Unser Edelsteinlabor
Inhaltsverzeichnis
Das gemmologische Labor
Da es nicht möglich ist, einen Edelstein nur anhand der Farbe und der Einschlüsse lediglich mit einer Lupe quasi „aus dem Bauch heraus“ zu bestimmen und zu bewerten, müssen Diamanten und Edelsteine prinzipiell im Edelsteinlabor anhand einer Checkliste systematisch anhand der unterschiedlichen optischen, chemischen und physikalischen Eigenschaften bestimmt werden. Hierzu wird für jeden Edelstein eine Prozedur abgearbeitet, die aus der systematischen Messung und Erfassung der verschiedenen gemmologischen Daten besteht, sowie der Edelsteinmikroskopie, der Durchführung moderner Untersuchungsmethoden wie dem UV-A/VIS/N-IR Edelsteinspektrometer©, weiteren Spektralanalysen und der Bestimmung der chemischen Zusammensetzung des Edelsteines selbst, dessen farbgebender Elemente und der Zusammensetzung der beinhalteten Edelsteineinschlüsse.
Die Durchführung einer einzelnen Prüfung mit nur einem Gerät, das lediglich eine einzige optische oder physikalische Eigenschaft testet, lässt keine sicheren Rückschlüsse auf ein aussagekräftiges Endergebnis zu!
Bestimmung von Edelsteinen:
Zur Bestimmung von Diamanten und Edelsteinen mit gemmologischen Geräten sollte ein Schmucksachverständiger und Gemmologe über eine umfangreiche Sammlung an Referenz-Edelsteinen verfügen, die neben den natürlichen Edelsteinen und Diamanten auch deren Synthesen und behandelte Varianten umfasst. Ein Edelsteinlabor ist unerlässlich. Eine gut sortierte Bibliothek an Fachliteratur zum Abgleich der Messergebnisse anhand von Tabellen und Abbildungen, sowie der mikroskopierten Edelsteinsteineinschlüsse sind genauso zwingend erforderlich wie eine umfangreiche Laborausstattung. Darüber hinaus bilden sich Schmuckgutachter und Gemmologen regelmäßig weiter, um ihr Fachwissen immer auf dem aktuellsten Stand zu halten, was auch sehr wichtig ist, da wir uns mit immer neuen synthetisch hergestellten Edelsteinen, Diamanten und sonstigen Imitationen und künstlichen Produkten und neuen Behandlungsarten auseinander setzen müssen, wie zum Beispiel synthetisch hergestellte Diamanten und im CVD-Verfahren mit einer dünnen Schicht aus Diamant überzogene Moissanite, welche mit den üblichen Geräten wie beispielsweise einem (auf der Messung des Wärmewiderstandes basierenden) „Diamant-Moissanit-Tester“ nicht sicher prüfbar sind, um es vorsichtig auszudrücken.
Die gemmologischen Geräte zur systematischen Bestimmung von Edelsteinen:
Edelsteinmikroskop
Eines der wichtigsten Instrumente im Edelsteinlabor ist das Edelsteinmikroskop, bei dem es sich um ein bi- oder trinokulares stufenlos verstellbares Stereo-Zoom-Mikroskop handelt, das speziell für die Untersuchung von Edelsteinen entwickelt wurde. Es kommt hierbei nicht so sehr auf eine besonders starke Vergrößerung an (10x bis 50x ist meist ausreichend), sondern es geht vielmehr um eine verzerrungsfreie, nicht farbverändernde Darstellung, eine spezielle Beleuchtung und eine hierfür geeignete Mikroskop-Optik.
Eine dimmbare Dunkelfeldbeleuchtung (Kondensor) unter dem zu untersuchenden Edelstein mit einer verstellbaren Iris und einer hin zum Durchlicht zu öffnenden Dunkelfeld-Blende, sowie 5500Kelvin Auflicht erlaubt es dem Gemmologen und Schmuckgutachter, einen Edelstein indirekt von unten zu beleuchten, wodurch eine Schattenbildung der Edelsteineinschlüsse vermieden wird und Kontraste verstärkt werden. Des Weiteren verfügt das Edelsteinmikroskop über eine Tageslichtlampe mit 5500 Kelvin als Auflicht, um zu gewährleisten, dass beim Mikroskopieren die Farbe des Edelsteins nicht verändert wird. Ein flexibler Schwanenhalslichtleiter mit sehr feinen nadelartigen Aufsätzen ist zur Schräglichtbeleuchtung notwendig. Die Einschlüsse in den Edelsteinen werden in unterschiedliche Einschlussarten unterteilt, die Rückschlüsse auf Herkunft und Echtheit ermöglichen. Darüber hinaus werden auch bestimmte Erscheinungen in manchen Steinen mit dem Mikroskop analysiert, die für manche Edelsteinarten, Synthesen und einige Behandlungsarten charakteristisch sind.
