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X射線熒光光譜儀分析寶石真假

發(fā)布時間:2020-08-20 09:27:22         點擊:4000

       在貴金屬行業(yè),1797年開始,從人類發(fā)現(xiàn)鉆石幾乎是由純碳組成的礦物開始,就未放棄對人工制造鉆石過程的探索。人工合成寶石的蓬勃興起要追溯到18世紀(jì)中下葉和19世紀(jì)??萍嫉陌l(fā)展促進(jìn)了生活方方面面,新的合成及人造寶石及優(yōu)化處理寶石品種的相繼面市,很多人造寶石產(chǎn)生,一些合成寶石與天然寶石之間的差別日趨縮小,一些優(yōu)化處理寶石的表面及內(nèi)部特征與天然寶石相差無幾,使得寶玉石鑒定中的一些疑難、熱點問題應(yīng)運而生。一些傳統(tǒng)、常規(guī)的寶石鑒定儀器及鑒定方法已難以滿足珠寶鑒定的要求。于是X射線熒光光譜儀分析寶石真假的應(yīng)用也就產(chǎn)生。

       近年來,國外一些大型分析測試儀器的引進(jìn)及應(yīng)用,使我國珠寶鑒定與研究機(jī)構(gòu)初步擺脫了過去那種單一的鑒定對比模式。迄今,珠寶鑒定工作者主要用它們來解決傳統(tǒng)的檢測儀器所無法解決的某些疑難問題。不容置疑,先進(jìn)的分析測試技術(shù)在寶石學(xué)鑒定與研究領(lǐng)域中將發(fā)揮出愈來愈重要的作用。


礦物


寶石


       自然界中產(chǎn)出的寶石通常由一種元素或多種元素組成,用X射線照射寶石時,可激發(fā)出各種波長的熒光X射線。為了將混合在一起的X射線按波長(或能量)分開,并分別測量不同波長(或能量)X射線的強(qiáng)度,以進(jìn)行定性和定量分析,常采用兩種分光技術(shù)。
       其一是波長色散光譜儀。它是通過分光晶體對不同波長的x射線熒光進(jìn)行衍射而達(dá)到分光的目的,然后用探測器探測不同波長處的x射線熒光強(qiáng)度,這項技術(shù)稱為波長色散(WDX)X射線熒光光譜儀。波長色散X射線熒光光譜儀主要由X射線發(fā)生器、分光系統(tǒng)(晶體分光器)、準(zhǔn)直器、檢測器、多道脈沖分析器及計算機(jī)組成。

       其二是能量色散X射線熒光光譜儀。它是利用熒光x射線具有不同能量的特點,將其分開并檢測,不必使用分光晶體,而是依靠半導(dǎo)體探測器來完成。這種半導(dǎo)體探測器有鋰漂移硅探測器、鋰漂移鍺探測器、高能鍺探測器等。

X射線熒光光譜儀X射線熒光光譜儀

       x光子射到探測器后形成一定數(shù)量的電子空穴對,電子空穴對在電場作用下形成電脈沖,脈沖幅度與x光子的能量成正比。在一段時間內(nèi),來自寶石的熒光x射線依次被半導(dǎo)體探測器檢測,得到一系列幅度與光子能量成正比的脈沖,經(jīng)放大器放大后送到多道脈沖分析器(通常要1000道以上)。按脈沖幅度的大小分別統(tǒng)計脈沖數(shù),脈沖幅度可以用x光子的能量標(biāo)度,從而得到計數(shù)率隨光子能量變化的分布曲線,即x光能譜圖。能譜圖經(jīng)計算機(jī)進(jìn)行校正,然后顯示出來,其形狀與波譜類似,只是橫坐標(biāo)是光子的能量。

       能量色散的最大優(yōu)點是可以同時測定樣品中幾乎所有的元素。因此,分析速度快。另一方面,由于能譜儀對x射線的總檢測效率比波譜高,因此可以使用小功率X光管激發(fā)熒光x射線。另外,能譜儀沒有光譜儀那么復(fù)雜的機(jī)械機(jī)構(gòu),因而工作穩(wěn)定,儀器體積也小。缺點是能量分辨率差,探測器必須在低溫下保存,對輕元素檢測困難。能量色散X射線熒光光譜儀主要由x射線發(fā)生器、檢測器、放大器、多道脈沖分析器及計算機(jī)組成。

 

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