет равна  плотности  камня, и мы будем знать плотность  жидкости, то легко определим удельный вес камня определим.

Для определения  удельного веса драгоценных камней существуют специальные таблицы.

Для определения  плотности жидкости существуют разные приборы и методы, например весы Вестфаля. Но нужно помнить, что плотность  жидкости зависит от температуры. Поэтому лучше измерять не плотность жидкости, а показатель преломления, легко определяемый с помощью рефлектометра.

Еще один способ проверки плотности жидкости связан с использованием специального инструмента  ареометра, принцип работы которого основан на том, что уровень до которого погружается в жидкость легкое тело, прямо зависит от плотности этой жидкости.

Еще более удобная  разновидность метода – получить диффузный столб жидкости, в котором  плотность последовательно возрастает с глубиной.  Если исследуемый камень плавает в таком столбе на некотором уровне между двумя кусочками минералов с известным удельным весом, то удельный вес камня можно найти путем элементарной интерполяции.

Драгоценные камни  можно идентифицировать методом гидростатического взвешивания. Камень, удельный вес которого требуется определить взвешивается  сначала на воздухе, а затем его погружают в воду и взвешивают в воде.  Разность составляет вес воды, вытесненной камнем и имеющей такой же объем, как и камень.  Удельный вес камня определяют по специальной формуле.

Существует  несколько методов идентификации  драгоценных камней по показателю преломления.   

Чаще всего  применяется метод основанный на очень простой зависимости между  отношением показателей преломления  двух контактирующих сред и углом полного внутреннего отражения. Однако использование этого метода ограничено тем диапазоном, который определен показателем преломления постоянной среды. Соответствующие инструменты называются рефрактометрами.

Некоторые конструкции  рефрактометров позволяют непосредственно считывать значения показателей преломления.  В других конструкциях рефрактометров измеряется угол полного внутреннего отражения, а величина соответствующего показателя преломления определяется расчетом или графически с помощью номограммы.

Оптические  явления, характерные для многих драгоценных камней, осложняются  свойством этих камней расщеплять луч  света на два луча, имеющие в  общем случае различные характеристики. 

Многие кристаллические  материалы являются двулучепреломляющими, но из всех распространенных материалов, только в кальците это явление настолько ярко выражено, что его можно видеть невооруженным глазом. Кажущееся расстояние между двумя изображениями, создаваемыми вырезанной или выколотой в любом направлении пластинкой, зависит от ее толщины.

Два луча, на которые  двулучепреломляющий камень расщепляет падающий луч света, часто поглощаются  этим камнем по разному, вследствие чего на  выходе из камня они имеют  разный цвет – такое явление называют дихроизмом.

В тех случаях, когда различие между цветами  не столь очевидно, необходимо использовать прибор, называемый дихроскопом, в котором оба луча располагаются рядом друг с другом и их можно сравнить непосредственно.

Для определения  камней необходимо отмечать точные оттенки сопряженных цветов, так как они зависят от природного цвета камня и, следовательно, непостоянны даже для камней одного и того же вида. Важно указать,  имеются ли какие либо изменения  цвета, и если такие изменения есть, то насколько они велики.  Дихроизма нет в бесцветных камнях. Это свойство всегда проявляется тем лучше, чем сильнее природная окраска камня.

Излучение света, проходящего через окрашенный камень, имеет большое значение. Система  зрения человека не способна анализировать  цвет, и для разложения проходящего луча на составные части используют прибор прямого видения «спектроскоп».

В приборах, где  используется дифракционная решетка, интервалы в образующемся спектре, соответствующие одинаковым разностям  длин волн, одинаковы.

Если с помощью  этого прибора изучать обычный белый свет, то щель спектроскопа будет выглядеть как широкая лента, похожая по виду на поперечное сечение радуги, которая тоже образуется в результате дифракции света. 

Способность поглощать  свет всех окрашенных двупреломляющих веществ в той или иной мере меняется в зависимости от направления, по которому идет свет.  Чтобы получить достаточно ясный  спектр поглощения, требуется хорошее освещение исследуемого камня.  Подходящий способ – положить камень на столик микроскопа и сфокусировать на нем свет от источника с помощью расположенного под этим столиком конденсора.

Если исследовать  свет, прошедший через окрашенный камень, с помощью спектроскопа,  можно увидеть, что спектр пересечен  вертикальными темными полосами с размытыми краями либо узкими, резкими.

За последние  годы спектры поглощения драгоценных  камней привлекали к себе все больше внимания, так как они имеют  важное значение для идентификации  драгоценных камней.  Спектр поглощения  циркона был изучен раньше, поэтому  он заметно выделяется этой особенностью. Затем были изучены спектры поглощения, которые были связаны с присутствием хрома, железа, спектры поглощения синтетических и поддельных камней.  