Filter und mehr
Ein verschiebbarer linearer Polarisationsfilter direkt vor der Mikroskop-Optik und ein weiterer abnehmbarer linearer Polfilter ermöglichen es, das Edelsteinmikroskop als Poariskop zu verwenden und den in der Edelsteinhaltevorrichtung zwischen den Filtern befindlichen Edelstein entsprechend auf Isotropie und Anisotropie zu untersuchen.
Ein Mess-Okular mit einer integrierten Proportionen-Skala kann als integriertes Proportionscope hilfreiche Dienste leisten, was auch für einen Aufsatz zur Graduierung der Farbstufen von Diamanten gilt. Natürlich darf auch eine integrierte UV-A Beleuchtung mit einer Wellenlänge nicht fehlen, um auch
die Fluoreszenz untersuchen zu können. Eine polarisierte Lichtquelle mit einer Wellenlänge von 589nm, welche der Natrium-D-Linie im sichtbaren VIS-Spektrum entspricht kann seitlich installiert werden. Zur Betrachtung von sternförmigen Lichterscheinungen, dem Asterismus (die wir z. B. beim Ster
nrubin sehen) und zur Untersuchung von Edelsteinen mit einem Farbwechsel, wie beispielsweise dem Alexandrit, hat sich eine Halogenlichtquelle bewährt. Besonders wichtig ist auch die digitale Mikroskop-Kamera, die neben einer hohen Pixelzahl über einen sehr guten Sensor und ein hochwertiges Objektiv verfügen muss, da sie die Edelsteineinschlüsse im Dunkelfeld darstellen soll und auch durch Gegenlicht möglichst wenig beeinträchtigt wird un
d nicht von Lichtreflexionen an den Facetten der Edelsteine geblendet wird. Je nach Objektiv und Mikroskop-Kamera kann die 50fache Vergrößerung hiermit bei Bedarf um ein vielfaches erhöht werden.
Das Reflektometer
Die Wärmewiderstandsmessung (Messung des Wärmewiderstandes) im Edelsteinlabor: Vor der Messung sollte das Gerät einige Zeit eingeschaltet sein und der zu prüfende Edelstein sollte Zimmertemperatur haben! Der zu testende Edelstein und die Prüfspitze des Messgerätes sollten sauber sein. Das Messergebnis kann direkt anhand der analogen Skala auf dem Gerät abgelesen werden. Geräte mit einer digitalen Anzeige, wie zum Beispiel „Moissanite- und Diamant-Tester“ verfügen lediglich über eine LED-Skala und ein akustisches Geräusch. Es handelt sich hierbei lediglich um eines von mehreren Prüfverfahren handelt und es sind in jedem Fall weitere Untersuchungen erforderlich!
Die Werte des Wärmewiderstandes liegen bei vielen Edelsteinen sehr dicht beieinander und überschneiden sich teilweise. Bei der Prüfung von Diamanten sind wir heute der Problematik ausgesetzt, dass der Wärmewiderstand von synthetisch hergestellten und natürlich entstandenen Diamanten identisch ist. Moissanite sind teilweise im CVD-Verfahren mit einer dünnen Schicht aus Diamant bedampft, wodurch die Wärmewiderstandsmessung ebenfalls nicht mehr sicher durchführbar ist. Auch bei einigen synthetischen weißen Korunden (Saphiren) schlägt der Zeiger bis Diamant aus. Diese weißen Korund-Synthesen tragen daher auch manchmal die Handelsbezeichnung „Diamondite“.
Anwendung und Funktionsweise des Reflektometers
(das bei einigen Wärmewiderstandsmessgeräten integriert ist):
Der saubere facettierte Stein wird mit der Tafel auf dem Messpunkt platziert und abgedeckt. Der abgelesene Wert kann mit einer im Gerät befindlichen Tabelle oder Tabellen der Fachliteratur verglichen werden. Zur Funktionsweise des Reflektometers: Mittels fast senkrecht auftreffendem Infrarotlicht und Fototransistor wird quasi über die elektrische Leitfähigkeit als Größenordnung, die „Reflektivitätszahl“ ermittelt. Diese Zahlen gelten nicht als Reflexionsvermögen oder Brechungsindizes.
Allerdings handelt sich bei digitalen Refraktometern um Reflektometer, die auf den Brechungsindex kalibriert sind.
Da zur Messung der Reflektivität eine plane, polierte, flach aufliegende saubere Fläche erforderlich ist, lässt sich dieses Prüfverfahren nicht für Edelsteine im Cabouchon-Schliff anwenden.
