利器善工 匠心獨具│EDX助力鑒賞珠寶之美
2023-07-24
導讀
我國是當今世界上珠寶首飾類產品的重要生產國，同時也是世界上珠寶首飾的重要消費國。參考中國珠寶玉石首飾行業協會發布的《2022中國珠寶行業發展報告》資料，2022年貴金屬類市場規模約為4380億元，珠寶玉石類市場規模約為2810億元。珠寶首飾市場的繁榮發展，同時推動了珠寶首飾檢測行業的發展。珠寶首飾檢測中需要使用到多種科學儀器，其中EDX儀器具有無損性、快速性、準確性、經濟環保性等特點脫穎而出，在貴金屬成分檢測、珠寶元素分析等方面得到廣泛使用。
相關法規
珠寶首飾可依據材質分為珠寶玉石類和貴金屬類。珠寶玉石的種類繁多，材質組成復雜，按照來源分為天然珠寶玉石和人工寶石。貴金屬主要指金、銀和鉑族金屬（釕、銠、鈀、鋨、銥、鉑）等8種金屬元素，作為商品流通的常見貴金屬為金、銀、鉑、鈀，其中黃金為流通量最大的貴金屬品種。
珠寶首飾的檢測方法標準中，會涉及到多種科學儀器的分析方法，下面列舉了相關常見標準和涉及的島津分析儀器。
表1 珠寶首飾分析鑒定相關常見標準
UV-3600i Plus
IRXross
RM-3000
EPMA-8050G
ICPE-9800
圖1 相關標準涉及的島津儀器展示
島津利器
性能卓越的EDX-7200能量色散型X射線熒光光譜儀
專利技術
島津分析中心申請的中國發明專利《一種含鍍層貴金屬成分的X射線熒光光譜分析方法》（ZL 2019 1 0867000.4已獲國家知識產權局授權），專利技術為含鍍層貴金屬樣品成分的無損檢測提供了解決方案。
圖2 發明專利證書
方案優勢
該方法具有專用算法修正鍍層對基體組成元素的影響、含鍍層貴金屬直接測試（無需打磨破壞）、一次分析可以得到鍍層厚度和基材元素成分的可靠結果、分析速度快、分析成本低的優點。
圖3 不同方法分析誤差比較
（數據來源于本公司）
案例分享
貴金屬首飾成分分析
GB/T 18043-2013《首飾貴金屬含量的測定 X射線熒光光譜法》是貴金屬首飾成分分析的標準依據。X射線熒光光譜法由于非破壞分析的特點，被廣泛應用于貴金屬成分的分析，是貴金屬成分檢測中最常見的非破壞分析方式。在EDX-7200上建立黃金分析條件，使用黃金標樣校準Au、Ag、Cu、Ni、Zn等元素的校準曲線。
圖4 黃金中分析元素的校準曲線
使用校準的黃金分析條件，檢測工廠實物黃金飾品，在EDX完成檢測后，送樣依據GB/T 9288-2006《金合金首飾 金含量的測定 灰吹法（火試金法）》做火試金測試， 下表列舉了EDX和火試金方法的分析結果。
表2 黃金飾品樣檢測結果
（數據來源于本公司）
從上表EDX和火試金的分析結果顯示，EDX-7200分析黃金樣品成分誤差優于0.2%，適用于黃金及其制品成分的篩選檢測。
珠寶元素分析
紅寶石&藍寶石的主要成分是Al2O3，屬于剛玉的一個種類。下圖為寶石實驗樣品，有天然紅寶石、天然藍寶石、人工合成紅寶石、鉛玻璃充填紅寶石。
圖5 寶石樣品
將寶石樣品放置在樣品杯中，樣品杯使用邁拉膜，EDX-7200儀器附帶的CCD選擇測試部位，使用寶石測試條件分析，分析結果及譜圖如下。
圖6 寶石分析數據
分析結果中Al以剛玉寶石的主要成分Al2O3表示。天然寶石中可見Al、Si、Cr、Fe、Ti、Ga等元素存在。Al為剛玉寶石的主要組成元素，Cr、Fe、Ti等為微量致色元素，Ga為天然剛玉寶石的指紋特征元素，合成紅寶石中缺少Ga元素存在。天然紅寶石常見含有Fe、Cr、Ga元素，天然藍寶石則多含有Fe、Ti、Ga等雜質微量元素。鉛玻璃充填的紅寶石明顯可見Pb的特征峰存在，Pb元素的存在為處理紅寶石鉛玻璃充填的特征結果。
結語
島津能量色散型X射線熒光光譜儀篩選分析珠寶首飾樣品，無需復雜前處理，具有分析過程簡單、分析速度快、分析靈敏度高、無環境負擔的優點，適合實驗室和生產現場的快速篩查分析，為珠寶首飾的質量控制和科研提供科學的參考依據。
