1. Viện Đá Quý-Vàng và Trang Sức Việt

    image
  2. RuBy

    image
  3. SaPhia

    image
  4. Thạch Anh

    image
  5. Cẩm Thạch MYANMA

    image
  6. Đá Màu

    image
  7. Ngọc Trai

    image

AQUAMARINE LẤP ĐẦY POLYMER

09:37:00 12/11/2013

Phương pháp cải thiện độ sạch trong beryl thì không mới, thường gặp nhất là trên emerald. Tuy nhiên thỉnh thoảng aquamarine được xử lý bằng phương pháp tẩm dầu và gần đây là xử lý lấp đầy sáp và nhựa tổng hợp như Opticon (Eliezri, 1998; Johnson và những người khác, 1999). Trong vài năm gần đây, một lượng lớn aquamarine xử lý lấp đầy đã được  đưa vào thị trường Trung Quốc. Khoảng 10.000 viên đá làm trang sức đã được kiểm tra ở Trung tâm giám định vàng và kim cương quốc gia ở Trung Quốc (NGDTC), chúng tôi gặp hơn 200 món gồm hơn 400 viên aquamarine có lấp đầy polymer (hợp chất cao phân tử) với nhiều chất lượng khác nhau. Cho đến giờ cúng tôi chưa gặp viên đá mài giác có xử lý lấp đầy nào cả, những viên lấp đầy thường ở dạng hạt (hình 1), cabochon và tượng khắc.

Khoáng vật và phương pháp:

Hình 1: Các chuỗi đeo tay này là điển hình cho loại trang sức aquamarine xử lý lấp đầy hiện nay thường gặp trên thị trường Trung Quốc. Các hạt trong chuỗi ở bên trái (nặng 11,28 – 12,46 ct) được sử dụng trong nghiên cứu này. Ảnh của Li Jianjun.

 

Trong bài này, chúng tôi nghiên cứu một chuỗi đeo tay aquamarine do một người buôn trang sức cung cấp, nó bao gồm 17 hạt màu lục phớt xanh lấp đầy polymer như đã đề cập ở trên (nặng 11,28 – 12,46 ct, xem lại hình 1). Chuỗi tay được tháo rời ra để chắc rằng không có sự giao thoa từ sợi dây dùng để xâu các hạt. Hơn nữa chúng tôi còn nghiên cứu 2 viên aquamarine mài giác (1 viên tẩm dầu và 1 viên không xử lý) để so sánh đặc điểm quang phổ.

Tại NGDTC, chúng tôi thực hiện các kiểm tra ngọc học cơ bản và phổ hồng ngoại biến hình Fourier (FTIR) trên tất cả các mẫu. Phổ FTIR được thực hiện bằng thiết bị Nicolet Nexus 470 ở nhiệt độ trong phòng và độ ẩm tương đối dưới 40%. Phổ thu thập được trong khoảng từ 6000 – 400 cm-1 ở độ phân giải 8 cm-1 với 8 lần quét trên một mẫu, tại mỗi lần quét sẽ tăng cố định 1,0 độ phân giải. Phổ FTIR truyền dẫn và phản xạ phản chiếu đều đã được thực hiện.

Để kiểm tra có lấp đầy thủy tinh chì như được sử dụng trong corundum xử lý lấp đầy hay không, chúng tôi thực hiện phân tích hóa định tính trên các mẫu tại NGDTC bằng phổ huỳnh quang tia X phân tán năng lượng EC Thermo QuantX (EDXRF) sử dụng các tham số tối ưu hóa để phát hiện ra các nguyên tố nặng. Với các điều kiện thực hiện như sau: thời gian 100 giây, điện áp 20 kV, tiêu điểm Rh, chân không và không sử dụng kính lọc.

