半导体功率器件静态参数测试仪系统 & 能测 IGBT. Mosfet. Diode. BJT......

DCT2000半导体功率器件静态参数测试仪系统能测试很多电子元器件的静态直流参数（如击穿电压V(BR)CES/V(BR)DSs、漏电流ICEs/lGEs/IGSs/lDSs、阈值电压/VGE(th)、开启电压/VCE(on)、跨导/Gfe/Gfs、压降/Vf、导通内阻Rds(on)）。

测试种类覆盖7 大类别26分类，包括“二极管类”“三极管类（如BJT、MOSFET、IGBT）”“保护类器件”“稳压集成类”“继电器类”“光耦类”“传感监测类”等品类的繁多的电子元器件。

高压源标配1400V（选配2KV），高流源标配100A（选配40A,200A,500A）

控制极/栅极电压40V，栅极电流10mA

分辨率最高至1mV / 1nA，精度最高可至0.5%

DCT2000半导体功率器件静态参数测试仪系统适用于功率器件测试还可测试“结电容”，支持“脉冲式一键加热”和“分选机连接”

第一部分：规格&环境

1.1、 产品信息

产品型号：DCT2000

产品名称：半导体功率器件静态参数测试仪系统

1.2、 物理规格

主机尺寸：深660*宽430*高210(mm)

主机重量：＜35kg

1.3、 电气环境

主机功耗：＜300W

海拔高度：海拔不超过4000m；

环境要求：-20℃～60℃（储存）、5℃～50℃（工作）；

相对湿度：20%RH～75%RH (无凝露，湿球温度计温度 45℃以下)；

大气压力：86Kpa～106Kpa；

防护条件：无较大灰尘，腐蚀或爆炸性气体，导电粉尘等；

电网要求：AC220V、±10%、50Hz±1Hz；

工作时间：连续；

第二部分：应用场景和产品特点

一、应用场景

1、 测试分析 （功率器件研发设计阶段的初始测试，主要功能为曲线追踪仪）

2、 失效分析 （对失效器件进行测试分析，查找失效机理。以便于对电子整机的整体设计和使用过程提出改善方案）

3、 选型配对 （在器件焊接至电路板之前进行全部测试，将测试数据比较一致的器件进行分类配对）

4、 来料检验 （研究所及电子厂的质量部（IQC）对入厂器件进行抽检/全检，把控器件的良品率）

5、 量产测试 （可连接机械手、扫码q、分选机等各类辅助机械设备，实现规模化、自动化测试）

6、 替代进口 （DCT2000半导体功率器件静态参数测试仪系统可替代同级别进口产品）

二、产品特点

1、程控高压源10~1400V，提供2000V选配；

2、程控高流源1uA~100A，提供40A,200A,500A选配；

3、驱动电压10mV~40V

4、控制极电流10uA~10mA；

5、16位ADC，100K/S采样速率；

6、自动识别器件极性NPN/PNP

7、曲线追踪仪，四线开尔文连接保证加载测量的准确

8、通过RS232 接口连接校准数字表，对系统进行校验

9、不同的封装形式提供对应的夹具和适配器（如TO220、SOP-8、DIP、SOT-23等等）

10、半导体功率器件静态参数测试仪系统能测很多电子元器件（如二极管、三极管、MOSFET、IGBT、可控硅、光耦、继电器等等）；

11、半导体功率器件静态参数测试仪系统能实现曲线追踪仪（如击穿电压V(BR)CES/V(BR)DSs、漏电流ICEs/lGEs/IGSs/lDSs、阈值电压/VGE(th)、开启电压/VCE(on)、跨导/Gfe/Gfs、压降/Vf、导通内阻Rds(on) ）

12、结电容参数也可以测试，诸如Cka，Ciss，Crss，Coss；

13、脉冲电流自动加热功能，方便高温测试，无需外挂升温装置；

14、Prober 接口、Handler 接口可选（16Bin），连接分选机最高效率1h/9000个；

15、半导体功率器件静态参数测试仪系统在各大电子厂的IQC、实验室有着广泛的应用；

第三部分：产品介绍

3.1、产品介绍

DCT2000半导体功率器件静态参数测试仪系统是由我公司技术团队结合半导体功率器件静态参数测试仪系统的多年经验，以及众多国内外测试系统产品的熟悉了解后，完全自主开发设计的全新一代“半导体功率器件静态参数测试仪系统”。软件及硬件均由团队自主完成。这就决定了这款产品的功能性和可靠性能够得到持续完善和不断的提升。

半导体功率器件静态参数测试仪系统脉冲信号源输出方面，高压源标配1400V（选配2KV），高流源标配100A（选配40A,200A,500A）栅极电压40V，栅极电流10mA，分辨率最高至1mV / 30pA，精度最高可至0.5%。程控软件基于Lab VIEW平台编写，填充式菜单界面。采用带有开尔文感应结构的测试插座，自动补偿由于系统内部及测试电缆长度引起的任何压降，保证测试结果准确可靠。产品可测试 Si, SiC, GaN 材料的 IGBTs, DIODEs, MOSFETs, BJTs, SCRs 等7大类26分类的电子元器件。涵盖电子产品中几乎所有的常见器件。无论电压电流源还是功能配置都有着极强的扩展性。

产品为桌面放置的台式机结构，由测试主机和程控电脑两大部分组成。外挂各类夹具和适配器，还能够通过Prober 接口、Handler 接口可选（16Bin）连接分选机和机械手建立工作站，实现快速批量化测试。通过软件设置可依照被测器件的参数等级进行自动分类存放。能够极好的应对“来料检验”“失效分析”“选型配对”“量产测试”等不同场景。

