PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TỶ TRỌNG CỦA ĐÁ QUÝ  Tỷ trọng là một thông số quan trọng trong việc định tên đá quý. Có nhiều cách xác định tỷ trọng của đá quý, tuy nhiên hiệu quả và chính xác nhất là sử dụng phương pháp thủy tĩnh          1. Bản chất phương pháp     Tỷ trọng của viên đá là tỷ số giữa trọng lượng trên thể tích của nó: Trong đó: p - tỷ trọng viên đá, tính bằng g/cm3; m - trọng lượng viên đá, tính bằng g; v - thể tích viên đá, tính bằng cm3.   Đo tỷ trọng để kiểm tra đá quý là bản chất của phương pháp này Trọng lượng viên đá được xác định bằng cách cân trong không khí (cân khô) thể tích viên đá đúng bằng thể tích của khối dung dịch (thường dùng nước cất tiêu chuẩn) bị đẩy ra khi nhúng chìm viên đá vào đó. Tất cả nước, dung dịch và không khí đều phải ở điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ, áp suất), nếu cân ở điều kiện thường thì kết quả thu được phải hiệu chỉnh. Theo định luật Archimedes, khi nhúng đá vào trong một dung dịch nào đó, trọng lượng của viên đá sẽ mất đi một trọng lượng bằng trọng lượng của khối dung dịch bị viên đá chiếm chỗ. Thể tích của viên đá (cũng là thể tích của khối dung dịch bị chiếm chỗ) bằng trọng lượng của khối dung dịch đó chia cho tỷ trọng của dung dịch bị chiếm chỗ.   Trong đó:   m - trọng lượng viên đá trong không khí    m’ - trọng lượng viên đá trong dung dịch;     p’- tỷ trọng dung dịch.   Từ đó ta có công thức tính tỷ trọng của viên đá bằng phương pháp cân thuỷ tĩnh:     Nếu dung dịch là nước cất ở điều kiện tiêu chuẩn thì tỷ trọng của nó đúng bằng 1g/cm3.          2. Thiết bị thử      Các loại cân được sử dụng để xác định tỷ trọng được chia thành hai loại.     - Cân phân tích cơ học thông dụng trong các phòng thí nghiệm;     - Cân phân tích điện tử.     Các loại cân trên phải đáp ứng được các yêu cầu sau:     -Độ chính xác (khả năng đọc) từ 10-3g đến 10-5 g, thường 10-4 g (10-2 %);      - Giới hạn cân được đối với đá quí tối thiểu phải đạt 40 g đến 50 g.   Tất cả các loại cân trên đều phải có bộ gá kèm theo để vừa có thể cân mẫu trong không khí, vừa cân trong dung dịch. Bộ gá này có dạng như hình 1 (loại cân cơ học) hoặc hình 2 (đối với cân điện tử). Hình 1- Cân cơ học và bộ gá để xác định tỷ trọng. Hình 2 - Cân điện tử và bộ gá để xác định tỷ trọng.           hệ thống cân thủy tĩnh        3 Chuẩn bị thử   - Đặt cân ở mức thăng bằng và chuẩn cân theo quả chuẩn;   - Tuân thủ các điều kiện của phòng thí nghiệm (nhiệt độ, độ ẩm, điện áp v.v...);     - Mẫu phải được rửa sạch và sấy khô. Không thử đối với loại mẫu có nhiều khuyết tật (lỗ hổng, khe nứt hoặc lẫn các tạp chất);   - Dung dịch thường được chọn là loại nước cất hai lần.        4 Tiến hành thử      Việc xác định tỷ trọng bằng phương pháp cân thuỷ tĩnh gồm các bước sau:      - Cân viên đá trong không khí (cân khô); - Cân viên đá trong dung dịch (cân ướt);     - Tính tỷ trọng theo công thức ở phần 1. Khi tiến hành thử phải chú ý sao cho:     - Không có bọt khí bám vào mẫu và lưới khi cân trong dung dịch; - Không để mẫu và lưới chạm vào thành cốc; - Những mẩu đá có tỷ trọng nhỏ (hổ phách, nhựa...) cần cho chìm hẳn trong dung dịch khi cân ướt.       5 Xử lý kết quả   Mỗi một giá trị tỷ trọng cần được xác định tối thiểu là 3 lần sau đó lấy giá trị trung bình. Kết quả cân được lấy với 2 đến 3 chữ số sau dấu phẩy (đơn vị gam).   Hiệu chỉnh giá trị tỷ trọng theo:   - Nhiệt độ của dung dịch;   - Theo lực khí tĩnh học khi cân trong không khí;     - Theo độ lệch của các quả cân so với các giá trị danh nghĩa.     Sai số tuyệt đối của phương pháp cân thủy tĩnh được tính theo công thức Wolf:    Trong đó:   p - tỷ trọng viên đá;   Ddd - tỷ trọng dung dịch,g/cm3;   m - trọng lượng viên đá,g;   Δm, ΔV,ΔDdd - các sai số đo tương ứng (khi xác định trọng lượng, thể tích và tỷ trọng dung dịch), tính bằng g, cm3 và g/cm3.                                                                                                              Theo: TCVN: 5856:1994