 

 

4. Приборы  идентификации драгоценных камней.

 

Детектор бриллиантов  «DIAMOND DETECTOR». Этот портативный прибор предназначен для экспресс-идентификации алмазов и бриллиантов и позволяет отличить их от имитаций и других драгоценных камней. 

Принцип работы прибора основан на измерении  теплопроводности камня в контролируемой точке. Результатом тестирования является соответствующая светодиодная индикация:

 

Индикация результатов  измерения
Светодиодная:	«Алмаз (бриллиант)»
	«подделка»
	«касание оправы»

 

   Прибор снабжен тремя специальными встроенными держателями для удобства работы с камнями без оправы и двумя образцами для калибровки.  Прибор отличается оригинальным дизайном, надежен и удобен в эксплуатации.

Тестер алмазов  портативный «DIAMOND DETECTIVE» является продукцией производственно-технического назначения и предназначен для идентификации алмазов. Работа тестера основана на теплопроводности и проводимости, получаемого датчиком с замкнутого контура: камень – щуп – датчик – корпус тестера – тело человека – металл (подложка) – камень.  Сигнал усиливается,  преобразуется в дискретную форму, распознается пороговым элементом. При попадании сигнала в установленный на заводе эталонный диапазон бриллианта или подделки, а также при касании металла срабатывает соответствующая светозвуковая сигнализация.

Тестер полностью  автономен, надежен и легок в управлении. Работа с тестером настолько проста, что сводится  лишь к включению питания и касанию камня. Необходимо обеспечить контакт одной руки с камнем, а другой с металлической пластиной корпуса. Тест можно проводить только когда загорится индикатор готовности.   

Прибор для  определения подлинности драгоценных  камней «PRESIDIUM PGT/CSE». Прибор является вспомогательным средством  для идентификации алмаза или его поделок.  Он основан на том, что алмаз проводит тепло лучше других минералов и никакое другое вещество,  природного или искусственного происхождения, не может сравниться с алмазом в этом отношении.

Детектор состоит  из двух связанных между собой  термометров, один из которых нагревается  электрическим путем, тогда как  другой охлаждается испытываемым камнем.  Разница между температурами является мерой теплопроводности камня, она преобразуется в электрический сигнал, усиливается и отображается на шкале.

Модель обладает функцией оценки цвета камня, что  помогает в распознавании некоторых наиболее распространенных видов драгоценных камней.  Прибор не отличает натуральные камни от искусственных. Для окончательного решения  необходима дополнительная экспертиза. Использование прибора ограничено списком камней.

Универсальный тестер «PRESIDIUM» был разработан в следующих целях:

• для обеспечения идентификации бриллиантов, синтетических муассонитов и других драгоценных камней с помощью одного прибора;
• для обеспечения постоянных и надежных результатов проверки;
• подразумевалось, что он будет простым в эксплуатации и портативным.

В приборе комбинированно применяются приципы теплопроводности и электропроводности. Измерительный  зонд вместе с электронными схемами  предназначен для считывания и разделения данных, полученных через микроконтроллер. Результаты проверки появляются на индикаторе.

Температура проверяемых  камней должна быть комнатной (18-27 С).

  В результате  проверки на дисплее загорается  один из следующих светодиодов:

• оранжевый, в сопровождении звукового сигнала указывает на обнаружение металла;
• красный - имитатора;
• желтый – муассонита;
• зеленый, в сопровождении звукового сигнала – бриллианта.

Портативный спектроскоп  прямого действия «СПЕКТР-П». предназначен для идентификации  драгоценных камней по известным в геммологии спектрам поглощения. Ювелирный камень помещается в оправу перед входной щелью спектроскопа. Свет от источника излучения по волоконно-оптическому жгуту направляется на исследуемый камень. В фокальной плоскости спектроскопа, которой является плоская поверхность корректирующей линзы с нанесенной на ней шкалой, на фоне спектрального цвета видны поперечные черные линии поглощения.

Уникальная  оптическая схема, сочетающая голографическую  решетку и ортоскопический окуляр, обеспечивает:  высокое разрешение, низкий уровень рассеянного света в приборе, высокую достоверность идентификации драгоценных камней, измерение длины волны  линии поглощения с точностью 2 нм.   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Одним из определяющих неотъемлемых элементов в повседневной досмотровой работе оперативных  работников таможен является применение ими технических средств таможенного контроля (ТСТК), без которых в настоящее время уже невозможно обеспечить своевременность, качество и культуру таможенного контроля. Высокая результативность контроля достигается комплексным применением технических средств на каждом конкретном участке таможенного контроля. Технические средства поиска занимают значительное место в ряду средств ТСТК.