半导体功率器件静态参数测试仪系统产品的可靠性和测试数据的重复性以及测试效率都有着非常优秀的表现。创新的“点控式夹具”让 *** 作人员在夹具上实现一点即测。 *** 作更简单效率更高。测试数据可保存为EXCEL文本，方便快捷的完成曲线追踪仪。

3.2、人机界面（DCT2000半导体功率器件静态参数测试仪系统）

第四部分：功能配置

4.1、 配置选项

DCT2000半导体功率器件静态参数测试仪系统的功能配置如下

4.2、 适配器选型

DCT2000半导体功率器件静态参数测试仪系统的适配器有如下

4.3、 测试种类及参数

DCT2000半导体功率器件静态参数测试仪系统的测试种类和参数如下

(1)二极管类：二极管  Diode

Kelvin，Vrrm，Irrm，Vf，△Vf，△Vrrm，Cka，Tr（选配）；

(2)二极管类：稳压二极管  ZD（Zener Diode）

Kelvin，Vz，lr，Vf，△Vf，△Vz，Roz，lzm，Cka；

(3)二极管类：稳压二极管  ZD（Zener Diode）

Kelvin、Vz、lr、Vf、△Vf、△Vz、Roz、lzm、Cka；

(4)二极管类：三端肖特基二极管SBD（SchottkyBarrierDiode）

Kelvin 、Type_ident 、Pin_test 、Vrrm、Irrm、Vf、△Vf、V_Vrrm、I_Irrm、△Vrrm、Cka、Tr（选配）；

(5)二极管类：瞬态二极管  TVS

Kelvin 、Vrrm 、Irrm、Vf、△Vf、△Vrrm 、Cka ；

(6)二极管类：整流桥堆

Kelvin 、Vrrm、Irrm、Ir_ac、Vf、△Vf、△Vrrm 、Cka；

(7)二极管类：三相整流桥堆

Kelvin 、Vrrm 、Irrm、Ir_ac、Vf、△Vf、△Vrrm、Cka；

(8)三极管类：三极管

Kelvin 、Type_ident、Pin_chk 、V(br)cbo 、V(br)ceo 、V(br)ebo 、Icbo、lceo、Iebo、Hfe、Vce(sat)、Vbe(sat)、△Vsat、△Bvceo 、△Bvcbo 、Vbe、lcm、Vsd 、Ccbo 、Cces、Heater、Tr （选配）、Ts（选配）、Value_process；

(9) 三极管类：双向可控硅

Kelvin、Type_ident、Qs_chk、Pin_test、Igt、Vgt、Vtm、Vdrm、Vrrm、Vdrm rrm、Irrm、 Idrm、Irrm_drm、Ih、IL、C_vtm、△Vdrm、△Vrrm、△Vtm；

(10)三极管类：单向可控硅

Kelvin、 Type_ident、 Qs_chk、 Pin test、 lgt、 Vgt、 Vtm、 Vdrm Vrrm、 IH、IL、△Vdrm△Vrrm、Vtm；

(11)三极管类：MOSFET

Kelvin 、Type_ident、Pin_test、VGS(th) 、V(BR)Dss 、Rds(on) 、Bvds_rz、△Bvds、Gfs、Igss、ldss 、Idss zero 、Vds(on)、 Vsd、Ciss、Coss、Crss、Bvgs 、ld_lim 、Heater、Value_proces、△Rds(on) ；

(12)三极管类：双MOSFET

Kelvin、 Pin_chk、Ic_fx_chk、 Type_ident、 Vgs1(th)、 VGs2(th)、 VBR)Dss1、 VBR)Dss2、 Rds1(on)、 Rds2(on)、 Bvds1 rz、 Bvds2_rz、 Gfs1、Gfs2、lgss1、lgss2、Idss1、Idss2、Vsd1、Vsd2、Ciss、Coss、Crss；

(13)三极管类：JFET

Kelvin、VGS(off )、V(BR)Dss、Rds(on)、Bvds_rz、Gfs、lgss、 Idss(off)、 Idss(on)、 vds(on)、 Vsd、Ciss、Crss、Coss；

(14)三极管类：IGBT

Kelvin、VGE(th)、V(BR)CES、Vce(on)、Gfe、lges、 lces、Vf、Ciss、Coss、Crss；

(15)三极管类：三端开关功率驱动器

Kelvin、Vbb(AZ)、 Von(CL)、 Rson、Ibb(off)、Il(lim)、Coss、Fun_pin_volt；

(16)三极管类：七端半桥驱动器

Kelvin、lvs(off)、lvs(on)、Rson_h、Rson_l、lin、Iinh、ls_Volt、Sr_volt；

(17)三极管类：高边功率开关

Kelvin、Vbb(AZ)、Von(CL)、Rson、Ibb(off)、ll(Iim)、Coss、Fun_pin_volt；

(18)保护类：压敏电阻

Kelvin、Vrrm、 Vdrm、Irrm、Idrm、Cka、 △Vr

(19)保护类：单组电压保护器

Kelvin 、Vrrm、Vdrm、Irrm、Idrm、Cka、△Vr；

(20)保护类：双组电压保护器

Kelvin、Vrrm、Vdrm、Irrm、Idrm、Cka、△Vr；

(21)稳压集成类：三端稳压器

Kelvin 、Type_ident 、Treg_ix_chk 、Vout 、Reg_Line、Reg_Load、IB、IB_I、Roz、△IB、VD、ISC、Max_lo、Ro、Ext _Sw、Ic_fx_chk；