Das Refraktometer
Wir messen den Grenzwinkel der Totalreflexion (Brechungsindex) mit dem analogen Edelsteinrefraktometer im Edelsteinlabor. Es stellt eines der wichtigsten Untersuchungsgeräte dar. Der Brechungsindex ist eine bedeutende Größe zur Bestimmung von Mineralien und Edelsteinen. Die Messungen beruhen auf dem Prinzip der Totalreflexion. Der Brechungsindex eines Edelsteins entspricht dem Grenzwinkel der Totalreflexion. Wir lesen diesen Wert direkt auf einer Skala im Gerät ab und können den Stein häufig durch den Vergleich mit Tabellen identifizieren. Im Gegensatz zum digitalen Refraktometer ermöglicht das analoge Gerät auch die Bestimmung, ob der zu untersuchende Edelstein isotrop oder anisotrop, ein- oder zweiachsig ist. Zudem ist das Gerät mit einem separaten Polarisationsfilter ausgestattet, um die Doppelbrechung und optischen Achsen zu ermitteln. Wir können auch die Dispersion bestimmen, indem wir polarisiertes Licht und verschiedene Farbfilter verwenden.
Das digitale Refraktometer
Das digitale Refraktometer misst die Reflektivität und rechnet sie in den Brechungsindex um. Eines der wichtigsten Geräte im Edelsteinlabor.
Der wesentliche Vorteil des digitalen Geräts liegt darin, dass es einen Brechungsindex von bis zu 3,0 messen kann, während das analoge Refraktometer nur Messungen bis zu einem Index von 1,8 ermöglicht. Besonders bei der Identifikation von Diamanten, mit Diamant bedampften Moissaniten und zur Unterscheidung von natürlichen und synthetischen Diamanten ist dieses Gerät äußerst hilfreich. Es misst die vom Stein reflektierte Lichtmenge mit einem Fotosensor und rechnet sie in den Refraktionsindex um. Hierbei erfordert der zu messende Stein eine flache Fläche, was weitaus stärker zutrifft als beim analogen Refraktometer. Bei diesem ist eine Kontaktflüssigkeit, die sogenannte „Andersonsche Lösung“, erforderlich, die einen „nahtlosen“ Übergang zwischen dem Glaskörper im Refraktometer und dem Edelstein herstellt. Diese Flüssigkeit gleicht auch kleinste Unebenheiten aus. Beim Messen mit dem digitalen Gerät benötigen wir keine Flüssigkeit, aber eine saubere, glatte Fläche und ausreichend Abdunkelung sind wichtig. Die hohe Anwendungsfreundlichkeit kann zu Fehlmessungen führen.
Polariskop im Edelsteinlabor
Wir verwenden das Polariskop zur Bestimmung von Isotropie und Anisotropie. Mit dem Polariskop können wir mithilfe von zwei drehbaren Polarisationsfiltern Edelsteine und Diamanten einer von vier verschiedenen Gruppen zuordnen:
A: Regelfall: Kristallsysteme: hexagonal, trigonal, tetragonal, rhombisch, monoklin und triklin:
A1: Bei 360° Drehung erscheinen 4x Aufhellung und 4x Abdunklung: anisotrop doppelbrechend, z.B. Smaragd, Rubin, Saphir, Topas, Tanzanit u.v.a.
A2: Bei 360° Drehung bleibt die Aufhellung konstant (Hellstellung): amorph mikrokristallin, z.B. Bernstein, Feueropal, Achat u.a.
B: Ausnahmefall: Kubisches Kristallsystem und amorphe Substanzen:
B1: Bei 360° Drehung erscheint ständige Auslöschung (Dunkelstellung): isotrop einfachbrechend (kubisches Kristallsystem), z.B. Diamant, Granat, Spinell u.v.a.
B2: Bei 360° Drehung des Steins zeigen sich unregelmäßige Aufhellung und Abdunklung (undulöse Auslöschung): Spannungs-Doppelbrechung, z.B. Granat, synthetischer Spinell, Kunststoffe u.a.
Zusätzlich verwenden wir eine kleine separate Linse, das Konoskop, um zwischen „doppelbrechend einachsig“ und „doppelbrechend zweiachsig“ zu unterscheiden. Bei Quarz sehen wir einen Spezialeffekt, der als „bulls eye“ bezeichnet wird. In Glas machen wir mit dieser Linse auch Spannungen sichtbar.
Waagen
Für die Goldwaage, die eine Messgenauigkeit von meist 0,01g bietet, benötigen wir noch weitere Waagen.
Die Karatwaage misst mit einer Genauigkeit von 0,001g, weshalb sie auch als Milligrammwaage bezeichnet wird. Geeichte Laborwaagen haben in der Regel ein integriertes Kalibriergewicht zur automatischen Überwachung der Messgenauigkeit sowie eine Auto-Kalibrations-Funktion. Wir können die Einheiten von Milligramm auf Karat umstellen. Wegen der geringen Gewichte wiegen wir die Edelsteine in einem Glasgehäuse. Diese besonders feine Waage stellen wir auf einem eigens dafür vorgesehenen, erschütterungsfreien Wägetisch auf.
