Gemmologisches Labor

Das gemmologische Labor

Zur Bestimmung von Edelsteinen mit gemmologischen Geräten verfügt ein Schmucksachverständiger Goldschmiedemeister
über eine gut sortierte Bibliothek an Fachliteratur zum Abgleich der Messergebnisse anhand von Tabellen und Abbildungen, sowie der mikroskopierten Edelsteinsteineinschlüsse. Aufgrund der unterschiedlichen optischen Eigenschaften, sind einige Untersuchungen erforderlich.  Zur systematischen Edelsteinbestimmung verwendet der Schmuckgutachter Arbeitsbögen. Die Durchführung einer einzelnen Prüfung  lässt keine Rückschlüsse auf ein Endergebnis zu!

Das Edelsteinmikroskop

GIA Gemolite

Edelsteinmikroskop

GIA Gemolite

Tageslicht 5500 K

GIA Gemolite

Dunkelfeldbeleuchtung

Das vermutlich wichtigste Instrument ist das Edelsteinmikroskop, wobei es sich um ein 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 vielmehr um eine verzerrungsfreie Darstellung und spezielle Beleuchtung. Die Dunkelfeldbeleuchtung im unteren Bereich erlaubt es dem Schmuckgutachter, den Edelstein indirekt von unten zu beleuchten, wodurch eine Schattenbildung der Edelsteineinschlüsse vermieden wird. Eine tiefer liegende Blende kann zur direkten Durchleuchtung bei Seite geschoben werden. Desweiteren ist das Edelsteinmikroskop mit einer Tageslichtlampe, 5500 Kelvin ausgestattet, um zu gewährleisten, dass beim Mikroskopieren die Farbe des Edelsteins nicht verändert wird. Die Einschlüsse werden in unterschiedliche Einschlussarten unterteilt, die Rückschlüsse auf Herkunft und Echtheit ermöglichen.

Einschlüsse im Smaragd

Edelsteineinschlüsse

Edelsteineinschlüsse im gelben Saphir

Edelsteineinschlüsse

Einschlüsse im Tansanit

Edelsteineinschlüsse

Einschlüsse im Diamant

Einschlussbild Sri-Lanka Rubin

Zirkon-Einschluss in einem Sri-Lanka Rubin durch Röntgenanalyse nachgewiesen.

Während oder im Anschluß an die Begutachtung durch das Edelsteinmikroskop werden die Ergebnisse und die Einschlussbilder mit der Fachliteratur verglichen und ausgewertet.

Edelsteineinschlüsse

Edelsteineinschlüsse

„Wärmewiderstandsmessung“ und Reflektometer

mit dem „Duo-Tester“:

Die Wärmewiderstandsmessung (Messung des Wärmewiderstandes): Vor der Messung sollte das Gerät rund 15 Minuten eingeschaltet sein und der zu prüfende Edelstein sollte Zimmertemperatur haben! Stein und Prüfspitze sollten sauber sein. Das Messergebnis kann direkt anhand der Skala auf dem Duotester abgelesen werden. Andere Geräte, wie zum Beispiel „Moissanite- und Diamant-Tester“ verfügen lediglich über eine LED-Skala und ein akustisches Geräusch. Bitte bedenken Sie, dass es sich hierbei lediglich um eines von mehreren Prüfverfahren handelt und in jedem Fall weitere Untersuchungen erforderlich sind.

Wärmewiderstandsmessung

Wärmewiderstands-messung

Reflektometer

Anwendung des Reflektometers

Reflektometer

Anwendung des Reflektometers

Anwendung und Funktionsweise des Reflektometers: 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 Brechungsinizes. Da eine plane, polierte, flach aufliegende Fläche erforderlich ist, lässt sich dieses Prüfverfahren nicht für Edelsteine im Cabouchon-Schliff anwenden.

Refraktometer

Edelsteinrefraktometer

Refraktometer

Edelsteinrefraktometer

Skala

Das Refraktometer stellt eines der wichtigsten Untersuchungsgeräte dar. Der Brechungsindex ist eine wichtige Größe zur Bestimmung  von Mineralien und Edelsteinen. Die Messungen beruhen auf dem Prinzip der Totalreflexion. Der Brechungsindex eines Steines kann direkt auf einer Skala im Gerät abgelesen werden, wodurch sich der Stein durch den Vergleich mit Tabellen häufig identifizieren lässt. Desweiteren ist das Gerät zusätzlich mit einem separaten Polarisationsfilter zur unterstützenden Ermittlung der Doppelbrechung  und optischer Achsen ausgestattet. Mittels polarisiertem Licht und verschiedenen Farbfiltern ist es auch möglich, die CF-Dispersion zu bestimmen.

analog gemstone refractometer

Edelsteinrefraktometer

gemstone refractometer

Edelsteinrefraktometer zur Messung größerer Steine

With the analogue gemstone refractometer, the critical angle of total reflection is measured.