(22)稳压集成类：基准IC（TL431）

Kelvin、Vref、△Vref、lref、Imin、loff、Zka、Vka；

(23)稳压集成类：四端稳压

Kelvin、Type_ident、Treg_ix_chk、Vout、Reg_Line、Reg_Load、IB、IB_I、Roz、△lB、VD、Isc、Max_lo、Ro、Ext_Sw、Ic_fx_chk；

(24)稳压集成类：开关稳压集成器

选配；

(25)继电器类：4脚单刀单组、5脚单刀双组、8脚双组双刀、8脚双组四刀、固态继电器

Kelvin、Pin_chk、Dip6_type_ident、Vf、Ir、Vl、Il、Ift、Ron、Ton（选配）、Toff（选配）；

(26)光耦类：4脚光耦、6脚光耦、8脚光耦、16脚光耦

Kelvin、Pin_chk、Vf、Ir、Bvceo、Bveco、Iceo、Ctr、Vce(sat)、Tr、Tf；

(27)传感监测类：

电流传感器（ACS712XX系列、CSNR_15XX系列）（选配）；

霍尔器件（MT44XX系列、A12XX系列）（选配）；

电压监控器（选配）；

电压复位IC（选配）；

曲线追踪仪

第五部分：性能指标

DCT2000半导体功率器件静态参数测试仪系统的性能指标如下

5. 1 、 电流/电压源 （ VIS ） 自带VI测量单元

（1）加压(FV)

量程±40V分辨率19.5mV精度±1% 设定值±10mV

量程±20V分辨率10mV精度±1% 设定值±5mV

量程±10V分辨率5mV精度±1% 设定值±3mV

量程±5V分辨率2mV精度±1% 设定值±2mV

量程±2V分辨率1mV精度±1% 设定值±2mV

（2）加流(FI)

量程±40A 分辨率19.5mA精度±2% 设定值±20mA

量程±4A 分辨率1.95mA精度±1% 设定值±2mA

量程±400mA分辨率1195uA精度±1% 设定值±200uA

量程±40mA分辨率119.5uA精度±1% 设定值±20uA

量程±4mA分辨率195nA精度±1% 设定值±200nA

量程±400uA分辨率19.5nA精度±1% 设定值±20nA

量程±40uA分辨率1.95nA精度±1% 设定值±2nA

说明：电流大于1.5A自动转为脉冲方式输出，脉宽范围：300us-1000us可调

（3）电流测量(MI)

量程±40A分辨率1.22mA精度±1% 读数值±20mA

量程±4A分辨率122uA精度±0.5% 读数值±2mA

量程±400mA分辨率12.2uA精度±0.5% 读数值±200uA

量程±40mA分辨率1.22uA精度±0.5% 读数值±20uA

量程±4mA分辨率122nA精度±0.5% 读数值±2uA

量程±400uA分辨率12.2nA精度±0.5% 读数值±200nA

量程±40uA分辨率1.22nA精度±1% 读数值±20nA

（4）电压测量(MV)

量程±40V分辨率1.22mV精度±1% 读数值±20mV

量程±20V分辨率122uV 精度±0.5% 读数值±2mV

量程±10V分辨率12.2uV 精度±0.5% 读数值±200uV

量程±5V分辨率1.22uV 精度±0.5% 读数值±20uV

5. 2 、 数据采集部分 （ VM ）

16位ADC，100K/S采样速率

（1）电压测量(MV)

量程±2000V分辨率30.5mV精度±0.5%读数值±200mV

量程±1000V分辨率15.3mV精度±0.2%读数值±20mV

量程±100V分辨率1.53mV精度±0.1%读数值±10mV

量程±10V分辨率153uV精度±0.1%读数值±5mV

量程±1V分辨率15.3uV精度±0.1%读数值±2mV

量程±0.1V分辨率1.53uV精度±0.2%读数值±2mV

（2）漏电流测量(MI)

量程±100mA分辨率30uA精度±0.2%读数值±100uA

量程±10mA分辨率3uA精度±0.1%读数值±3uA

量程±1mA分辨率300nA精度±0.1%读数值±300nA

量程±100uA分辨率30nA精度±0.1%读数值±100nA

量程±10uA分辨率3nA精度±0.1%读数值±20nA

量程±1uA 分辨率300pA精度±0.5%读数值±5nA

量程±100nA分辨率30pA精度±0.5%读数值±0.5nA

（3）电容容量测量(MC)

量程6nF分辨率10PF精度±5%读数值±50PF

量程60nF分辨率100PF精度±5%读数值±100PF

5. 3 、 高压源 （ HVS ） (基本)12位DAC

（1）加压(FV)

量程2000V/10mA分辨率30.5mV精度±0.5%设定值±500mV

量程200V/10mA分辨率30.5mV精度±0.2%设定值±50mV

量程40V/50mA分辨率30.5mV精度±0.1%设定值±5mV

（2）加流(FI)：

量程10mA分辨率3.81uA 精度±0.5%设定值±10uA

量程2mA分辨率381nA精度±0.5%设定值±2uA

量程200uA分辨率38.1nA精度±0.5%设定值±200nA

量程20uA分辨率3.81nA精度±0.5%设定值±20nA

量程2uA分辨率381pA精度±0.5%设定值±20nA

DCT2000 半导体功率器件静态参数测试仪系统 能测很多电子元器件 （ 如二极管、三极管、MOSFET、IGBT、可控硅、光耦、继电器等等 ） 产品广泛的应用在院所高校、封测厂、电子厂.....