Die Hydrostatische Waage ist eine Milligrammwaage mit einem Dichtebestimmungs-Set, das wir zur Verwendung als hydrostatische Waage nach dem archimedischen Prinzip einsetzen. Durch Wiegen an der Luft und im Wasser ermitteln wir zunächst das Volumen, wodurch wir dann das spezifische Gewicht, also die Dichte, berechnen können. Die Messgenauigkeit beträgt 0,001g.
Geeichte Waagen haben in der Regel ein integriertes oder separates Kalibriergewicht, das wir zur Überwachung der Messgenauigkeit und für eine erneute Kalibrierung nutzen.
Mit einer Magnetresonanz-Waage untersuchen wir die paramagnetischen Eigenschaften, um Edelmetalle von Nichtedelmetallen zu unterscheiden und auch das Ansprechverhalten von Edelsteinen auf Magnetismus zu überprüfen.
Wir prüfen auch Goldbarren und Goldmünzen mit dieser Waage. Also nicht nur im Edelsteinlabor wichtig!
Dichroskop
Das Dichroskop ist ein recht einfaches und kostengünstiges gemmologisches Gerät, um zusätzlich zu den Untersuchungen mit dem Edelsteinrefraktometer herauszufinden, ob ein Edelstein einachsig- oder zweiachsig anisotrop (doppelbrechend) ist.
Da Edelsteine deren Brechungsindizies größer sind als 1,8 nicht mit dem analogen Edelsteinrefraktometer untersucht werden können, ist die Untersuchung mit dem Dichroskop bei solchen Edelsteinarten unbedingt erforderlich, sehr hilfreich und meist auch schnell und sicher zielführend. Edelsteine mit einem sehr hohen Grenzwinkel der Totalreflexion (Brechungsindex) sind beispielsweise Sphene (Titanit), blauer Hoch-Zirkon und einige Steinarten der Granat-Gruppe.
Zur Arbeitsweise:
Das Dichroskop teilt einen Lichtstrahl je nach optischen Eigenschaften des zu untersuchenden Edelsteins in zwei oder mehrere separate polarisierte Strahlen auf, weshalb bei Drehung des Edelsteins oder Dichroskops um seine Längsachse beim Beobachten zwei oder mehrere farblich leicht bis deutlich unterschiedliche Abbildungen erkennbar sind: Bleiben beide Bilder identisch, so ist der Edelstein isotrop (einfachbrechend), amorph oder mikrokristallin. Bei zwei verschiedenen Farben ist er einachsig anisotrop (doppelbrechend). Bei mehreren verschiedenen Farben ist er zweiachsig anisotrop (doppelbrechend).
Eine Farbe: Isotrop (einfachbrechend): kubisch, amorph (und Achat): Beispielsweise Diamant, Cubic Zirkonia, Granat-Gruppe, Spinell und Bernstein, Opal, Glas
Zwei Farben (Dichroismus): Anisotrop (doppelbrechend) einachsig: Tetragonal, hexagonal, trigonal: Zum Beispiel Zirkon, Beryll-Gruppe (Aquamarin, Morganit, Smaragd, etc.), Quarz-Gruppe, Korund-Gruppe und Turmalin
Drei Farben (Pleochroismus): Anisotrop (doppelbrechend) zweiachsig: Rhombisch, monoklin, triklin: Zum Beispiel Chrysoberyll, Topas, Tansanit, Feldspat- und Spodumen-Gruppe.
UV-Kabinett: Lumineszenz
Fluoreszenz und Phosphoreszenz sind die Erscheinungen, die wir bei einer Bestrahlung mit UV (ultraviolettem) Licht beobachten können.
In der Edelsteinbestimmung hat die Untersuchung des Verhaltens von Diamanten und Edelsteinen im ultravioletten Bereich des Spektrums in den letzten Jahren wegen diverser Behandlungsarten und Synthesen zunehmend an Bedeutung gewonnen.
Anwendung
Wir kennen allgemeine Anwendungen für Fluoreszenz und UV-Lampen, wie beispielsweise Geldscheinprüfer, Geräte zum Trocknen und Härten von Nagellack, Solarien und Schwarzlicht in Clubs. Auch die Windschutzscheibe am Auto reparieren wir mit Hilfe von UV-Kleber.
Bei diesen Anwendungen handelt es sich um den langwelligen UV-A Bereich, auch UV-LW (long wave) genannt. Der Wellenlängenbereich von langwelligem ultraviolettem Licht liegt etwa bei 320-380 nm. Gefährlich: Dieses UV-Licht bräunt die Haut und kann Schädigungen an den Augen verursachen.
