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X射线荧光光谱仪分析宝石真假

发布时间:2020-08-20 09:27:22         点击:286

       在贵金属行业,1797年开始,从人类发现钻石几乎是由纯碳组成的矿物开始,就未放弃对人工制造钻石过程的探索。人工合成宝石的蓬勃兴起要追溯到18世纪中下叶和19世纪。科技的发展促进了生活方方面面,新的合成及人造宝石及优化处理宝石品种的相继面市,很多人造宝石产生,一些合成宝石与天然宝石之间的差别日趋缩小,一些优化处理宝石的表面及内部特征与天然宝石相差无几,使得宝玉石鉴定中的一些疑难、热点问题应运而生。一些传统、常规的宝石鉴定仪器及鉴定方法已难以满足珠宝鉴定的要求。于是X射线荧光光谱仪分析宝石真假的应用也就产生。

       近年来,国外一些大型分析测试仪器的引进及应用,使我国珠宝鉴定与研究机构初步摆脱了过去那种单一的鉴定对比模式。迄今,珠宝鉴定工作者主要用它们来解决传统的检测仪器所无法解决的某些疑难问题。不容置疑,先进的分析测试技术在宝石学鉴定与研究领域中将发挥出愈来愈重要的作用。


矿物


宝石


       自然界中产出的宝石通常由一种元素或多种元素组成,用X射线照射宝石时,可激发出各种波长的荧光X射线。为了将混合在一起的X射线按波长(或能量)分开,并分别测量不同波长(或能量)X射线的强度,以进行定性和定量分析,常采用两种分光技术。
       其一是波长色散光谱仪。它是通过分光晶体对不同波长的x射线荧光进行衍射而达到分光的目的,然后用探测器探测不同波长处的x射线荧光强度,这项技术称为波长色散(WDX)X射线荧光光谱仪。波长色散X射线荧光光谱仪主要由X射线发生器、分光系统(晶体分光器)、准直器、检测器、多道脉冲分析器及计算机组成。

       其二是能量色散X射线荧光光谱仪。它是利用荧光x射线具有不同能量的特点,将其分开并检测,不必使用分光晶体,而是依靠半导体探测器来完成。这种半导体探测器有锂漂移硅探测器、锂漂移锗探测器、高能锗探测器等。

X射线荧光光谱仪X射线荧光光谱仪

       x光子射到探测器后形成一定数量的电子空穴对,电子空穴对在电场作用下形成电脉冲,脉冲幅度与x光子的能量成正比。在一段时间内,来自宝石的荧光x射线依次被半导体探测器检测,得到一系列幅度与光子能量成正比的脉冲,经放大器放大后送到多道脉冲分析器(通常要1000道以上)。按脉冲幅度的大小分别统计脉冲数,脉冲幅度可以用x光子的能量标度,从而得到计数率随光子能量变化的分布曲线,即x光能谱图。能谱图经计算机进行校正,然后显示出来,其形状与波谱类似,只是横坐标是光子的能量。

       能量色散的最大优点是可以同时测定样品中几乎所有的元素。因此,分析速度快。另一方面,由于能谱仪对x射线的总检测效率比波谱高,因此可以使用小功率X光管激发荧光x射线。另外,能谱仪没有光谱仪那么复杂的机械机构,因而工作稳定,仪器体积也小。缺点是能量分辨率差,探测器必须在低温下保存,对轻元素检测困难。能量色散X射线荧光光谱仪主要由x射线发生器、检测器、放大器、多道脉冲分析器及计算机组成。

 

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