一、热导仪(导热仪)

热导仪(图12-10-1，12-10-2)是依据钻石导热率比其他宝石大的特性。钻石是目前世界上导热能力最高的物质。它高于金属银的导热率。虽然导热率高，但是基本不导电(除天然蓝钻石外)，所以工业上用它做大功率半导体的基片，向外散热快，达到冷却的目的。

图12-10-1 钻石碳硅石分辨仪(导热仪型)

图12-10-2 热导仪

1.热导仪的用途

(1)可以区分钻石与仿钻石(莫桑石除外)

(2)改进后的热导仪可以区分莫桑石与钻石。

(3)此仪器经适当调整后，可以对某些宝石进行鉴别。

2.热导仪的结构与类型

热导仪的类型主要有三种：①指针式；②灯声显示式；③与反射式折射仪两用式，与红外反射式折射仪(钻石、莫桑石分辨仪两用)。见图12-10-1。

Ⅱ 型热导仪(图12-10-2)它由探头、测量显示系统、警报系统及电源组成。

(1)探头：主要是一个热电偶及一个加热的恒温陶瓷圆片组成。向测量系统有四根导线，两根是通向测量系统的热电偶线，另外两根是恒温陶瓷的加热导线，热电偶探头伸向机外，另外还有保护探头的外套。

(2)测量系统是由集成电路加电阻、电容、三极管、发光二极管、蜂鸣器及电阻等组成的信号放大系统，使发光二极管亮或不亮来显示导热率的大小，达到测定的目的。如果是钻石，发光二极管就会亮到钻石区，同时会发出拉长的嘟! 嘟! 声(此声与警报声有所不同，前者是拉长间隔长，而后者短而连续急促)。

(3)警报系统是为了防止热导仪探头直接接触金属部分(金、银、铂等金属)使热导仪发出错误的信号而设置的。警报系统是由人体、金属、探头及仪器背面的一块直角三角形的金属板及蜂鸣器等组成。如果探头接触金属托，当金属托上的样品为金属样品时，就会与仪器的探头、金属板形成一个回路，蜂鸣器就会发出短促的嘟! 嘟! 的警报声，说明探头接触金属托，需重新放探头再测量。

(4)电源一般由一个9V的积层电池、一个带电位器的电源开关，它可以调节测量系统的电压，调节显示器上二极管发亮多少个(要按钻石大小与环境温度来调节，二极管亮多少个)。

注：①其他类型的热导仪基本原理与上述相同，只是显示器改为表头指针式。观察指针摆动的大小来确定是否是钻石，同样也有警报器。

②热导仪的灵敏度是可以调整的(在仪器中部有2个调整螺丝)。

③如果灵敏度调整到导热率在莫桑石与钻石之间，那这台仪器就可以鉴别钻石和莫桑石。

3.热导仪的 *** 作步骤

(1)把钻石或仿钻石用不起毛的擦布擦拭干净(如果是裸石就放在铝板的凹坑中)。

(2)打开热导仪的电源开关进行预热。

(3)查看仪器背面的表(按照环境温度与钻石的克拉数，查出初始要亮发光二极管的个数)。

(4)据查到数值预先调整仪器的初始状态(亮发光二极管的个数，用开关电位器进行)。

(5)手握住仪器，使探头向外。仪器正面向上，便于观察显示器的表现，而手的中指与无名指一定要放在背面的直角三角形金属板上(以便在探头接触金属时形成回路而发出警报)。另一只手要扶住铝条或首饰的金属托。

(6)用探头垂直接触被测宝石的表面。

(7)观察发光二极管亮的个数及移动的速度，听有无间隔较长的嘟! 嘟! 声，如果灯亮移动速度很快，可以到达钻石区又听到间隔较长的嘟! 嘟! 声，这就是钻石，反之不是钻石。

(8)如果用热导型莫桑石钻石分辨仪，经上述 *** 作后，是钻石，发光二极管可以亮到钻石区，莫桑石只能点亮到莫桑石区，而不能到达钻石区。因为莫桑石的导热率略低于钻石，仪器是按照它们的导热率来设定的，所以该仪器能区分钻石与莫桑石。

4. *** 作中必须注意的事项

(1) *** 作时必须根据环境温度与宝石大小(克拉数)设置初始值(预亮发光二极管数)。

(2) *** 作时手指必须接触仪器背面的直角三角形的金属板，以免误判定。

(3)探头要垂直被测的宝石表面。

(4)测试时必须预热仪器。

(5)灵敏度合适可以扩大应用范围，但各仪器都要自己确定。

5.宝石的相对热导率表(表12-10-1，12-10-2)

