SU1658829A3 - Способ оценки качества алмазов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к оценке качества алмазов. Цель изобретени  - повышение качества оценки путем исключени  субъективного фактора. По способу дл  оценки алмазов различного качества лазерный спектрометр Рамана калибруетс  по алмазам известного качества, свойства которых оцениваютс  по типовой субъективной процедуре Затем алмазы неизвестного качества помещают в спектрометр и облучают лазерным излучением известной частоты. Интенсивность рассе нного сигнала Рамана от алмаза неизвестного качества контролируетс  дл  одной или нескольких ориентации алмаза, при этом результирующий сигнал св зан с качеством этого алмаза . 1 з.п.ф-лы, 2 табл, 1 ил. сл С

Description

Изобретение относитс  к области исследовани  качества алмазов оптическими методами и может быть применено в ювелирной промышленности.

Цель изобретени  - повышение качества оценки алмазов путем исключени  вли ни  субъективности эксперта.

На чертеже представлена схема устройства дл  реализации способа оценки качества алмазов.

Устройство, реализующее способ, включает источник 1 лазерного излучени  известной частоты, собирающую оптическую систему 2, монохроматор 3, диодный матричный детектор 4, держатель 5 алмаза и оцениваемый алмаз 6.

В основе изобретени  лежит то свойство алмаза, что сигнал Рамана от алмазов

значительно сильнее сигналов от других материалов по той причине, что в алмазе имеетс  только С-С-св зь, и его сигнал Рамана оказываетс  в месте, сильно отличающемс  от сигналов от других минералов. Поэтому сигнал Рамана дл  алмазов очень специфичен . Кроме того, благодар  наличию в алмазе лишь одного типа С-С-св зи существует лишь одиночный сигнал Рамана, легко отдел емый от сопутствующей широкополосной флуоресценции.

В устройстве дл  реализации способа имеетс  источник 1 лазерного излучени , действующий на одиночной частотной моде, т.е. обеспечивающий излучение одной частоты . Частоту излучени  выбирают в зависимости от цветового типа оцениваемого алмаза. Используют аргоновый ионный лао ел

00 00

го о

со

зер модели Spectra - Physics 2020 с длиной волны 514,5 нм. Лазер работает в режиме 50 мВт с поддержанием посто нного фотонного потока. При необходимости лазер может работать с другими длинами волн.

Анализ рассе нного лазерного излучени  проводитс  с помощью лазерного спектрометра Рамана Anspec-36, содержащего собирательную оптическую систему 2, мо- нохроматор 3 и диодный матричный детектор 4 типа Retlcon-S.

Алмазодержатель 5 приспособлен к удержанию алмаза 6 на пути света от лазера и может мен ть ориентацию алмаза относительно направлени  лазерного излучени .

До проведени  оценки качества неизвестного алмаза желательно определить, имеютс  ли в алмазе внутренние кристаллические дефекты вроде включений. Такие дефекты необходимо учитывать при оценке качества алмаза.

Изобретение может использоватьс  дл  оценки как ограненных, так и неограненных алмазов. Поэтому данный способ может быть приспособлен к групповому или непрерывному методу отделени  алмазов по группам известного качества от алмазоносного материала.

Желательно, чтобы алмазы неизвестного качества относились к одному цветовому типу, например белому, желтому, зеленому, кроме того, желательно определ ть цветовой тип алмаза до оценки его качества соот- ветствующим способом. Алмазы по большей части относ тс  к белому, желтому или зеленому цветовому типу, поэтому желательно предварительно классифицировать алмазы по цветовым типам с помощью соответствующих методов.

При осуществлении способа устройство калибруют на алмазах известного цветового класса от 1 до 7. По цветовым типам используют алмазы желтые и зеленые, причем класс 1 обозначает наивысшее качество, а класс 7 - наинизшее. Качество определ ют стандартной субъективной оценкой.

Каждый алмаз размещают в держателе 5 и устанавливают на пути света от лазера 1. Положение алмаза в держателе 5 оптимизируют дл  получени  максимального сигнала рассе нного излучени  Рамана на детекторе. Замер максимальной интенсивности сигнала Рамана проводитс  дл  нескольких ориентации каждого алмаза. Интенсивность выражают как число фотонов , подсчитанных за 1 с. Поскольку в каждом случае разброс результатов незначителен, дл  каждого алмаза рассчитывают среднюю величину интенсивности

сигнала Рамана. Суммарное врем  накоплени  (врем , потребное дл  подсчета числа фотонов в рассе нном излучении Рамана) пор дка 1 с, при этом в каждом классе исследуют по п ть алмазов (когда это возможно ). Врем  накоплени  зависит от частоты падающего лазерного излучени  и цветового типа алмаза.

Интенсивность излучени  Рамана измер ют с помощью диодного матричного детектора 4. В качестве детектора также возможно использование фотоумножителей .

В табл.1 представлены результаты дл 

желтых алмазов 1-7 кпассов (падающее излучение с длиной волны /Ц. 514,нм), а в табл.2 - дл  зеленых алмазов 1-6 классов (падающее излучение с длиной волны АО 514,5 нм).

Интенсивность Рамана дл  каждого качества определ ют по п ти алмазным образцам (при возможности) и дл  каждого камн  величину интенсивности Рамана рассчитывают дл  п ти различных ориентации

алмаза в держателе. Замечено, что в каждом случае интенсивность Рамана мало мен етс  от ориентации вследствие его тетраэдральной С-С валентной моды.

Из примеров спектров, полученных дл 

каждого цветового класса, видно, что даже в наиболее низшем цветовом классе не обнаруживаетс  существенного фона. Этот момент  вл етс  важным, так как сигнал при 1332 см можно считать сигналом Рамана от алмаза при остутствии флуоресценции . Следовательно, описанный метод может использоватьс  дл  оценки алмазов с различными цветовыми классами.

40

Claims (2)

1. Способ оценки качества алмазов, заключающийс  в том, что направл ют на алмаз электромагнитное излучение,

регистрируют рассе нное излучение и суд т о качестве алмазов, отличающийс  тем, что. с целью повышени  качества оценки , предварительно сортируют алмазы по их цветовым типам, на алмаз известного цвета

с неизвестными качественными характеристиками направл ют лазерное излучение известной частоты и интенсивности, регистрируют интенсивность рассе нного рама- новского излучени  и суд т о качестве

алмаза по интенсивности зарегистрированного излучени  путем сравнени  с интенсивностью рамановского излучени , рассе нного в аналогичных услови х алмазами известного цвета и качества.

2. Способ по п.1,отличающийс  тем, что алмазы неизвестного качества до

проведени  оценки раздел ют по размерным диапазонам.

Таблица 1

Таблица 2