Analoges Edelsteinrefraktometer zur Messung des Grenzwinkels der Totalreflexion.

Refraktometer digital

digital gemstone refractometer

Digitales Edelsteinrefraktometer

Der wesentliche Vorteil liegt bei diesem Gerät darin, dass ein Brechungsindex von bis zu 3,0 ermittelt werden kann, wohingegen das analoge Edelsteinrefraktometer lediglich Messungen bis zu einem Index von 1,8 ermöglichen.
Insbesondere zur Identifikation von Diamanten und zur Unterscheidung von natürlichen und synthetischen Diamanten kann dies äußerst hilfreich sein.
Die vom Stein reflektierte Lichtmenge wird mittels Fotosensor gemessen und in den Refraktionsindex umgerechnet.
Auch hierbei ist eine flache Fläche an dem zu messenden Stein erforderlich und zwar in einem noch viel höherem Maße als bei dem analogen Refraktometer.
Bei dem analogen Refraktometer ist eine Kontaktflüssigkeit erforderlich, die sogenannte „Andersonsche Lösung“, die einen „nahtlosen“ Übergang zwischen dem Glaskörper im Refraktometer und dem zu messenden Edelstein herstellt.
Erfahrungsgemäß gleicht die Refraktometerflüssigkeit auch in geringem Maße kleinste Unebenheiten aus.
Beim Messen mit dem digitalen Gerät ist keine Flüssigkeit erforderlich. Es sollte auf eine saubere glatte Fläche und auf eine ausreichende Abdunklung geachtet werden.
Die besondere Anwendungsfreundlichkeit kann schnell zu Fehlmessungen führen.
Im Vergleich bei Messungen an Steinen, deren Fläche als kritisch einzustufen ist, hat sich erfahrungsgemäß gezeigt, dass es eher sinnvoll und genauer ist, das analoge Edelsteinrefraktometer zu verwenden.
Die Ergebnisse des digitalen Refraktometers liegen aus eigener Erfahrung bei schwierig messbaren Steinen oft um rund 0,1 unter dem mit dem analogen Gerät ermittelten Refraktionsindex.

Refraktion nach der Duc de Chaulnes Methode

Refraktion mit der Duc de Chaulnes Methode

Prinzip der Duc de Chaulnes Methode

Principle of the measurement method of the refraction according to Duc de Chaulnes

Prinzip des Messverfahrens: Phys h % optical h = refractive index

Zur Messung wird ein Messmikroskop verwendet,  das mit einer Skala (Mikrometer) im Okular und mit  einem Kreuztisch mit Streckenmesssystem (ebenfalls Mikrometer) ausgestattet ist. Zuerst wird ein Punkt auf der Oberfläche des Prüfstücks anvisiert, danach wird ein zweiter Messpunkt unter der Skala scharf gestellt. Durch Ablesen der Strecke am Positionierungssystem ist die Messung von Abständen in einer Ebene auch senkrecht zur optischen Achse des Systems möglich.

Polariskop

Polariskop

Polariskop

Mit dem Polariskop lassen sich mit Hilfe von zwei drehbaren Polarisationsfiltern Steine einer von vier verschiedene Gruppen zuordnen:

A: Regelfall: Kristallsysteme: hexagonal, trigonal, tetragonal, rhombisch, monoklin und triklin:

A1: Bei 360° Drehung 4x Aufhellung und 4x Abdunklung:  anisotrop doppelbrechend z.B. : Smaragd, Rubin, Saphir, Topas, Tanzanit u.v.a

A2:  Bei 360° Drehung ständige Aufhellung (Hellstellung): amorph micro kristallin z.B. : Bernstein, Feueropal, Achat u.a.

B: Ausnahmefall: Kubisches Kristallsystem und amorphe Substanzen:

B1: Bei 360° Drehung ständige Auslöschung (Dunkelstellung): isotrop einfachbrechend (kubisches Kristallsystem) z.B. : Diamant, Granat, Spinell, u.v.a.

B2: Bei 360° Drehung des Steins unregelmäßige Aufhellung und Abdunklung (undulöse Auslöschung): Spannungs-Doppelbrechung z.B.: Granat, synthetischer Spinell, Kunststoffe u.a.