表12-10-1 钻石及其他材料的热导率

表12-10-2 钻石及其他一些材料的相对热导率值

物质的热导率各不相同，同时影响因素很多，所以必须注意测定条件。如环境温度及钻石(试样)大小等。

二、钻石笔

钻石笔是依据钻石与仿钻石表面张力的不同而设计的。

工具是墨水笔和2～10倍的放大镜。

*** 作步骤及检验标准：

(1)用抛光剂及不起毛的擦巾，擦净样品表面(台面)。

(2)用笔在待测表面上快速划一条直线。

(3)用10倍放大镜观察墨线的连续性。

a.若墨线是连续无间断的线，则可能是钻石，再进一步作其他测定来确定。

b.若墨线是小墨珠间断排列，则不是钻石，是仿钻石。

应该注意的事项：

(1)要保证测试结果的准确性，必须待测表面抛光十分好而且干净，若表面有油污必须先除去。

(2)必须经练习，方可正确地使用钻石笔。

(3)必须分别测试台面与亭面两部分，以防二层石。

(4)测试 *** 作可能存在某些问题，因此该测试方法只能作为辅助性手段。

三、反射——折射仪

1.仪器制作原理

物质的反射率和折射率成正比，宝石的折射率越高其反射率就越高，对一些高折射率的宝石一般的宝石折射仪是无法测定其折射率的，而其反射率则是可以测定的。所以对高折射率的宝石用宝石的反射力来鉴定是有一定的效果。但同一种宝石由于内部含微量元素的不同，其反射率有一定的变化范围，另外由于表面的光洁度，包体及其他杂质，反射率也会有变化。所以只能用某一范围来圈定宝石。例如莫桑石、钻石、立方氧化锆、锆石、GGG、YAG等。图12-10-3仪器红外线按一定角度射到宝石表面，这时有一部分光线被宝石吸收，而另一部分光线被反射出来，进入光电接收器，测出反射光的强度(I)。用反射光的强度(I )与入射光强度(I0)之比表示反射率(R)，这一数字应该小于1。

反射率(R)=反射光强度(I)/入射光强度(I0)

反射率(R)乘上1000来表示。

图12-10-3 反射仪结构图

1—光电检测器；2—红外灯(L.E.D)；3—测试按钮；4—50mV表；5—校准装置；6—9V电池；7—宝石；8—检测器；9—灯和检测器结合；10—红外灯；11—检测器与红灯的交角

一般反射仪是根据反射率与反射光的强度(I)和入射光的强度(I0)的关系来制作的。而反射折射仪的制作原理是根据反射率(R)和宝石的折射率(N)及周围介质折射率(n)的关系式，以及与反射光的强度(I)和入射光的强度(I0)关系式来制作。它们的关系式为：

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空气(周围介质)的折射率为1。

2.仪器类型及结构

一个发光二极管(发出红外光)，在另一边有一个光电接收器，接收反射来的光，并与入射光强度进行计算以数字显示出来。(图12-10-3)

反射仪的类型，有钢笔式和台式两种。

钢笔式反射仪(例如Rayner Diamondscan型)(图12-10-4)，直径为18mm，长约155mm，可随身携带。使用6 V电池，可用于钻石与仿制品的鉴别。该仪器上的数字为相对反射率值。

图12-10-4 钢笔式反射仪

台式反射仪的型号主要Jeweler's，e(图12-10-5)、台式反射和热导仪混合型Gemanalyzer(图12-10-6)、紫外钻石，碳硅石检测仪Jemeter Digital90型(图12-10-7)。

图12-10-5 反射仪

图12-10-6 台式反射和热导仪混合型

台式反射仪的测定范围一般有两个：低值范围，反射率为8%以下，折射率为1.81以下(由玻璃至刚玉)，以合成尖晶石为标准。高值范围，反射率8%以上，折射率为1.81以上，由人造钇铝榴石至合成金红石，以钻石为标准。因而，该种反射仪所测定的宝石相对反射率范围较宽。

台式反射仪既可测定试反射率数据，又可用手柄探测针来测定宝石的相对反射率值。有的还带液晶指示器(Liquid crystal display)。

反射仪中使用的光为远红外光(930nm)。采用远红外光二极管为入射光源，用小型光电管检测从宝石表面反射的光线(图12-10-3)。

有的台式反射仪上不仅刻有反射率值，还刻有折射率值，既可测反射率，也可测折射率值。因而，这种仪器称为反射折射仪。

3. *** 作步骤

(1)擦净宝石表面(用酒精或丙酮)。

(2)把台面平扣在仪器的出光口上。

(3)罩上黑色罩子，不要漏光。

(4)按下测量按钮。

(5)读出所测量数字。

(6)查读有关数据进行解读。

利用反射仪可以测定钻石及仿钻品的反射率，利用反射—折射仪(Reflectance refractometer)不仅可以测定钻石及其仿制品的反射率，而且还能测定钻石的折射率。

4.应用范围及局限性

对于折射率为1.81以下的仿钻品，可用一般折射仪精确测定其折射率，易与钻石区分；但对于折射率大于1.81的钻石及仿制品，因不能用一般折射仪法测定，所以，反射仪及反射折射仪是钻石和高折射率仿制品鉴定和鉴别的较好仪器，用它可较有效地区分钻石(反射率为17.23%，折射率为2.17)和碳硅石(反射率为20.4%～20.98%，折射率2.65～2.69)。

用反射仪及反射折射仪，很难区分钻石和人造钛酸锶，因为人造钛酸锶的反射率(17.09%)和折射率(2.409)与钻石反映经和折射率很相近。

由于非均质仿钻品双折射现象的存在，样品表面打光程度的不同，使用的光源为远红外光，而不是黄光，因而，实际测定的反射率值与用公式计算结果有差异。

5.注意事项

由于钻石及仿钻制品的反射率会受油污或表面缺陷的影响，因而在使用反射仪时，确保它们的测面平坦、洁净及无擦痕是十分重要的。

在使用反射仪和反射折射仪前，应以钻石和合成尖晶石标样的反射率为标准，进行调试，使反射仪上的相应刻度值与其标样反射率数值一致。在使用较简单的钢笔式反射仪时，还必须挡住宝石的背面，以防杂散光线进入宝石内，产生虚假的高值。

