Хотя для большинства геммологов, ювелиров и небольших геммологических лабораторий это и дорого, количество сложного аналитического оборудования, используемого для определения природы потенциально высококачественных драгоценных камней особенно при оценке ювелирных изделий, постоянно увеличивается. Часто применяется охлаждение с помощью жидкого азота, используемое для выявления слабых линий поглощения в спектре с целью обнаружения радиационной и тепловой обработки. Ниже кратко описаны некоторые методы исследования и соответствующее оборудование, которые применяются специалистами в процессе оценки ювелирных украшений в профессиональных мастерских, крупных ломбардах и скупках.
Электронный микроанализатор
Используется для неразрушающего анализа состава драгоценных камней и включений, достигающих поверхности камня. Прибор состоит из вакуумной камеры для образца, электронной пушки, рентгеновского спектрометра и микроскопа. Анализируемый камень с помощью микроскопа помещают в фокус пучка электронов. Когда электроны бомбардируют поверхность камня, из нее испускаются рентгеновские лучи, причем каждый элемент, входящий в состав бомбардируемого участка, испускает рентгеновские лучи с характеристической длиной волны. Рентгеновское излучение регистрируется спектрометром. Для идентификации элементов используются таблицы спектров испускания. Чтобы получить количественные данные о химическом составе образца, результаты анализируют с помощью компьютера, и сравнивают с результатами, полученными для калиброванных образцов. Этот метод исследования драгоценных камней при оценке ювелирных изделий наиболее оптимальный.
Методом рентгеновской флюоресценции при оценке ювелирных изделий, особенно дорогих и эксклюзивных, который уже становится стандартным во многих геммологических лабораториях, показано, что, хотя синтетические рубины содержат немного примесных элементов, присутствие некоторых из них характерно только для синтетических рубинов, полученных раствор-расплавным методом. Если присутствуют Ti, V, Fe и Са – это говорит о природном происхождении рубина.
Кроме того, анализ элементов-примесей позволяет определять происхождение образца. Рубины из базальтов (Камбоджа и Таиланд) содержат сравнительно большое количество Fe и малое V, тогда как камни из рубинсодержащих мраморов (Мьянма, Непал, Китай) — сравнительно мало Fe и много V.
Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ)
Одним из наиболее важных приложений СЭМ в геммологии является использование его как спектрометра рассеянной энергии (EDS). В этом случае он действует так же, как электронный микроанализатор, и может быть полезен для оценки рентгеновского излучения, возникающего при электронной бомбардировке образца. Но основная функция СЭМ в качестве микроскопа — с помощью бомбардировки образца сфокусированным пучком электронов вызвать вторичную эмиссию электронов с его поверхности. Различные интенсивности и картина распределения вторичных электронов детектируются и передаются на видеодисплей.
Преимуществом СЭМ перед оптическим микроскопом является то, что электроны имеют значительно более короткие длины волн, чем видимый свет, и благодаря этому с их помощью можно исследовать гораздо меньшие детали строения поверхности. Увеличение вплоть до 250 000х, достижимое в этом методе, позволяет увидеть сферы кристобалита, вызывающие опалесценцию в опале.