Das gefährliche, sehr energiereiche kurzwellige ultraviolette UV-C Licht, auch UV-SW (short wave) genannt, verwenden wir in Teichfiltern, um das Wasser klar und frei von Algen zu halten. Im medizinischen Bereich sterilisiert man seit Jahrzehnten chirurgische Instrumente mit UV-C Licht.
Seit einiger Zeit bieten wir im Handel auch verschiedene UV-Geräte an, mit denen wir beispielsweise unsere Telefon- und Computertastaturen desinfizieren können. Dabei hängt die Wirksamkeit von der richtigen Wellenlänge, Intensität, Dauer der Bestrahlung und der richtigen Anwendung ab. Ob eine Handy-USB-UV/C-Quelle ausreicht, um beispielsweise die Computertastatur nur wenige Sekunden anzuleuchten, ist jedoch fraglich. Auch aus gesundheitlicher Sicht erscheint die pandemiebedingte Verbreitung solcher Geräte bedenklich. Haben wir uns nicht über Jahrzehnten hinweg mit hohen Sonnenschutzfaktoren eingecremt, um uns vor gefährlicher UV-Strahlung zu schützen? Bei der Anwendung von UV-Licht sollten wir uns der Gefahren bewusst sein, die von energiereicher ultravioletter Strahlung ausgehen, die nicht zu unterschätzen sind. Der Wellenlängenbereich von kurzwelligem ultraviolettem UV-C Licht liegt bei etwa 100-280 nm und grenzt unmittelbar an die (X-Ray) Röntgenstrahlung an. Gefährlich: Dieses sehr gefährliche UV-Licht verursacht nach kurzer Zeit Verbrennungen der Haut und der Bindehaut und kann zur Erblindung führen.
Lumineszenz in der Edelsteinkunde
In der Edelsteinkunde ist die Foto-Lumineszenz besonders interessant, da eine Lichtquelle im langwelligen ultravioletten Bereich (UV-A) an diversen Edelsteinen teils faszinierende fluoreszierende Erscheinungen verursacht, die wir meist mit kostengünstigen Hilfsmitteln betrachten können. Diese Erscheinungen können Indizien für die Echtheit oder Synthese eines Steins liefern. Sie sind nicht nur für den Fachmann von Interesse, sondern lassen sich auch mit Edelstein-Bestimmungstabellen vergleichen. Darüber hinaus stellen sie eine bedingt diagnostische Möglichkeit zur Identifikation von behandelten und synthetischen Diamanten dar.
Für die Untersuchung von fluoreszierenden und phosphoreszierenden Erscheinungen an Edelsteinen verwenden wir ein so genanntes UV-Kabinett. In einem geschlossenen, innenseitig schwarzen Gehäuse befinden sich eine UV-A- und eine UV-C-Quelle, die separat einschaltbar sind. Wir betrachten die Erscheinungen von oben durch einen UV-Filter, der es uns ermöglicht, die lumineszierenden Erscheinungen im Bereich des sichtbaren Farbspektrums zu begutachten, während er gleichzeitig schädliche und gefährliche UV-Strahlung herausfiltert, um die Augen des Gemmologen zu schützen.
Proportion-Scope
Dieses Gerät dient der Begutachtung und der exakten Messung der Proportionen der Schliffe von Brillanten, Diamanten und Edelsteinen. Über ein Schattenbild können anhand einer Skala hierbei die exakten Winkel, etc. gemessen und abgelesen werden.
Dosimeter
Das Dosimeter (Geigerzähler) identifiziert eventuelle radioaktive Behandlungen.
Edelsteinbehandlungen durch Radioaktivität sind keine Seltenheit und lassen sich technisch einfach durchführen.
Der entscheidende Unterschied zu anderen Behandlungsarten liegt darin, dass die jährliche Strahlenbelastung für jeden unnötig ansteigt, der mit solchen Steinen in Kontakt kommt oder sie sogar täglich als Schmuckstück trägt.
Mit einem Dosimeter (Geigerzähler) untersuchen wir Edelsteine und Diamanten auf eine mögliche radioaktive Behandlung. Die natürliche Radioaktivität beträgt beispielsweise in unserem Büro 0,07 Mikrosievert. Im Flugzeug auf etwa 10.000 m Höhe kann sie bei 11 oder mehr liegen. Da einige Edelsteine, wie der Titanit (Sphene), eine gewisse natürliche Radioaktivität aufweisen können, ziehen wir keine voreiligen Schlüsse. Hochenergetische radioaktive Bestrahlung und Gammabestrahlung lassen sich jedoch auf diese Weise nachweisen. Die Vorgehensweise zur Messung ist einfach: Zuerst messen wir die natürliche Umgebungsstrahlung, die ortsabhängig zwischen 0,03 und 0,07 Mikrosievert liegt. Danach messen wir den Stein. Ein kleiner Edelstein mit einem Durchmesser von nur etwa 5 mm sollte das Messergebnis der Umgebungsstrahlung nicht beeinflussen, wenn er natürlich ist. Fachliteratur enthält Tabellen, aus denen hervorgeht, welche Edelsteine und Mineralien natürliche Radioaktivität aufweisen können und bei welchen eine Behandlung durch radioaktive Bestrahlung möglich ist.