Zusätzlich kann eine kleine seperate Linse, Konoskop genannt, verwendet werden, um beispielsweise zwischen „doppelbrechend einachsig“ und „doppelbrechend zweiachsig zu unterscheiden. Bei Quarz erscheint ein Spezialeffekt, der „bulls eye“ genannt wird. In Glas können hiermit auch Spannungen sichtbar gemacht werden.

konscope

Konoskop

konoscope

Quarz im Konoskop

Spektroskop

der zu untersuchende Edelstein wird mit weissem Licht bestrahlt. Das Prismen Spektroskop zerlegt das vom Stein reflektierte Licht in seine Bestandteile und liefert das je nach Edelstein unterschiedliche Farb-Spektrum. Anhand dieses Spektrums (Absorptionsspektroskopie) ist eine Identifizierung des Edelsteins anhand von Vergleichstabellen möglich. Allerdings ist es teilweise schwierig, die Fraunhoferschen Linien zu erkennen. Bei manchen Edelsteinen können damit auch natürliche von synthetischen Steinen unterschieden werden. Der  Stein wird entweder mit der Tafel nach unten auf einer schwarzen, nicht reflektierenden Unterlage platziert und mit einer Kaltlichtquelle beleuchtet oder von unten durchleuchtet.

Spektroskop

durchleuchtet

Spektroskop

Spektroskop

Spektroskop

beleuchtet

Farbspektrum

Spektrum blaues Glas

Bestimmungstabellen

Bestimmungstabellen

Spektrometer

Mit dem Edelstein Spektrometer kann der langwellige ultraviolette UV-A Bereich, das sichtbare VIS Farbspektrum und das nahe Infrarot N-IR Spektrum  untersucht werden. Möglich sind hiermit Messungen der Absorptionsspektren, Transmissionsspektren, sowie Reflexionsmessungen im IR Bereich. Die Auswertung erfolgt über den Vergleich mit Referenzkurven. Des weiteren erscheinen die Fraunhoferschen Linien als Zahlen über den entsprechenden „peaks“ und können mit der Fachliteratur abgeglichen werden.

gemstone spectrometer

Edelstein Spektrometer

gemcheck spectrometer

Edelstein Spektrometer

Die linke Seite zeigt die Spektren eines natürlichen Rubins, auf der rechten Seiten sind Spektren eines synthetischen Rubins zu sehen. Die eindeutigen Spektren verschaffen hier auf allgemein verständliche Weise Klarheit.

Raman Spektrometer

Funktionsweise:

Durch einen 532nm oder 785nm Laser wird eine elektromagnetische Schwingung der Moleküle ausgelöst, das sogenannte „Raman-Streuspektrum“. Diese meist sehr schwache Strahlung wird in einem Mikroskopobjektiv gebündelt und an ein digitales Spektrometer weitergeleitet.
Vergleichsdatenbänke für Edelsteine und Chemikalien sind im Internet teilweise frei zugänglich.
Besonders vertrauenswürdig erscheint die „RRUFF-Datenbank“ für Edelsteine, bei der es sich um ein internationales Projekt handelt, dem verschiedene Institute und Universitäten angeschlossen sind.
Mit der Raman-Spektroskopie lassen sich Edelsteine schnell und sicher identifizieren. Auch Behandlungen können nachgewiesen werden.
Ein besonders charakteristisches Raman Spektrum weist der Diamant auf,
was eine sichere Detektion von in jüngster Vergangenheit vermehrt vorkommender Synthesen, sowie HPHT Behandlungen, CVD, etc. ermöglicht.
Wir verwenden ein Raman Spektrometer mit einem 785nm Infrarot Laser, dessen Intensität und Emissionsdauer anwählbar ist, was eine bessere Anregung der Raman Streustrahlung bewirkt.

raman spectrum of a synthetic ruby

Die rosa Kurve zeigt das Raman Spektrum eines synthetischen Rubins im Vergleich zur Referenzkurve eines natürlichen Rubins.

