检测鉴定翡翠的神器之二:扫描电镜 翡翠高精尖 确真仪器 之⑵

原创作者:李戎

雨晴烟晚,
绿水新池满。
双燕飞来垂柳院,
小阁画帘高卷。
黄昏独倚朱阑,
西南新月眉弯。
砌下落花风起,
罗衣特地春寒。
 
续确真仪器“之⑴”
 
  上一篇文章我们对几个紧密相关的问题作了回答:“高精尖仪器检测翡翠的目的意义到底在哪儿?”“为什么要大老远地跑到国外去检测呢?”“我们用一个价廉的紫外灯也可以测啊,甚至有经验的人用‘眼鉴’也可以分辨啊”等等。并且介绍了“能散仪”(EDX),今天打算说一下 长有“火眼金睛”能认出“白骨精”的另一个“大杀器”—— 扫描电子显微镜。
  ② SEM(Scanning Electron Microscope,扫描电子显微镜),简称扫描电镜
  扫描电镜SEM(见下图)是介于透射电镜和光学显微镜之间的一种微观形貌观察手段用器。SEM可直接利用检品表面材料的物质性能进行微观成像,是一种通过用聚焦电子束扫描检品的表面来产生其表面图像的高精仪器。即SEM主要是利用电子束激发的原子发射的二次电子(secondaryelectron)信号成像来观察样品的表面形态,用极狭窄的电子束去扫描检品,通过电子束与检品的相互作用产生各种效应,用逐点成像的方法获得其放大像。
翡翠扫描电子显微镜
  电子与检品中的原子相互作用,产生包含关于检品的表面测绘学形貌和组成的信息的各种信号。电子束通常以光束扫描图案扫描,并且光束的位置与检测到的信号组合以产生图像。扫描电子显微镜可以实现分辨率优于1纳米,且检品可以在高真空、低真空、湿条件(用环境扫描电子显微镜)以及宽范围的低温或高温下观察到。
  可以检测的二次电子的数量,取决于检品测绘学形貌以及其他一些因素。通过扫描检品并使用特殊检测器收集被发射的二次电子,以创建显示表面形貌的图像。SEM还可以产生检品表面的高分辨率图像,且图像呈三维,方便鉴定检品的表面结构。
    SEM目前的最主要组合分析功能有:X射线显微分析系统(即能谱仪EDS),主要用于元素的定性和定量分析,并可分析检品微区的化学成分等信息;电子背散射系统(即结晶学分析系统),主要用于晶体和矿物的研究。还有其他一些组合分析功能,兹略。
 
    SEM的优点是:
  一、有较高的放大倍数,20倍~20万倍之间连续可调。
  二、有很大的景深,视野大,成像富有立体感,可直接观察各种检品凹凸不平表面的细微结构。
  三、试样制备简单。目前的SEM都配有X射线能谱仪装置,这样可以同时进行显微组织形貌的观察和微区成分分析,因此它是当今十分有用的科学研究仪器。
SEM都配有X射线能谱仪装置
 
  在翡翠的测试方面,SEM可以直观地观测翡翠表面的毛孔,以及其晶体与晶体之间的间隙。因为翡翠是呈多矿物质多晶体结构的,故通常可以看到翡翠的多种伴生矿结构。我们通常用于观察翡翠毛孔的清洁程度、晶体间隙的大小、晶体边界有无被(强酸等)腐蚀的痕迹(见下三个图)。
    SEM可以放大几百倍到二十万倍,所以任何细微的形态变化、附着物都无可遁形,都会被看得清清楚楚明明白白。
 放大843倍

放大1581倍

放大24000倍
附录 翡翠一般特性(附参数)
  翡翠的一般特性(附参数),通常标示如下:
  化学成分:硅酸盐钠铝——NaAI〔Si O3〕2,常含Ca、Cr、Ni、Mn、Mg、Fe等元素。
  矿物成分:以钠铝辉石为主,次为绿辉石、钠铬辉石、霓石、角闪石、钠长石等。
  结晶特点:单斜晶系,常呈柱状、粒状、纤维状、毡状致密集合体,变晶结构,具镶嵌性。原料呈块状,次生料为砾石状。
  摩氏硬度:6.5~7.0。
  熔点:900℃~1000℃。
  解理:细粒集合体无解理;粗大颗粒二组解理,解理交角90°左右,在断面上可见闪闪发亮的“苍蝇翅”,俗称“翠性”(精品和极品翡翠因晶粒很细而肉眼见不到)。
  光泽:抛光面为油脂光泽至玻璃光泽,高端品为玻璃光泽;断面灰暗。
  透明度:半透明至不透明。透光性强。
  相对密度:3.25~3.40,一般为3.33克/每立方厘米。
  折射率:1.66~1.68(点测法)。
  韧性:强。
  颜色:详前文。颜色丰富多彩,其中以绿色为上(绿色常称为翠)。
  发光性:浅色翡翠在长波紫外光下从无到极弱发出暗淡的白、黄或绿色荧光,短波紫外光下无反应。