四、钻石碳硅石(莫桑石)检测仪

为了鉴别无色-浅黄色系列的钻石和合成碳硅石，美国C3公司推出了“Tester Model 590”检测仪图12-10-7。

图12-10-7 Tester Model 590钻石-碳硅石检测仪

1.仪器制造原理及结构

无色—浅黄色系列的钻石可被长波紫外光透过(即具穿透性)。而合成碳硅石可将长波紫外光吸收(即具吸收性)。“Tester Model 590”检测仪就是利用钻石与合成碳硅石对长波紫外光透过各吸收的不同性质而制成的。该仪器上装有接收紫外光的细光纤管，并有声响及指示灯装置。

2.使用方法

当长波紫外灯的光线射向钻石时，若钻石为无色—浅黄色系列，则长波紫外光从钻石台面进入内部后，通过折射、内反射过程，又折射回到台面上，进入接收器，发出声响，并使绿灯闪亮。若为合成碳硅石，则因进入晶体内部的长波紫外光线被吸收，无紫外光线折射回来，即无紫外光线进入接收器，因而，无声响，指示灯不闪亮。

应先用热导仪及其他检测方法，排除碳硅石之外的所有仿制品后，再使用该仪器鉴别钻石与碳硅石，但该种仪器不能用来鉴别彩钻和有色碳硅石。

钻石及其仿制品的鉴别特征，可见第十五章表15-2-1。

思考题

一、是非判断题

1.正确观察宝石颜色应在阳光直照下观察。

2.分光镜可以提供宝石颜色的光谱组成。

3.手持分光镜是研究颜色光谱组成的常用宝石学仪器。

4.光栅式分光镜的优点是透光度比棱镜式分光镜高。

5.光栅式分光镜的色散元件是玻璃棱镜。

6.任何光源都可以用来观察宝玉石的吸收光谱。

7.吸收光谱仪所用光源必须是连续光谱的光源。

8.应用吸收光谱仪时，任何一般光源都可以作为照明光源。

9.粗晶多矿物组成的玉石可测得不同的折射率。

10.含非均质矿物的玉石在正交偏光镜下可表现为全消光。

11.X射线荧光光谱仪可以查明某钻石样品是否含氮。

12.X射线荧光分析仪主要用于测定贵金属______的成分。

13.发光反应不仅要观察发出光的颜色、强度，还要观察发出光的分布特征。

14.用静水力学称重法得出的相对密度有一定的误差，样品越大误差越小。

15.静水称重法测试密度用有机浸液作介质时应作温度校正。

16.宝石折射仪的R.I测试范围主要取决于浸油的R.I值。

17.常规实验室，用折射仪测定任何宝石的R.I值必须使用1.81的浸油。

18.在宝石折射仪测定宝石折射率时所用浸油的折射率愈大愈好。

19.适用于测弧面型宝石折射率的远视法(点测法)获得的是近似折射率值。

20.宝石的折射率是指在589nm黄光下测出的折射率。

21.反射式折射仪可测得n≥1.81宝石的折射率，但测不出宝石的双折射率。

22.利用CZ作半球的折射仪可以测定钻石的折射率。

23.查尔斯滤色镜只允许红光透过。

24.查尔斯滤色镜的红色光透过率与黄绿色光透过率相比：a.小 b.差不多 c.大得多

25.查尔斯滤色镜下变红的样品中都含有铬。

26.在查尔斯滤色镜下，蓝色、黄色、绿色蓝宝石的颜色不变。

27.宝石鉴定中激光拉曼光谱仪可鉴别气液包裹体和有机质充填物成分。

28.查尔斯滤色镜可以透过：a.黄绿光 b.蓝光 c.红光 d.紫光

29.在热导仪上显示钻石反应的样品未必就是钻石。

30.热导仪可以区分钻石和合成α-碳硅石。

31.放大镜的质量好坏主要取决于分辨率的高低。

32.用二色镜鉴定宝石时不宜使用偏振的白光为光源。

33.用二色镜在白光下所见的颜色即宝石不同方向的体色或表色。

34.在任何条件下，均可以观察宝石的生长线和色带。

35.红外光谱仪只能分清一部分A货或B货翡翠。

二、选择题

1.吸收光谱仪使用时光源应该用：

a.目前用5000～7000 K色温的钻石灯

b.连续光谱白炽强光灯 c.日光灯

2.吸收光谱使用的光源：

a.必须是连续光谱(400～700nm)光源

b.任意白光就可以

c.最好用高压汞灯作光源

3.吸收光谱仪在使用前必须调整：

a.仪器的进光狭缝、滑管焦距及刻度

b.只调整滑管焦距

c.滑管与刻度及清晰度

4.无损鉴定蔷薇辉石与菱锰矿玉石雕件时，不应该测试：

a.折射率值

b.酸可溶性

c.组构

5.X射线荧光光谱仪可测出样品中的：

a.部分元素的含量

b.全部元素的含量

c.矿物含量

6.用天平测定宝玉石密度值时，称重值应精确到小数点后：

a.第二位

b.第三位

c.第四位

7.宝石鉴定用的、称重在100克以下的天平，其称重误差应小于1‰。

8.静水力学法测定宝石的密度要求密度精确到小数点后第二位，则称重精度必须为：

a.0.01g

b.0.001g

c.0.0001g

9.静水力学法测定密度值应精确到小数点后：

a.一位

b.二位

c.三位

10.通常所说的宝石折射率值是指在哪种光源下测得的?