Dichroskop

Dichroskop

Dichroismus

Dikroskop

Dichroskop

Dichroskop

Pleochroismus

Das Dichroskop teilt einen Lichtstrahl in zwei separate polarisierte Strahlen, weshalb zwei Abbildungen erkennbar sind:
Bleiben beide Bilder  identisch, so ist der Edelstein isotrop, amorph oder mikrokristallin.
Bei zwei verschiedene Farben ist er einachsig doppelbrechend.
Eine Farbe: Isotrop: kubisch, amorph (und Achat): Z.B. Diamant, cubic Zirkonia, Granat-Gruppe, Spinell und Bernstein, Opal, Glas
Zwei Farben (Dichroismus): Anisotrop / Doppelbrechend einachsig: tetragonal, hexagonal, trigonal:  Z.B.  Zirkon, Beryll-Gruppe, Quarz-Gruppe, Korund-Gruppe und Turmalin
Drei Farben (Pleochroismus): Anisotrop / Doppelbrechend zweiachsig: rhombisch, monoklin, triklin: Z.B. Chrysoberyll, Topas, Tansanit, Feldspat-Gruppe und Spodumen-Gruppe

UV Licht, UVS Licht (UV-C)

Unter UV Licht werden zum Teil unterschiedliche Lumineszenzerscheinungen sichtbar, die ein Indiz für Echtheit oder Synthese sein können. Es handelt sich um durchaus nicht nur für den Fachmann interessante Erscheinungen, die mit Edelstein-Bestimunngstabellen verglichen werden können. Desweiteren handelt es sich hierbei um eine Möglichkeit zur Identifikation von behandelten und synthetischen Diamanten.

Lumineszenz

Lumineszenzerscheinungen

Bestimmung von Edelsteinen mit der

Röntgenfluoreszenzanalyse

Das Herzstück hierbei ist die umfangreiche Spektren – Bibliothek, die rund 97 Edelsteinarten und annähernd 400 Referenzkurven zum Abgleich umfasst. Das Prüfverfahren der Röntgenanalyse sorgt zusätzlich für Klarheit und Sicherheit. Hierbei wird die chemische Zusammensetzung auf elementarer Ebene analysiert. Teilweise besteht sogar die Möglichkeit, die chemische Zusammensetzung von Einschlüssen mit diesem Verfahren zu ermitteln, was Rückschlüsse auf das Herkunftsland des entsprechenden Edelsteines zulässt (Bild rechts Fachliteratur).

Röntgenfluoreszenzanalyse

Spektrum Chromediopsit

Röntgenfluoreszenzanalyse

Fachliteratur

Röntgenfluoreszenzanalyse Edelsteineinschluss

Perlen – Untersuchungen

X-ray of a saltwater cultured pearl

Röntgenaufnahme Zuchtperle

Eine Röntgenaufnahme erbringt den Nachweis, ob es sich um eine Zuchtperle mit Kern handelt, oder um eine natürlich gewachsene (zufällig entstandene) Orient- oder Barockperle, oder Süßwasserperle ohne Kern.
Auch einzelne Perlschichten können sichtbar gemacht werden, wodurch z.B. eine eventuell durchgeführte Politur nachgewiesen werden kann.
Mit der Röntgenfluoreszenzanalyse unterscheiden wir sicher zwischen Salzwasser – Zuchtperlen (die mehr Sr, Strontium, enthalten) und Süßwasser – Zuchtperlen (die einen höheren Mn, Mangan Gehalt aufweisen). Auch eventuelle künstliche Einfärbungen können wir mit dieser Untersuchungsmethode nachweisen.
Da sich der Wert seltener Naturperlen um mehr als das zehnfache nach oben potenzieren kann, sind hier aufwendige Untersuchungen durchaus gerechtfertigt.


Geräteaufstellung:


Refraktometer

Refraktometer

digital gemstone refractometer

Digitales Edelsteinrefraktometer

Dient zur Bestimmung des Brechungsindexes.
Polariskop Bestimmung von Isotropie und Anisotropie.

Farbspektrum

Spektroskop

Bestimmung des Farbspektrums

Dichroskop

Dichroskop

Pleochroismus und Dichroismus

proportionscope

ProportionScope

Begutachtung der Proportionen von Brillanten
Karatwaage_01Geeichte Karatwaage Ermittlung des Gewichtes in ct (1 metrisches carat = 0,2g) von Edelsteinen. Genauigkeit 1/1000g. Die geeichte Karatwaage ist für Schmuckgutachter seit 2016 gesetzlich vorgeschrieben und nicht mit transportablen „Taschenkaratwaagen“vergleichbar.
Hydrostatische Waage Bestimmung der Dichte nach dem archimedischem Prinzip.

Magnetwaage

Magnetresonanzwaage

Echtheitsprüfung für Feingold und einige Steinsorten. Granate z.B.  reagieren in der Regel auf starke Neodym Magnete. Zudem hilft so ein Magnet auch Gold- und Silberfälschungen zu erkennen.