Bestrahlungen
Eine intensive radioaktive Bestrahlung bewirkt insbesondere bei farbigen Diamanten ein intensiveres „Leuchten“ der Farben, was wir mit einem Dosimeter aufgrund erhöhter Werte einfach nachweisen können. Auch Ametrine stellen wir auf diese Weise her. Wir kleben zum Beispiel einen Amethyst mit Bleifolie zur Hälfte ab. Durch die Bestrahlung verändert sich das Lila zu Gelb. Das Ergebnis ist ein Ametrin – ein Stein, der zur Hälfte aus Amethyst und zur anderen Hälfte aus Citrin besteht, was in der Natur selten vorkommt und daher wertvoll ist.
Im Umkehrschluss deutet eine „Dämpfung“ – also ein zu geringer Wert natürlicher Radioaktivität – auf eine Oberflächenbehandlung mit Wachsen und Ölen wie Paraffin oder Harzen hin.
Die Durchführung des Tests ist daher immer sinnvoll und kann zusätzliche Erkenntnisse liefern.
Einfachere, ältere analoge Geräte mit nur einem Zählröhrchen eignen sich gut dafür. Auch miniaturisierte digitale Geräte, die über den Lautsprecherausgang eines Handys in Kombination mit einer App betrieben werden können, liefern erstaunlich genaue Werte.
Prüfsäure
Um die Echtheit von Gold verlässlich zu überprüfen, vereinbaren Sie einfach einen Termin und wir schauen uns Ihre Schmuckstücke an. Mit unserer Jahrelangen Erfahrung, modernen Untersuchungsmethoden wie der Röntgenfluoreszenzanalyse oder dem klassischen Säuretest können wir sicher sagen, um was es sich handelt.
Ein Schiefertäfelchen, ein Prüfstern mit unterschiedlichen Referenz-Goldlegierungen und ein
Satz verschiedener Säuren (Königswasser) zur Bestimmung der unterschiedlichen Feingehalte von Goldlegierung, sowie andere Chemikalien zum Testen der Edelmetalle Platin und Silber.
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UV-A/VIS/N-IR Edelsteinspektrometer©
Mit dem Edelsteinspektrometer© untersuchen Sie den langwelligen ultravioletten UV-A Bereich, das Fluoreszenzspektrum, das sichtbare VIS Farbspektrum und das nahe Infrarot N-IR Spektrum. Sie messen Absorptionsspektren, Transmissionsspektren sowie Reflexionsmessungen im IR-Bereich. Die Auswertung erfolgt durch den Vergleich mit einer Datenbank, die über 4000 Referenzkurven enthält. Die Fraunhoferschen Linien erscheinen als Zahlen über den entsprechenden „Peaks“ der Kurven und lassen sich zusätzlich mit der Fachliteratur abgleichen. Da mehrere Spektren als Kurven dargestellt und untersucht werden, liefert diese Methode deutlich aussagekräftigere Ergebnisse als ein einfaches Spektroskop. Besonders beim Rubin liegt die Herausforderung in der Vielzahl an synthetischen Herstellungsverfahren, die teils zu Hybriden kombiniert und nach einer Hitze-Diffusions-Behandlung bearbeitet werden.
Weitere Informationen zu unserem Edelsteinspektrometer, der Entstehungsgeschichte und weitere Einzelheiten finden Sie auf folgender Unterseite: Edelsteinspektrometer.
Raman-Spektrometer
Die Raman-Analyse gilt in der Edelsteinkunde als eine der optimalen „High-End“-Untersuchungsmethoden, da sie sich besonders gut zur Bestimmung von Edelsteinen und Mineralien eignet. Das Raman-Spektrum liefert im Bereich der Gemmologie überwiegend sehr diagnostische Ergebnisse.
Zur Funktionsweise:
Bei dieser Technologie untersuchen wir das Schwingungsverhalten der Moleküle. Ein 532nm oder 785nm Laser löst eine eigenständige elektromagnetische Schwingung der Moleküle aus, das sogenannte „Raman-Streuspektrum“. Man spricht auch von einem Emissionsspektrum, da diese Strahlung durch die Untersuchung generiert und emittiert wird (also aus dem Stein herauskommt). Es heißt „Streuspektrum“, weil diese meist sehr schwache Strahlung beim Verlassen der Probe in alle Richtungen gestreut wird. Wir bündeln die Raman-Strahlung in einem Mikroskop-Objektiv und leiten sie an ein digitales (Infrarot)-Spektrometer weiter.