a.460nm

b.487nm

c.587nm

d.687nm

11.宝石折射仪测定宝石双折射率时必须：

a.宝石有较大的光滑平面和折射仪上要有偏光镜和黄色光源

b.只要有较大的光滑平面就可以

c.没有特殊要求

12.折射仪测定宝石折射率时宝石界面与半球之间必须加接触液，该液的折射率：

a.必须是1.81

b.必须等于半球的折射率

c.要介于半球折射率与宝石折射率之间

13.折射仪在同一刻面与折射仪半球接触的情况下：

a.可以测出最大双折射率

b.不可能测出最大的双折射率

c.可能测到一个折射率

14.目前用的宝石折射仪其测得的折射率误差精度为：

a.±0.002

b.±0.001

c.±0.005

15.宝石折射仪的估测值的误差是：

a.±0.001

b.±0.002

c.±0.005

16.宝石折射仪的精度是：

a.±0.005

b.±0.001

c.±0.01

17.反射式折射仪测定折射率的原理是：

a.反射率换算成折射率 b.用折射角、入射角计算 c.全反射原理

18.下列哪种绿色宝石在查尔斯滤色镜下会变红?

a.翡翠

b.海蓝宝石

c.澳洲玉

d.钙铝榴石

19.下面哪一种绿色宝石在查尔斯滤色镜下不呈现红色色调?

