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X射線熒光光譜儀分析寶石真假

發布時間:2020-08-20 09:27:22         點擊:154

       在貴金屬行業,1797年開始,從人類發現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世紀中下葉和19世紀。科技的發展促進了生活方方面面,新的合成及人造寶石及優化處理寶石品種的相繼面市,很多人造寶石產生,一些合成寶石與天然寶石之間的差別日趨縮小,一些優化處理寶石的表面及內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、熱點問題應運而生。一些傳統、常規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用也就產生。

       近年來,國外一些大型分析測試儀器的引進及應用,使我國珠寶鑒定與研究機構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的檢測儀器所無法解決的某些疑難問題。不容置疑,先進的分析測試技術在寶石學鑒定與研究領域中將發揮出愈來愈重要的作用。


礦物


寶石


       自然界中產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射線的強度,以進行定性和定量分析,常采用兩種分光技術。
       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射線熒光進行衍射而達到分光的目的,然后用探測器探測不同波長處的x射線熒光強度,這項技術稱為波長色散(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射線發生器、分光系統(晶體分光器)、準直器、檢測器、多道脈沖分析器及計算機組成。

       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,而是依靠半導體探測器來完成。這種半導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,來自寶石的熒光x射線依次被半導體探測器檢測,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計脈沖數,脈沖幅度可以用x光子的能量標度,從而得到計數率隨光子能量變化的分布曲線,即x光能譜圖。能譜圖經計算機進行校正,然后顯示出來,其形狀與波譜類似,只是橫坐標是光子的能量。

       能量色散的最大優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光管激發熒光x射線。另外,能譜儀沒有光譜儀那么復雜的機械機構,因而工作穩定,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射線發生器、檢測器、放大器、多道脈沖分析器及計算機組成。

 

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