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHIẾT SUẤT ĐÁ QUÝ  Cùng với tỷ trọng chiết suất là thông số góp phần quan trọng trong việc xác định chính xác tên đá   1. Bản chất phương pháp Khi một tia sáng được chiếu vào một viên đá quý, tốc độ truyền ánh sáng trong đó sẽ giảm xuống ở mức độ nào đó tuỳ thuộc vào các đặc tính quang học – tinh thể của viên đá. Đại lượng phản ánh tính chất quang học đó của đá quý gọi là chiết suất n: Trong đó: V0 - vận tốc ánh sáng trong chân không; V - vận tốc ánh sáng trong viên đá; i - góc tới; r - góc khúc xạ. Đo chiết suất n để kiểm tra đá quý là bản chất của phương pháp này.   2. Thiết bị thử Phương pháp đo chiết suất được sử dụng chủ yếu cho đá quý là phương pháp khúc xạ kế và thiết bị được dùng là khúc xạ kế (refractometer). Cấu tạo chiết suất kế   Thiết bị này dựa trên sự tương quan giữa giá trị chiết suất n và góc phản xạ toàn phần của viên đá. Sơ đồ nguyên lý của một khúc xạ kế dùng cho đá quý trình bày ở hình dưới.    Sơ đồ nguyên lý của máy khúc xạ kế   Những yêu cầu cơ bản của một khúc xạ kế dùng cho đá quý là: - Phải là loại dùng để đo các chất rắn; - Có dải đo chiết suất đủ rộng (thường từ 1,3 đến 1,8) để đo được đa số các loại đá quý; - Có nguồn sáng natri với bước sóng chuẩn 58930A; - Có kính lọc phân cực để đo chiết suất những chất dị hướng quang học; - Có dung dịch có chiết suất trung gian (1,81) giữa bán cầu (bán trụ) thủy tinh và viên đá để tạo ra tiếp xúc quang học giữa chúng (dung dịch đệm).   3. Mẫu thử Mẫu để đo chiết suất phải có ít nhất một mặt được mài phẳng và đánh bóng theo đúng quy định. Đối với mẫu dị hướng mặt phẳng này phải song song với trục quang học của mẫu. Chuẩn máy bằng các mẫu chuẩn chiết suất trước khi đo. Rửa và lau sạch mặt của bán cầu (bán trụ) thủy tinh và mặt mẫu. Các mặt phẳng này không cho phép có các vết xước, nứt rỗ.   4. Tiến hành thử Mở nguồn sáng natri cho đến khi hoạt động ổn định. Nhỏ một giọt dung dịch đệm lên mặt bán cầu (bán trụ) thủy tinh của khúc xạ kế: đường kính giọt dung dịch khi đặt viên đá lên không lớn hơn 1 mm đến 2 mm. Dung dịch đệm dùng cho khúc xạ kế để đo đá quý thường là iođua mêtylen (CH2I2) được bão hoà lưu huỳnh. Đặt nhẹ mặt mài bóng của viên đá lên giọt dung dịch đệm, di nhẹ qua lại sao cho không còn bọt khí ở mặt tiếp xúc quang học. Điều chỉnh nguồn sáng sao cho thang đo rõ nét nhất. Giá trị chiết suất n đọc theo giá trị tương ứng với ranh giới giữa trường tối (ở trên) và trường sáng (ở dưới). Lắp kính phân cực lên thị kính và xoay 3600. Nếu ranh giới giữa trường sáng và trường tối không thay đổi thì chỉ có một giá trị chiết suất (vật đẳng hướng). Nếu ranh giới này thay đổi trong một khoảng độ nào đó thì ghi giá trị nmax và nmin (vật dị hướng). Lấy mẫu khỏi bán cầu thủy tinh và lau sạch dung dịch ở cả bán cầu và mặt viên đá quý.   5. Xử lý kết quả Đối với vật đẳng hướng cần đo 2 đến 3 lần và lấy giá trị trung bình cộng. Đối với vật dị hướng, nếu không có mặt phẳng song song với trục quang, cần đo chiết suất ở vài mặt khác nhau, mỗi mặt 2 đến 3 lần rồi lấy các giá trị nmax và nmin.