a.水钙铝镏石

b.东陵石

c.翡翠

20.为查明红宝石中有无玻璃充填，宜选用：

a.亮域照明和斜照明

b.暗域照明

c.反射照明

21.判别钻石与激光穿孔钻石或充填处理的钻石时，最好使用：

a.亮域照明

b.暗域照明和斜照明

c.反射照明

22.如果两个偏振片处在“正交位置”：

a.有最大量的光通过

b.全黑

c.通过的光减少一半

d.可见多色性

23.用偏光镜观察有无消光现象时，两个偏光镜的振动方向：

a.相互平行

b.相互垂直

c.呈45°

24.用偏光仪在正交偏光镜下观察干涉图时必须加：

a.干涉玻璃球

b.干涉玻璃片

c.偏振片

25.宝石显微镜的垂直照明法是一种观察宝石

的照明方式。

a.弯曲条纹

b.包裹体

c.表面

26.宝石中所见的由于干涉产生的颜色通常称为：

a.晕彩

b.多色性

c.体色

d.残余色

27.常规钻石分级中，放大镜最好用：

a.无涂膜的10倍放大镜

b.有增透的蓝色涂膜的10倍放大镜

c.无增透涂膜的15倍放大镜

28.选用观察钻石的10倍放大镜(宝石放大镜)时：

a.没有什么特殊要求，无色差

b.10倍放大镜其分辨能力都一样

c.要求无色差，无球面差，无蓝色镀膜

29.Ⅱ型热导仪上的金属板：

a.是装饰品

b.测试者手指必须接触它才能进行测试

c.测试者千万别用手接触它

30.热导仪：

a.只能测定样品是否是钻石

b.除测定钻石外还能测定另一些宝石

c.一定能区分钻石与其仿制品

31.二色镜两个方块中看到的颜色代表：

a.宝石不同方向的颜色

b.不同振动方向的颜色

c.宝石两个互相垂直方向上的振动经二色镜分解后合成的颜色

32.无损伤鉴定宝石气相包裹体成分的方法有：

d.激光拉曼光谱分析

33.用电子探针判别合成紫晶与紫晶是检测它们的：

a.电子探针成分分析

b.X射线荧光分析

c.X射线能谱分析

a.矿物成分

b.主要化学成分

c.微量元素

d.晶体结构

34.用红外光谱判别充胶翡翠与不充胶翡翠是检测它们的：

a.结构是否破坏

b.翡翠的矿物成分

c.翡翠中的阳离子

d.有机阴离子团

35.用红外光谱鉴定酸浸充胶翡翠时在2800～3200cm-1处有吸收带，胶的弱吸收是：

a.3000cm-1

b.3040cm-1

c.3060cm-1

d.3200cm-1

36.在紫外光灯下，含铁量高的宝石：

a.无荧光

b.有荧光

c.可有可无荧光

37.阴极发光仪所用辐照源发射出的是：

a.电子束

b.X射线

c.γ射线

38.用偏光显微镜观察宝石多色性，应在：

a.单偏光下进行

b.正交偏光下进行

c.锥光下进行

39.皇冠上有一颗透明的红色宝石，不拆下来如何区分它是红宝石还是红色尖晶石：

a.测折射率

b.测比重

c.观察二色性

d.用偏光仪测非均质还是均质体

三、多项选择题

1.查尔斯滤色镜：

a.允许蓝色和紫色光通过

b.允许红色光通过

c.允许绿色光通过

d.允许部分黄绿色光通过

e.允许黄色光通过

2.石折射仪：

a.测定折射率是根据折射定律来测定的

b.宝石折射仪测得的宝石折射率代表与物台接触的平面上的折射率

c.宝石折射仪测得的宝石折射率代表垂直折射光线并物台接触的平面的折射率

d.测定宝石折射率时只要有足够光滑的平面就可以直接放上去测定

e.测定折射率时如果没有接触液用水代替也可以

3.使用宝石折射仪测宝石的折射率时：

a.必须要加介质

b.介质的折射率介于半球和宝石的折射率之间

c.介质的n必须等于1.81

d.介质可用水代替

e.介质的n大于半球的折射率

4.偏光镜：

a.鉴定宝石是光性均质体还是光性非均质体

b.在正交偏光下宝石不消光可以判定该宝石是非均质体

c.可以用来测定宝石有无二色性

d.上下偏光镜振动方向一致时看到宝石的颜色就是宝石多色性之一

e.上下偏光镜振动方向一致时可能见到的是宝石的一种干涉色

5.一块致密块状艳绿色非均质集合体玉石在查尔斯滤色镜下为红色可能是：

a.翡翠

b.碧玉

c.独山玉

d.钙铝榴石

e.染色玛瑙

6.与放大镜质量好坏有关的是：

a.放大镜的放大倍数大小

b.放大镜分辨率的好坏

c.放大镜球面差的大小

d.放大镜色差的大小

e.放大镜外观的好坏

7.使用热导仪时应注意：

a.打开开关等指示灯亮后才能用

b.按样品重量和测试时室温预先开亮到几节灯

c.测定时必须用手直接接触金属

d.打开开关就能用

e.可同时测得折射率

8.二色镜的应用：

a.可以鉴别宝石有无多色性

b.可以判定部分有色宝石是否是非均质性

c.它可观察两个不同振动方向的颜色

d.在任何色光下都可以观察二色性

e.只有在白色光下才能观察多色性现象

9.钻石分级鉴定用的10倍放大镜：

a.要求无色差

b.要求有球面差

c.前工作距要大于20～25mm

d.不能有镀膜

e.放大镜的直径越大，其分辨率越好

10.用二色镜观察一轴晶宝石多色性的最好方向是：

a.平行光轴方向

b.斜交光轴方向

c.垂直结晶轴C轴方向

四、填空题

1.用来判定宝石颜色特征的宝石学常规仪器有______、______和______等。

2.吸收光谱仪的工作原理是__________。

3.吸收光谱仪的光源应该用______的强光源，其波长应在______nm之间。

4.测定宝石吸收光谱的仪器是______，其仪器可以分成______式和______式两种。

5.用吸收光谱鉴定宝石的依据是：______和______位置以及______。

6.测定宝石密度的方法有①______，②______，③______磁流体法。

7.目前测定宝石密度的方法有______、______。

8.静水力学法测定宝石密度时的计算公式是密度=______×______。

9.常用的重液原料有二碘甲烷、______及一溴萘。

10.一般书上列出的折射率都是______光下的折射率。

11.一般书上标的折射率是______光下的折射率，其标正光源波长为______nm。

12.用宝石折射仪测定折射率的原理是__________。

13.折射仪可以测定宝石的轴性和光性。

14.折射仪常用的单色光源是波长______的黄色光。

15.折射仪可提供以下数据作为有效的鉴别依据：______、______等。

16.用宝石折射仪测定宝石折射率时在宝石与半球之间加______，其折射率必须介于与______的折射率之间。

17.如果折光仪使用得当，且宝石是易于观察的，可得到的信息有：__________、__________、__________、__________。

18.测定宝石色散系数时应用______。

19.查尔斯滤色镜只能透过______光和少部分______光。

20.染成绿色的玉石，在查尔斯滤色镜下都变红。

21.用查尔斯滤色镜鉴定绿色宝玉石，主要目的是检查该宝玉石的绿色中是否含______色光，借以判别宝玉石的品种和/或绿色的来源。

22.使用偏光仪必须调整__________。

23.偏光仪可用来观察宝石的二色性。

24.宝石显微镜的9种照明方法分别是：明场照明、散射照明、点光照明、水平照明、掩蔽照明、偏光照明和______、______、______。

25.热导仪 *** 作步骤为①______、②______、③______、④、______⑤______。

26.Ⅱ型热导仪的使用步骤依次是：__________、__________、__________、__________、__________。

27.钻石放大镜必须满足______和______两个条件。

28.钻石评价用的标准放大镜应该是______、______、______的。

29.鉴定钻石用的标准放大镜应该是______、______、______。

30.正确使用宝石显微镜时，首先要调节的是焦距，其调节步骤是______、______、__________、__________。

31.二色镜两个方块中看到的颜色代表__________。

32.二色镜的两个小窗口代表：a.不同的颜色 b.不同的波长 c.两个互相垂直的振动方向的光的颜色

33.二色镜中的二个颜色代表两个__________的颜色，二色镜使用时应注意__________和__________观察。

34.二色镜一端的透镜应焦正在：a.前端的窗口 b.窗口外的宝石 c.冰洲石棱镜的前端 d.冰洲石棱镜的后端

35.二色镜一端的透镜它应焦正在：a.前端的方形窗口 b.窗口外的宝石 c.冰洲石的前端

36.用二色镜观察宝石多色性时应从宝石的______方向观察并转动二色镜。

37.电导仪能用于区分钻石与合成α-碳硅石。

38.常用于宝石鉴定的紫外灯其长波、短波的主波长为：a.380nm 及260nm b.365nm 及254nm c.356nm 及245nm d.365nm 及245nm

39.宝石鉴定中常用的紫外光灯平均长、短波长为：a.245nm 和 355nm b.254nm 和 365nm c.276nm 和395nm

40.宝石鉴定中常用的紫外光灯有______nm和______nm两个波长。

41.宝石实验室中的二碘甲烷主要用途是做______，丙酮的主要用途是__________。

42.二碘甲烷的密度是2.89g/cm3。

43.配制相对密度为3.05g/cm3的重液通常用______作指示矿物。

44.最常见的比重液有三种，其相对密度为______、______、______。

45.包裹体成分的现代分析技术有：1.______；2.______；3.______。

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