Der Laser löst oft zusätzlich bei Edelsteinen eine gewisse Fluoreszenz aus, die das schwache Raman-Spektrum teilweise überlagert, sowie unerwünschte Rayleigh-Strahlung, die wir mit speziellen Filtern beseitigen oder reduzieren müssen. Das gilt auch für die ebenfalls austretende monochromatische Laserstrahlung aus dem Edelstein.
Anwendung:
Wir identifizieren Edelsteine schnell und sicher mit der Raman-Spektroskopie. Wir können auch Behandlungen nachweisen. Ein besonders charakteristisches Raman-Spektrum weist auch der Diamant auf, was eine sichere Detektion von jüngst vermehrt vorkommenden Synthesen sowie HPHT-Behandlungen, CVD usw. ermöglicht.
Wir verwenden ein Raman-Spektrometer mit einem 785nm Infrarot-Laser, dessen Intensität und Emissionsdauer wir anwählen können, um eine bessere Anregung der Raman-Streustrahlung zu erzielen. Die Applikation zur Untersuchung von Diamanten, Edelsteinen und Mineralien sorgt für einen konstanten Abstand zwischen Probe und Messsonde und verhindert das Eindringen äußerer elektromagnetischer Strahlung wie Licht. Dadurch erhalten wir reproduzierbare, repräsentative Messergebnisse.
Datenbank
Unser Gerät verfügt über eine umfangreiche Vergleichsdatenbank für diverse Chemikalien sowie eine eigene Referenz-Datenbank für Edelsteine. Der in die Spektrometer-Software integrierte Algorithmus gleicht den zu analysierenden Edelstein automatisch mit der Datenbank ab.
Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA)
Die Röntgenfluoreszenzanalyse ermöglicht auch eine zerstörungsfreie Analyse der chemischen Zusammensetzung auf elementarer Ebene von Edelsteinen und deren darin enthaltenen farbgebenden Elemente. So kann beispielsweise bei einem Smaragd das Herkunftsland Kolumbien nachgewiesen werden, da sich in solchen Smaragden mehr Vanadium nachweisen lässt. Auch Edelsteineinschlüsse können oft analysiert werden, was manchmal Rückschlüsse auf die Herkunft ermöglicht. Des Weiteren können zum Beispiel Blei dotierte Rissfüllungen nachgewiesen werden, sowie Diffusions-Hitzebehandlungen.
Synthesen können über die enthaltenen Katalysator Reste (beispielsweise Platin, etc.) als solche identifiziert werden. Darüber hinaus können zu untersuchende Edelsteine mit einer von Andreas Stratmann eigens dafür angelegten umfangreichen Referenz-Datenbank abgeglichen werden. Diese Edelstein-RFA-Datenbank kann auch den Diamantgutachter bei der Farbgraduierung von Diamanten aufgrund der enthaltenen Spurenelemente, sowie der Bestimmung des Reinheitsgrades wegen der enthaltenen Stärke, Größe und Dichte der Einschlüsse bei seinen Untersuchungen und Einschätzungen sinnvoll unterstützen.
Mit der Röntgenfluoreszenzanalyse unterscheiden wir auch sicher zwischen kostbaren Salzwasser-Zuchtperlen (die mehr Sr Strontium enthalten) und preiswerten Süßwasser-Zuchtperlen (die einen höheren Mn Mangan Gehalt aufweisen). Auch eventuelle künstliche Einfärbungen oder Beschichtungen können wir mit dieser Untersuchungsmethode nachweisen.
Weitere Informationen können Sie unserer dazu passenden Unterseite entnehmen.
Mikro-Radiographie
Haben Sie sich schon gefragt, ob Sie eine Salzwasser- oder Süßwasser-Zuchtperle besitzen? Vielleicht handelt es sich um eine Südsee-, Tahiti- oder Ming-Perle? Oder haben Sie gar eine der sehr seltenen Naturperlen?
In unserem Edelsteinlabor bestimmen wir die chemische Zusammensetzung von Perlen mittels Röntgenfluoreszenzanalyse und Raman-Analyse. Durch Mikroradiographie machen wir zudem die innere Struktur der Perlen sichtbar. Sogar einzelne Perlschichten werden oft erkennbar, was uns im Edelsteinlabor hilft, beispielsweise eine durchgeführte Politur nachzuweisen.
Mit einer Röntgenaufnahme im Edelsteinlabor können wir nachweisen, ob es sich um eine Salzwasser-Zuchtperle mit Kern oder eine natürlich gewachsene Perle (so genannte „Orient- oder Barockperle“) oder eine Süßwasserperle mit oder ohne Kern handelt.
Auch Risse in Edelsteinen, die mit Bleiglas gefüllt sind, lassen sich im Edelsteinlabor auf diese Weise anschaulich darstellen.
