Когда кристаллические дефекты и определённые элементы в составе возбуждаются ультрафиолетовыми лучами, многие драгоценные камни начинают буквально светиться яркими оттенками (от синего и зелёного до красного). Это и есть флуоресценция, и для геммологов она является важным диагностическим инструментом.
С его помощью:
- различают природные и лабораторные алмазы, рубины;
- выявляют обработку (заполнение трещин, нанесение покрытий, термическую обработку, отбеливание и другие манипуляции);
- определяют происхождение и подлинность драгоценных камней благодаря структурным особенностям и примесям;
- обнаруживают гибридные камни.
Рассказываем о самых популярных сценариях исследований.
Идентификация бриллиантов
Интересный факт: природные алмазы, которые флуоресцируют (а это около 30 % от общего числа) ярче светятся в длинноволновом УФ-свете, а выращенные в лаборатории — в коротковолновом. А ещё есть такой эффект, как фосфоресценция — послесвечение в течение нескольких секунд после выключения ультрафиолета. Но у природных он редко встречается, а вот у лабораторных, наоборот, очень часто, особенно у полученных методом HPHT (то есть высокое давление, высокая температура).
Помимо длинноволновых и коротковолновых методов УФ-тестирования, в арсенале учёных глубокая ультрафиолетовая флуоресценция. Такие исследования проводятся в лабораториях в закрытых камерах, поскольку используются УФ-лучи с длиной волны от 225 нм, которые опасны для глаз и кожи.
Методика хоть и дорогостоящая, зато подсвечивает явное визуальное отличие в форме кристаллов: природные в таком излучении выглядят квадратными либо прямоугольными, а выращенные по методу HPHT — кубооктаэдрическими. Тестирование также точно выявляет редкие гибридные CVD-алмазы, в которых сочетаются природные и созданные в лаборатории компоненты (алмазные слои выращиваются путём химического осаждения из газовой фазы на природных алмазных подложках).
Анализ рубинов
Принцип проверки тот же, но результаты разные по сравнению с бриллиантами. В УФ-свете также хорошо видна структура роста корунда, только у природных камней она угловатая, а у синтетических — изогнутая. И последние флуоресцируют гораздо сильнее из-за низкого процента железа в составе, которое подавляет флуоресценцию. Однако есть и исключения: к примеру, некоторые природные рубины из Мьянмы (из особых месторождений с низким содержанием железа) могут не уступать лабораторным по силе свечения в ультрафиолете.
Диагностика обработки
Флуоресценция помогает достоверно выявлять термическую обработку сапфиров и рубинов, заполнение трещин в изумрудах, обработку жадеита, отбеливание жемчуга. Всё дело в том, что материалы для заполнения, специальные покрытия и красители флуоресцируют не так, как сам драгоценный камень, поэтому не составляет труда подтвердить их наличие.
А благодаря глубокой ультрафиолетовой флуоресценции можно даже точно узнать тип наполнителя и насколько в итоге улучшилась прозрачность камня после обработки. Те же стеклянные наполнители, которыми часто заполняются поверхностные трещины рубинов, будут светиться синим цветом, тогда как сам драгоценный камень даст естественный красный фон. Окрашивания, пропитки восками, маслами и эпоксидными смолами будут тоже флуоресцировать разными оттенками под ультрафиолетом.
Все эти и многие другие типы обработки, по сути, маскировка недостатков, а УФ-тестирование — удобный инструмент для их раскрытия.