|
|
| Tomografia laserowa - niekonwencjonalna metoda identyfikacji szafirów |
|
Wygrzewanie kamieni szlachetnych, którego celem jest zmiana lub poprawa barwy, ma swoj± d³ug± historiê siêgaj±c± czasów antycznych. Obecnie jednym z kamieni najczê¶ciej poddawanych procesowi wygrzewania jest szafir. Zwykle chodzi tu o uzyskanie piêknej, jednolitej barwy b³awatkowej. Sam proces wygrzewania, w zale¿no¶ci od stosowanej temperatury, czasu wygrzewania i nastêpnie studzenia, a tak¿e stosowanej atmosfery i innych czynników, mo¿e prowadziæ do wielu zmian odwracalnych lub nieodwracalnych w kamieniu. Mo¿e wzmacniaæ nasycenie barw± lub j± rozja¶niaæ, mo¿e wp³ywaæ na strukturê krystaliczn± kamienia, powodowaæ zanik charakterystycznych cech wzrostu widocznych w szafirach w postaci pasowo¶ci lub sektorowo¶ci barw, powodowaæ zmianê geometrycznego kszta³tu inkluzji i itp. Na przyk³ad pod wp³ywem ciep³a ig³y rutylu zamieniaj± siê w mikroskopijne inkluzje punktowe, inkluzje ciek³e, zwykle p³askie, przypominaj±ce wygl±dem odciski palców, staj± siê pofa³dowane i jakby trójwymiarowe, przypominaj±c wygl±dem resztki topników o postaci "chor±gwi", tak charakterystyczne dla syntetycznych kamieni otrzymywanych metod± topnikow±, natomiast wokó³ inkluzji krystalicznych mog± pojawiaæ siê rysy naprê¿eniowe, zwane w gemmologii "halo".
Jednak mimo tych wszystkich zmian identyfikacja kamieni wygrzewanych przy zastosowaniu typowych przyrz±dów gemmologicznych lub dotychczas znanych metod nieniszcz±cych jest bardzo trudna, a niekiedy wrêcz niemo¿liwa. Nawet badania mikroskopowe nie pozwalaj± uzyskaæ wystarczaj±co wiarygodnych informacji, na podstawie których mo¿na by by³o jednoznacznie stwierdziæ, czy kamieñ by³ wygrzewany, czy te¿ nie, oraz czy jego barwa jest barw± naturaln±, czy wywo³an± sztucznie w wyniku wygrzewania. A rzecz ma istotne znaczenie, zw³aszcza bior±c pod uwagê warto¶æ kamieni. Szafiry naturalne o piêknej jednolitej, b³awatkowej barwie s± bowiem niezwykle rzadkie, a wiêc i wyj±tkowo cenne, natomiast kamieni wygrzewanych o podobnej barwie jest na rynku jubilerskim wiele. Pochodz± one g³ównie z Tanzanii i Madagaskaru.
A zatem jak odró¿niæ kamienie wygrzewane od kamieni o barwie naturalnej? Obecnie jedynych pewnych informacji na ten temat mo¿e dostarczyæ tomografia laserowa, do¶æ ju¿ powszechnie stosowana w laboratoriach badawczych, rzadko jednak w codziennej praktyce, g³ównie ze wzglêdu na znaczny koszt aparatury.
Tomografia laserowa
Tomografia laserowa, jedna z nieniszcz±cych metod stosowanych w gemmologii, pozwala na badanie praktycznie wszystkich znamion wewnêtrznych kamieni szlachetnych. Mikroskopijne znamiona wewnêtrzne, niewidoczne nawet pod du¿ym powiêkszeniem, mo¿na obserwowaæ w ¶wietle rozproszonym dziêki zjawisku optycznemu zwanemu efektem Tyndalla. Efekt ten polega na rozpraszaniu ¶wiat³a przez cz±steczki (atomy) lub cz±stki tworz±ce zawiesiny (tzw. o¶rodki mêtne). W kamieniach szlachetnych jest on widoczny w postaci niebieskiej, niebieskobia³ej lub mlecznobia³ej po¶wiaty zwanej opalescencj± (w opalach pospolitych - rozpraszanie ¶wiat³a na centrach rozpraszaj±cych, którymi s± sferolity krzemionki) lub adularyzacj± (rozpraszanie ¶wiat³a na centrach rozpraszaj±cych, którymi mog± byæ na przyk³ad przerosty skaleni w obrêbie wspólnej jednostki morfologicznej). Matematyczn± zale¿no¶æ opisuj±c± zjawisko rozpraszania poda³ John Rayleigh, który ustali³, ¿e stosunek natê¿enia ¶wiat³a rozproszonego IR do natê¿enia ¶wiat³a padaj±cego IP jest odwrotnie proporcjonalny do d³ugo¶ci fali ¶wiat³a padaj±cego, podniesionej do czwartej potêgi:
IR/IP= const/λ4
Z zale¿no¶ci tej wynika, ¿e znacznie silniej rozpraszane s± fale krótsze. W zakresie promieniowania widzialnego ró¿nica ta, odniesiona do górnego (400 nm) i dolnego (700 nm) zakresu widma, jest blisko 10-krotna; tym w³a¶nie zjawiskiem t³umaczy siê m.in. b³êkit nieba.