Unsere digitale Mikro-Radiologie-Technik stammt ursprünglich aus dem Dental- und Sicherheitsbereich und wurde im Edelsteinlabor für gemmologische Untersuchungen angepasst. Neben einfachen Röntgenbildern ermöglichen wir auch dreidimensionale Darstellungen.
Da der Wert seltener Naturperlen den zehnfachen Betrag überschreiten kann, rechtfertigen sich aufwendige Untersuchungen im Edelsteinlabor hier durchaus.
Neben Perlen und Edelsteinen durchleuchten wir natürlich auch beliebige andere Gegenstände in unserem Edelsteinlabor.
Referenz Steine
Farbvergleichssteine (Masterstones) graduieren Diamanten und Brillanten in den Farben D-M.
Im Edelsteinlabor bestimmen und begutachten wir Typ 1a, 1b, 2a und 2b Diamanten sowie behandelte Diamanten, synthetische Diamanten, Moissanit und mehr.
Besonders umfangreich ist unsere Sammlung an Referenz-Edelsteinen im Edelsteinlabor. Wir ziehen diese Edelsteine bei Analysen und der Begutachtung oft als Vergleich heran. Die Referenz-Edelsteine des Edelsteinlabors Berlin haben in zahlreichen Edelsteinseminaren Anwendung gefunden und wurden mehrfach untersucht. Unsere Edelsteinsammlung im Edelsteinlabor umfasst rund 300 natürliche Edelsteine, verschiedene behandelte Edelsteine sowie die entsprechenden Synthesen. Dazu gehören beispielsweise synthetische Rubine, die nach dem Chatham-, Ramaura-, Knischka- und Verneuil-Verfahren hergestellt wurden, sowie andere Synthesen wie synthetischer Spinell in verschiedenen Farben. Natürlich zählen auch Rubine und Saphire unterschiedlicher Qualitäten dazu, bei denen die Herkunftsländer wie Sri Lanka, Burma, Afrika, Indien, Thailand, Madagaskar und Kaschmir bekannt sind. Dasselbe gilt für Smaragde und Turmaline, bei denen wir im Edelsteinlabor überprüfen, ob ein „kolumbianischer Smaragd“ oder ein „Paraiba-Turmalin“ tatsächlich aus dem entsprechenden Land stammt oder lediglich wegen der Farbe und der ähnlichen Zusammensetzung als solches bezeichnet wird.
Weitere Geräte
Es gibt noch weitere Geräte, die man mehr oder weniger zum Untersuchen von Edelsteinen gebrauchen kann. Da diese jedoch den Rahmen an dieser Stelle sprengen würden werden die Geräte hier nur kurz aufgelistet. Sollten Sie Fragen zu den einzelnen Geräten haben, zögern Sie nicht und eine e-Mail zu schreiben. Gerne klären wir dann Ihre Fragen.
- Gem-Weight-Computer
- Digitales Mikrometer
- Moe-Diamond-Weight-Computer (mit Tabellen)
- Analoger Feintaster
- Digitaler Messchieber
- Hanlupe
- Chelsea- und Rubin Filter
- Tageslichtlampe
- Kaltlichtquelle
- Spektroskop
Kalibration und Justierung der Spektrometer
Um eine durchgehend hohe Messgenauigkeit zu gewährleisten werden unsere Spektrometer regelmäßig gereinigt, gewartet, justiert und kalibriert. Hierdurch werden Messabweichungen auf einen Minimum reduziert.
Zur Qualitätssicherung der unterschiedlichsten Messaufgaben mittels Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) verwenden wir zur Kalibration und Justierung:
- Zertifizierte Kalibrierstandards: Reinst-Elemente
- Zertifizierte Kalibrierstandards: Edelmetalllegierungen
- PSE (Periodensystem der Elemente) mit 92 Referenz-Elementen, bei denen es sich überwiegend um Reinst-Elemente handelt.
- Referenz-Edelsteine
- Referenz-Mineralien
- Referenz-Sande
Zur Qualitätssicherung der UV-A-Absorptions- und Fluoreszenz-, sowie VIS- und N-IR Spektralanalysen verwenden wir zur Kalibration und Justierung:
- Verschiedene optische Filter
- Lichtquelle mit 589,6 nm, was der Natrium D-Linie entspricht.
- UV-A 365 nm, UV-A Laser 405 nm, UV-C 256 nm
- Verschiedene Referenz-Edelsteine und -Mineralien
Zur Qualitätssicherung der Messung der UV-C Reflexionsspektren verwenden wir:
- Deuterium Lichtquelle
- Natürliche, behandelte und synthetisch hergestellte Diamanten der Typen Klassen 1 a und b, sowie 2 a und b.
Zur Qualitätssicherung der Raman-Analysen verwenden wir:
- Verschiedene Referenz-Mineralien
