Способ оценки качества алмазов Советский патент 1991 года по МПК G01N21/87 G01N21/17 

Изобретение относится к области исследования качества алмазов оптическими методами и может быть применено в ювелирной промышленности.

Цель изобретения - повышение качества оценки алмазов путем исключения влияния субъективности эксперта.

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

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

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

значительно сильнее сигналов от других материалов по той причине, что в алмазе имеется только С-С-связь, и его сигнал Рамана оказывается в месте, сильно отличающемся от сигналов от других минералов. Поэтому сигнал Рамана для алмазов очень специфичен. Кроме того, благодаря наличию в алмазе лишь одного типа С-С-связи существует лишь одиночный сигнал Рамана, легко отделяемый от сопутствующей широкополосной флуоресценции.

В устройстве для реализации способа имеется источник 1 лазерного излучения, действующий на одиночной частотной моде, т.е. обеспечивающий излучение одной частоты. Частоту излучения 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 постоянного фотонного потока. При необходимости лазер может работать с другими длинами волн.

Анализ рассеянного лазерного излучения проводится 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 менять ориентацию алмаза относительно направления лазерного излучения.

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

Изобретение может использоваться для оценки как ограненных, так и неограненных алмазов. Поэтому данный способ может быть приспособлен к групповому или непрерывному методу отделения 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 определять цветовой тип алмаза до оценки его качества соот- ветствующим способом. Алмазы по большей части относятся 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 определяют стандартной субъективной оценкой.

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

сигнала Рамана. Суммарное время накопления (время, потребное для подсчета числа фотонов в рассеянном излучении Рамана) порядка 1 с, при этом в каждом классе исследуют по пять алмазов (когда это возможно). Время накопления зависит от частоты падающего лазерного излучения и цветового типа алмаза.

Интенсивность излучения Рамана измеряют с помощью диодного матричного детектора 4. В качестве детектора также возможно использование фотоумножителей.

В табл.1 представлены результаты для

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

Интенсивность Рамана для каждого качества определяют по пяти алмазным образцам (при возможности) и для каждого камня величину интенсивности Рамана рассчитывают для пяти различных ориентации

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

Из примеров спектров, полученных для

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

40

Формула изобретения

1. Способ оценки качества алмазов, заключающийся в том, что направляют на алмаз электромагнитное излучение,

регистрируют рассеянное излучение и судят о качестве алмазов, отличающийся тем, что. с целью повышения качества оценки, предварительно сортируют алмазы по их цветовым типам, на алмаз известного цвета

с неизвестными качественными характеристиками направляют лазерное излучение известной частоты и интенсивности, регистрируют интенсивность рассеянного рама- новского излучения и судят о качестве

алмаза по интенсивности зарегистрированного излучения путем сравнения с интенсивностью рамановского излучения, рассеянного в аналогичных условиях алмазами известного цвета и качества.

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

проведения оценки разделяют по размерным диапазонам.

Изобретение относится к оценке качества алмазов. Цель изобретения - повышение качества оценки путем исключения субъективного фактора. По способу для оценки алмазов различного качества лазерный спектрометр Рамана калибруется по алмазам известного качества, свойства которых оцениваются по типовой субъективной процедуре Затем алмазы неизвестного качества помещают в спектрометр и облучают лазерным излучением известной частоты. Интенсивность рассеянного сигнала Рамана от алмаза неизвестного качества контролируется для одной или нескольких ориентации алмаза, при этом результирующий сигнал связан с качеством этого алмаза. 1 з.п.ф-лы, 2 табл, 1 ил. сл С

Таблица 1

Таблица 2