Kết quả và thảo luận:

Các đặc tính vật lý và quang học: Các đặc tính vật lý và quang học của các mẫu lấp đầy polymer, tẩm dầu và không xử lý được nêu trong bảng 1. Bằng mắt trần, các hạt lấp đầy không cho thấy đặc điểm đáng chú ý nào làm ta nghi ngờ cả. Chúng trong suốt và chứa nhiều vết nứt. Tuy nhiên, các khe nứt trong một vài hạt có phát quang yếu, màu trắng phấn dưới UV sóng dài. Đây là một đặc điểm chỉ thị rõ ràng để phát hiện ra lấp đầy polymer (theo Kammerling và Koivula, 1991). Tất cả các mẫu đều trơ dưới UV sóng ngắn.

Bảng 1: Các đặc điểm vật lý và quang học của các mẫu aquamarine nghiên cứu cho bài này

Đặc điểm

Lấp đầy polymer

(17 mẫu)

Tẩm dầu

(1 mẫu)

Không xử lý

(1 mẫu)

Trọng lượng

11,28 – 12,46 ct

2,27 ct

1,45 ct

Màu sắc

Lục phớt xanh

Xanh rất nhạt

Xanh nhạt

Đa sắc

Vừa, xanh xám và xanh lục

Vừa, xanh và xanh phớt lục

Vừa, lục xanh và xanh

Ánh

Thủy tinh

Thủy tinh

Thủy tinh

Chiết suất

1,57 (chiết suất điểm)

1,575–1,582

1,577–1,583

Lưỡng chiết suất

Không xác định

0,007

0,006

Tỷ trọng

2,69–2,73 (a)

2,71

2,71

Phát quang cực tím

Các khe nứt có màu trắng phấn dưới UV sóng dài (ở một vài viên)

Trơ

Trơ

Các đặc điểm dưới kính hiển vi

Các bao thể lỏng-khí, các khe nứt và mặt khe nứt phản chiếu, hiệu ứng lóe sáng, các khe nứt phát ngũ sắc, các vùng giống mây làm giảm độ trong suốt, các đường nổi ở bề mặt

Các bao thể lỏng-khí

Các bao thể lỏng-khí

Các đặc tính phổ giữa hồng ngoại

3051, 3035, 2962, 2927 và 2873 cm-1

2923 và 2858 cm-1

Đỉnh không rõ ở giữa 3100 và 2850 cm-1

(a) 7 trong số 17 mẫu được chọn ngẫu nhiên để cân tỷ trọng.

 

Các đặc tính dưới kính hiển vi: Dưới phóng đại 10 lần, chúng tôi thấy hiệu ứng lóe sáng ở hầu hết mọi hạt xử lý lấp đầy; ngoài ra còn thấy một số đặc tính dưới kính hiển vi thông thường khác là các vùng có độ nổi cao (do chưa lấp đầy hoàn toàn) và các vùng như mây màu trắng làm giảm độ trong suốt của các viên đá (hình 2). Những đặc tính này là dấu hiệu kinh điển của lấp đầy polymer (theo Kammerling và những người khác, 1991; Johnson và những người khác, 1999; Hainschwang, 2002). Một số khe nứt trong các hạt có sự phát ngũ sắc (hình 3) và hiệu ứng lóe sáng. Khi nhìn trực diện chỗ lóe sáng trên một mẫu, chúng tôi quan sát được các đường nổi được lấp đầy chạy lên đến bề mặt mài bóng của viên đá (hình 4). Không thấy hình ảnh phản chiếu của các khe nứt nằm bên dưới.