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỔ HẤP THU  Phổ hấp thu của đá quý được xác định bằng phổ kế trong phạm vi vùng khả kiến   1. Bản chất của phương pháp   Khi chiếu một chùm ánh sáng trắng (tập hợp của các ánh sáng đơn sắc trong vùng nhìn thấy) ánh sáng sẽ bị hấp thụ với cường độ khác nhau ở những bước sáng khác nhau. Giản đồ biểu thị sự thay đổi cường độ hấp thụ ánh sáng của viên đá theo bước sóng gọi là phổ hấp thụ của nó. Đối với đá quý người ta sử dụng chủ yếu phổ hấp thụ trong vùng ánh sáng nhìn thấy. Đó là bản chất của phương pháp phổ hấp thụ.     2. Thiết bị   Để xác định phổ hấp thụ người ta sử dụng hai phương pháp: - Quan sát chủ quan (trực quan); - Dùng các thiết bị tự ghi. Đối với các đá quý, cho đến nay các phòng thử nghiệm trên thế giới, chủ yếu dùng phương pháp đầu, còn phương pháp sau ít được sử dụng vì nó đòi hỏi phải gia công mẫu thử rất khắt khe (thành những tấm song phẳng có độ dày quy định, đánh bóng hai mặt v.v...). Điều này rất khó chấp nhận vì việc kiểm định đá quý về cơ bản phải giữ nguyên hình dạng ban đầu của nó. Vì vậy, tiêu chuẩn này chỉ quy định kiểm tra đá quý bằng phương pháp quan sát trực quan phổ hấp thụ của nó. Kính quang phổ trực quan có 2 loại: 1 - Loại dùng lăng kính (Hình 1) 2 - Loại dùng cách từ nhiễu xạ. Hình 1- Sơ đồ đường đi của ánh sáng trong một kính quang phổ dùng lăng kính. Để xác định phổ hấp thụ chuẩn xác và thuận tiện cần phải có: - Nguồn sáng mạnh (100 W đến 1000 W), hội tụ tốt, có thể điều chỉnh được cường độ, có thể vừa dùng mốt truyền qua, vừa dùng mốt phản xạ. Có thể dùng các nguồn sáng lạnh (sợi quang học); - Có chắn sáng thị trường để thay đổi kích thước chùm sáng chiếu vào mẫu; - Cả nguồn sáng, kính quang phổ, mẫu đá cần được gá trên các giá kẹp sao cho đồng thời có thể xoay được viên đá theo các phương khác nhau, thay đổi được góc chiếu và góc quan sát, khoảng cách từ mẫu đến nguồn sáng và kính quang phổ.   3. Mẫu thử   Mẫu thử phải là loại có màu đồng nhất (kể cả loại không màu). Kích thước mẫu thường không nhỏ hơn 5 mm2. Mẫu phải sạch và khô.      4. Tiến hành thử   - Chuẩn thang bước sóng của kính quang phổ theo ánh sáng đơn sắc của đèn Natri và đèn thuỷ ngân. - Gắn mẫu, nguồn sáng, kính quang phổ trên các giá kẹp và chọn vị trí mẫu cần chiếu và phương pháp quan sát thích hợp cho mốt truyền qua hoặc mốt phản xạ. - Việc thử nên tiến hành trong buồng tối. Chú ý: Mốt phản xạ có thể dùng cho mọi trường hợp, nhất là khi mẫu có màu nhạt, còn mốt truyền qua chỉ thích hợp cho trường hợp mẫu không bị chắn (gắn trên đồ tư trang) và có màu đậm. Về nguyên tắc, cần xác định phổ bằng cả mốt truyền qua và mốt phản xạ (nếu có thể). - Điều chỉnh chắn sáng thị trường sao cho chỉ ánh sáng truyền qua hoặc phản xạ trực tiếp từ viên đá mới được đập vào khe của kính quang phổ. - Điều chỉnh độ nét của phổ sao cho rõ nhất. Do sự nhạy cảm của mắt người, độ nét của phổ ở vùng tím và vùng đỏ không như nhau. - Để thấy được những vạch hấp thụ mảnh và mờ, trong quá trình quan sát, cần thay đổi phối hợp liên tục độ mở của khe kính quang phổ, góc quan sát và vị trí mẫu cần chiếu.      5. Xử lý kết quả   - Phổ hấp thụ của đá quý tốt nhất nên được chụp ảnh (ảnh màu) hoặc dựng lại theo toạ độ thích hợp và so sánh với các atlas chuẩn để xác định tên đá. - Phổ hấp thụ cũng có thể được ghi lại bằng số (bước sóng) tương ứng với các vạch hấp thụ từ nhỏ đến lớn trong vùng nhìn thấy. Các vạch mảnh và nhạt được ghi bằng số bình thường (ví dụ vạch 450 nm), vạch đậm được gạch dưới (550nm), dải hấp thụ được ghi từ giá trị đầu đến cuối (520 nm đến 600 nm).

GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP GIÁM ĐỊNH ĐÁ QUÝ Phương pháp giám định đá là tổ hợp hệ thống các phương pháp xác định các thông số của đá quý. Mỗi loại đá quý đều có những tính chất vật lý, hóa học, quang học, tinh thể học,.... đặc trưng. Để biết tên, nguồn gốc sinh thành (tự nhiên hay tổng hợp), mức độ xử lý của một viên đá cần phải xác định nhiều thông số như: tỷ trọng, chiết suất, phổ hấp thu, đặc điểm quang học tinh thể, tính phát quang, đặc điểm bao thể, cấu trúc tăng trưởng,.... Mỗi đặc điểm trên đều có những phương pháp xác định riêng. Công ty PNJL sẽ lần lượt giới thiệu đến khách hàng (công bố phương pháp thử nghiệm theo ISO: 17025) các phương pháp giám định được sử dụng. Qua đó, khẳng định độ chính xác, tính khoa học, trình độ ứng dụng,... của công ty đối với các sản phẩm được kiểm định.