СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ АЛМАЗОВ И ИХ ФРАГМЕНТОВ Советский патент 1995 года по МПК G01N21/87 

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано на ювелирных заводах и предприятиях, изготавливающих алмазный однокристалльный инструмент, для идентификации фрагментов на их принадлежность целым кристаллам природного алмаза.

Целью изобретения является повышение достоверности идентификации и расширение класса идентифицирующих алмазов на алмазы несовершенной формы и огранки.

На чертеже представлена схема устройства осуществляющего способа.

Устройство содержит держатель 1 образца, микроосветитель 2 образца 3, объект-диафрагму 4, вспомогательное сортировочное зеркало 5, микроскоп 6, съемный ролик 7.

Способ осуществляют следующим образом.

При измерениях алмаз помещают в пластическую иммерсионную среду с показателем преломления близким или равным показателю преломления алмаза в ИК-области спектра и готовят образцы симметричной формы, согласующиеся с апертурой ИК-спектрофотометра.

В матрицу пресс-формы помещается кусочек термопластического стекла, оптического свойства (n_ср и дисперсия) которого могут быть за счет состава компонентов стекла близким к соответствующим свойствам алмаза.

Для снижения адгезии термопластичной среды внутренняя поверхность матрицы и пуансоны изолируются антиадгезионными материалами, например фторопластом.

Пресс-форма с массой стекла подогревается до температуры размягчения стекла (≈80^оС) и подпрессовывается (давление ≅1 МПа) для придания среде заданной формы (плоской, плоской цилиндрической или какой-либо другой).

На центральную часть поверхности образца из иммерсионного стекла помещается исследуемый индивидуальный алмаз или его фрагмент.

Повторным нагревом и сжатием при тех же технологических параметрах исследуемый объект впрессовывается и фиксируется в термопластичный иммерсии.

После охлаждения исследуемый образец, которому придается описанный способ приготовления нужная форма (цилиндр, сфера или др.), готов к исследованиям ИК спектров поглощения с использованием серийных типов ИК спектрофотометров.

Форма образца из термопластичной прозрачной среды с заключенным в нее алмазом выбирается в зависимости от особенностей спектрального прибора и и апертуры падающих на образец лучей. При работе с дисперсионными приборами и микроосветителями из-за небольших размеров исследуемых кристаллов образцу выгоднее придавать цилиндрическую форму, т.к. промышленные спектральные приборы формируют световой поток, который проходит через входную спектральную щель, параллельно которой и должна устанавливаться ось цилиндрического образца. Поворот такого образца вокруг оси позволит изучать объект в разных сечениях. При необходимости контроля объекта во всех пространственных сечениях форма заключающего его образца должна быть сферической. Такая форма наиболее удобна для Фурье-спектрофотометра, имеющего круглое входное отверстие. В простейшем случае формой образца может быть и плоская пластина в виде таблетки.

Если такая подготовка образца выполнена, то из-за потерь света на отражение, рассеяние и интерференционные эффекты, возникающие на гранях и макродефектах объекта, прозрачность последнего падает настолько, что точность спектральных измерений заметно падает или они даже не могут быть проведены.

Контроль положения алмаза или фрагмента в образце осуществляется с помощью ИК микроскопа, т.к. среда их халькогенидного стекла непрозрачна в видимой части спектра. При этом стремимся к тому, чтобы алмаз располагался на оси цилиндрического образца или в центре сферического, а испытуемые направления, по которым анализируется алмаз, находились бы в плоскости, перпендикулярной оси цилиндрического образца или проходили через центр сферы.

Затем образец устанавливают на оптической оси микроосветителя 2 спектрофотометра и выделяют исследуемый фрагмент объект - диафрагмой 4. Для этого используют микроскоп 6, оптически связанный через юстировочное зеркало 5 с образцом.

После юстировки положения образца в микроосветителе производилась регистрация ИК спектра поглощения несущего в себе информацию о всех типах структурных дефектов в алмазе на спектрофотометре ИР-20. При этом, учитывая небольшие значения коэффициентов поглощения алмаза, небольшую толщину исследуемых кристаллов, для регистрации спектра использовали дополнительный самописец с растяжением масштаба записи по шкале пропускания на уровне 1:5 и больше.

Экспериментальные факты свидетельствуют, что встречаемость алмазов с одинаковыми особенностями ИК спектров, обусловленными типом и характером распределения микродефектов алмаза, а следовательно и вероятность ошибки идентификации понижается до десятых долей процента при тех же объемах анализируемых партий алмазов.

Таким образом, использование данного способа приготовления образца с алмазом для исследования его ИК спектра поглощения по сравнению с традиционным способом, при котором для регистрации спектра исследуемому кристаллу путем механической или какой другой обработки придается требуемая форма, например, позволяет регистрировать ИК спектры поглощения осколков алмаза (фрагментов), а также алмазов несовершенного габитуса и бриллиантов, что ранее было невозможным без предварительной обработки их для придания образцу правильной формы; повысить точность количественного анализа по ИК спектрам поглощения на основе улучшения в 10-15 раз отношения сигнал/шум при спектрофотометрических измерениях, недостижимую ранее без предварительной обработки алмаза.

Эти преимущества способа позволяют идентифицировать принадлежность фрагментов алмаза одному кристаллу, который может разрушиться при технологических операциях изготовления бриллиантов или монокристалльных инструментов из природных алмазов. Изобретение также может быть использовано в криминалистике и при арбитраже последствий разрушений кристаллов алмаза в технологических процессах.

Использование: на ювелирных заводах и предприятиях, изготавливающих алмазный однокристальный инструмент. Сущность изобретения: алмаз облучают инфракрасным излучением, регистрируют спектр поглощения и по нему судят об идентичности алмазов и/или их фрагментов. 1 п. ф-лы, 1 ил.

СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ АЛМАЗОВ И ИХ ФРАГМЕНТОВ, включающий облучение алмазов пучком излучения, и регистрацию излучения, выходящего из алмаза, по параметрам которого судят об идентичности алмазов, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности идентификации, алмазы облучают инфракрасным излучением, а при регистрации излучения, выходящего из них, регистрируют спектр поглощения излучения алмазом, по которому судят об идентичности алмазов.