Metodê tomografii laserowej dla potrzeb gemmologii opracowali japoñscy uczeni Moriya i Ogawa w 1983 r., nazywaj±c j± metod± LST (ang. Light Scattering Tomography). W skonstruowanym urz±dzeniu zastosowali ¼ród³o ¶wiat³a du¿ej mocy - laser argonowy daj±cy spójne (koherentne), jednobarwne (monochromatyczne) promieniowanie o d³ugo¶ci fali 488 nm (¶wiat³o niebieskie). Sama metodyka postêpowania jest bardzo prosta, bowiem polega na o¶wietleniu kamienia wi±zk± ¶wiat³a i rejestracji zachodz±cych zjawisk rozpraszania ¶wiat³a. Na podstawie powstaj±cych obrazów, ich kszta³tu, barwy czy tworzonych wzorów geometrycznych mo¿na dokonaæ identyfikacji kamienia. Obrazy powstaj± na defektach sieci krystalicznej, charakterystycznych cechach wzrostu oraz submikroskopijnych inkluzjach. Obrazy maj± charakter jakby trójwymiarowy co znacznie u³atwia rozpoznawanie ró¿nego rodzaju znamion wewnêtrznych. Mo¿liwa jest równie¿ obserwacja barw luminescencyjnych oraz pewnych charakterystycznych ¶wiec±cych obszarów kamienia zawieraj±cych wzbudzone przez laser pierwiastki odpowiedzialne za barwê minera³u, na przyk³ad chrom.
Rejestracji i dokumentacji obserwowanych obrazów dokonuje sprzê¿ona z laserem kamera lub aparat fotograficzny.
Dziêki tej prostej metodzie udaje siê okre¶liæ nie tylko niedoskona³o¶ci struktury, ale tak¿e wszelkie znamiona wewnêtrzne, wskutek czego mo¿liwe jest odró¿nienie kamieni naturalnych od kamieni syntetycznych lub poprawianych, niezale¿nie od ich wielko¶ci, kszta³tu czy rodzaju szlifu.
Badania szafirów przy zastosowaniu tomografii laserowej
W przypadku szafirów metoda LST daje wyniki w pe³ni wiarygodne, bowiem:
1) Mikroskopijne inkluzje o pokroju ig³owym, czêsto obserwowane w szafirach naturalnych, pochodz±cych niemal ze wszystkich kopalni, bardzo dobrze rozpraszaj± ¶wiat³o, daj±c zamglony i nieostry obraz (fot. 1), natomiast w przypadku kamieni wygrzewanych obraz ten jest ostry, wyra¼ny i klarowny (fot. 2).
2) Mikroskopijne substancje krystaliczne w kamieniach wygrzewanych dziêki wiêkszemu zagêszczeniu s± widoczne w postaci bia³omlecznych plam, czêsto o charakterystycznych kszta³tach zbli¿onych do trójk±ta lub prostok±ta.
3) Dyslokacje s± czêsto obserwowane w kamieniach wygrzewanych; w po³±czeniu z obszarami rozproszonego na mikroskopijnych inkluzjach ¶wiat³a daj± obraz o kszta³cie przypominaj±cym d³ugi gwó¼d¼.
4) Luminescencja - pod wp³ywem promieniowania UV w szafirach wystêpuj± ¶wiec±ce obszary, czêsto o geometrycznych wzorach; w szafirach naturalnych nieostre o barwie czerwonej (fot. 3), natomiast w szafirach wygrzewanych wyra¼ne o barwie ¿ó³tej do pomarañczowej (fot. 4).
Opisuj±c pokrótce tê ma³o znan± w Polsce metodê identyfikacji, autorzy chc± zwróciæ uwagê na niebezpieczeñstwa, jakie czyhaj± na gemmologów rzeczoznawców przy identyfikowaniu szafirów. Znane s± bowiem przypadki b³êdnej oceny i wyceny niebieskich szafirów. Zalecamy wiêc du¿± ostro¿no¶æ przy wykonywaniu ekspertyz.
Fotografie: J. Shida
Literatura:
K. Sato, K. Moriya: Gem testing based on the observations of crystalline defects and textures. "Journal of Gemmol. Soc. Japan" 11, 1984.
R. Schweiger: Diagnostic features and heat treatment of Kashmir sapphire. "Gems & Gemology" 26, 1990.
J. Shida: Laser Tomography. "Journal of Gemmol. Soc. Japan" 20, 1999.
J. Shida: Laser thomography - a new method to identify natural and treated stones. "Jewellery News Asia" January 2002.
|
|
Fatal error: require() [function.require]: Failed opening required '../../config/right.inc' (include_path='.:/home/lib:/home/conf/lib:/usr/share/fpdf:/usr/share/pear:/usr/share/php') in /home/users/pj/public_html/archiwum/jubiler_1_18_2003/index.php on line 45
|