Hình 2: Hiệu ứng lóe sáng màu xanh, các vùng có độ nổi cao và các khe nứt lên đến bề mặt với vùng màu trắng giống mây làm giảm độ trong suốt, quan sát được trong các hạt aquamarine lấp đầy. Ảnh chụp hiển vi bởi Li Jianjun; phóng đại 30 lần (bên trái) và 15 lần (bên phải)

 

 

Hình 3: Hạt aquamarine này thấy có màu ngũ sắc trong phần không bị lấp đầy của một khe nứt lấp đầy không hoàn toàn. Ảnh chụp hiển vi của Li Jianjun; phóng đại 30 lần

Hình 4: Các khe nứt được lấp đầy thấy trên bề mặt của các hạt aquamarine ở dạng các đường nổi. Ảnh chụp hiển vi bởi Li Jiangjun; phóng đại 15 lần

 

Phổ hồng ngoại: Phổ FTIR thành công trong việc xác định loại vật liệu lấp đầy trong các hạt và các viên đá tẩm dầu dùng để so sánh. Phổ thu được từ các hạt (hình 5), vùng giữa 3100 và 2850 cm-1 cho thấy các đặc điểm có thể dùng để chẩn đoán là có polymer. Các đỉnh ở 3051 và 3035 cm-1 có liên quan với các liên kết C-H của benzene, trong khi đó các đỉnh khác ở 2962, 2927 và 2873 cm-1 thì liên quan đến liên kết C-H trong ethylic (theo Stuart, 2004). Cường độ của phổ có mặt sự xử lý lấp đầy thì khá cao ở một số mẫu, được cho là do có một số chất liệu dư thừa hiện diện trên bề mặt. Chúng tôi nghi ngờ những polymer này là nhựa tổng hợp như Opticon hay Araldite (theo Johnson và những người khác, 1999; Hainschwang, 2002; Lowry, 2006). Sự khác nhau giữa phổ các viên lấp đầy với phổ của các mẫu tẩm dầu và các viên đá không xử lý dùng để so sánh là rất rõ ràng (xem lại hình 5).

Hình 5: Phổ giữa hồng ngoại tiêu biểu của các hạt lấp đầy polymer cho thấy các đặc điểm khác biệt của loại tẩm polymer, đặc biệt ở vùng giữa 3100 và 2850 cm-1, điều này không thấy ở mẫu aquamarine xử lý tẩm dầu và không xử lý dùng để so sánh. Các đặc tính phổ ở 3051 và 3035 cm-1do có liên kết C-H bezene trong polymer. Dải từ 3250 đến 3100 cm-1 là đặc điểm của beryl. Phổ gần song song trục hoành và lên xuống dốc dựng đứng là tùy vào độ sạch của các hạt.

 

Phân tích hóa học: Không phát hiện ra các nguyên tố nặng như chì dưới phổ EDXRF (theo Li và những người khác, 2008). Vì thế không cho thấy bất kỳ bằng chứng lấp đầy thủy tinh chì nào được sử dụng trong các mẫu mà chúng tôi nghiên cứu.

Kết luận:

Một số viên aquamarine xử lý lấp đầy trong nghiên cứu của chúng tôi cho thấy có sự phát quang khác thường dưới UV sóng dài, đó là một dấu hiệu rõ ràng của lấp đầy polymer. Dấu hiệu dưới kính hiển vi của mặt lấp đầy polymer bao gồm các đường nổi ở bề mặt nhưng không có sự phản chiếu tương ứng của các đặc điểm bên trong và hiệu ứng lóe sáng khi các mẫu được nhìn gần song song với các khe nứt được lấp đầy.

Theo kinh nghiệm của chúng tôi, khoảng 15% lượng aquamarine chất lượng xấu (hầu hết là dạng hạt, cabochon và tượng khắc) hiện nay trên thị trường Trung Quốc đều được xử lý lấp đầy. Mặc dù chúng tôi chưa gặp mẫu mài giác lấp đầy polymer trên thị trường, nhưng phương pháp này thì dễ dàng áp dụng trên các viên đá mài giác có chứa tạp chất. (Theo Li Jianjun, Sun Yuan, Hao Wangjiao, Luo Han, Cheng Youfa, Liu Huafeng, Liu Ying, Ye Hong và Fan Chengxing, trong Rapid Communications, G&G Fall 2009)