Farbvergleichssteine für Diamanten (Masterstones)

Bestimmung der Farbe von Diamanten

Geigerzähler

Geigerzähler

Prüfung auf radioaktive Behandlung  von Edelsteinen und Diamanten.

Laser 405 Nanometer

Laser, 405 Nanometer

Prüfung für Synthesen. Monochromatisches Laserlicht zur Edelsteinbestimmung.
UV Licht, UVS Licht (UV-C) Prüfung auf Lumineszenzerscheinungen

Tageslichtlampe

Tageslichtlampe 5500 Kelvin

optimale Beleuchtung für gemmologische Untersuchungen

Einschlaglupe

10x Lupe aplanatisch, achromatisch

verzerrungsfrei ohne Farbveränderung

Feintaster

Feintaster

Messgerät, Genauigkeit 1/100 mm

Messschieber

Messschieber

Messgerät, Genauigkeit 1/10   mm

Chelsea Filter Jadeitfilter und Rubinfilter

Chelsea Filter (Jadeitfilter) und Rubinfilter

Chelsea Filter (Jadeitfilter) und Rubinfilter zur Überprüfung von diversen Edelsteinen. Vager „Schnelltest“ für unterwegs auf Basis selektiver Absortion. Im Labor kann der Rubinfilter allerdings in Verbindung mit dem Polariskop gute Dienste leisten.

Kaltlichtquelle

Kaltlichtquelle

Kaltlichtquelle (5500 Kelvin) mit biegsamem Arm für Spektroskopie, Mikroskopie u. a.  zur gemmologischen Untersuchung von Edelsteinen.
Prüfsäure Goldtest für Schmucklegierungen
Diamond_Screener_01Synthetic Diamond Screener Das Gerät unterscheidet mittels UV-Absorptionsverfahren zwischen natürlichen Diamanten und Typ IIa Diamanten, die meist HPHT (wärmebehandelt) oder synthetisch hergestellt sind.
Röntgenfluoreszenzanalyse Smaragd, x-ray emerald

RFA Smaragd, X-ray emerald

Röntgenfluoreszenzanalyse

 

Bestimmung der chemischen Zusammensetzung auf elementarer Ebene.
raman spectrum of a synthetic ruby

Raman Spektrometer

GemmoLabBerlin.pdf

Bestimmung von Diamanten und Edelsteinen auf molekularer Ebene

UV/VIS/ NIR Spektrometer

Bestimmung des ultravioletten Spektrums, des sichtbaren Spektrums und des nahen Infrarotspektrums.

Schauen Sie sich auch in unserem allgemein verständlich gehaltenem Edelsteinlexikon um!


Me. Andreas Stratmann, Goldschmiedemeister und Schmuckgutachter
Materialanalysen mit Röntgenfluoreszenz
Systematische Bestimmung von Edelsteinen mit gemmologischen Geräten nach den Regeln der CIBJO (Internationale Vereinigung Schmuck, Silberwaren, Diamanten, Perlen und Steine, auch: World Jewelery Confederation genannt) und den Regeln des IDC (International Diamond Council).


Me. Andreas Stratmann
Goldsmith Master
(Jade) Gemstone testing laboratory, Berlin
Jewelery expert
Material analysis with X-ray fluorescence

Accredited in the Council of Experts
Central Association of the German goldsmiths, silversmiths and jewelers
Memberships: Gold and Silver Forging Guild, Berlin
Chamber of Crafts and Chamber of Industry and Commerce, Berlin

Systematic investigations of gemstones and diamonds with gemmological devices according to the rules of the CIBJO (International Association of Jewelery, Silverware, Diamonds, Pearls and Stones, also known as World Jewelry Confederation) and the rules of the IDC (International Diamond Council), as well as due diligence in the course of business.


我。 安德烈斯·斯特拉特曼
金匠大师
(玉)宝石  测试  实验室,柏林
珠宝专家  材料分析  与  X-射线荧光

在专家委员会认可   中央协会的德国金匠,银匠和珠宝商
会员:金银锻造公会,柏林    工艺品,柏林   柏林工商会

系统化,  结构化的  调查  的  宝石  和  钻石 与 宝石学  设备  根据  至  的  规则
的的CIBJO(国际珠宝,银器,钻石,珍珠和石头协会,也被称为世界珠宝联合会)
和IDC的规则(国际钻石理事会),以及在业务过程中的尽职调查。

参观杭州 a visit to Hangzhou

Beispiele zur systematischen Edelsteinbestimmung Examples for the systematic investigation of the gemstones 宝石系统调查的例子


 

 
© Copyright: Goldschmiede Stratmann GmbH - Alle Reche vorbehalten