XRF(X射線熒光)分析儀的技術(shù)原理及其在鑒別珍貴的寶石中的應(yīng)用

您有沒有想過(guò)傳家寶鉆戒上鑲嵌的是真鉆石還是人造鉆石？有幾種方法可以解開這個(gè)謎團(tuán)。
這篇博客探討了發(fā)現(xiàn)假寶石的方法，并說(shuō)明了XRF分析儀如何能夠準(zhǔn)確地辨別真假寶石。

例如，真正的鉆石放在水中一般會(huì)下沉。當(dāng)您在鉆石上哈氣時(shí)，也不會(huì)出現(xiàn)一層霧氣。然而，這些在家快速識(shí)別假寶石的方法并非萬(wàn)無(wú)一失，而且對(duì)于某些類型的假寶石，還可能不起作用。

一種更可靠的快速識(shí)破假寶石的方法是借助X射線熒光（XRF）技術(shù)。手持式XRF分析儀，如：Vanta系列分析儀，可以對(duì)從鎂（Mg）到鈾（U）的許多元素進(jìn)行定量分析，獲得低達(dá)百萬(wàn)分率（ppm）水平的元素含量。

這類分析儀通過(guò)對(duì)可分析范圍內(nèi)的元素進(jìn)行分析，如：鋯、銅、鈣或鋁，在幾秒鐘之內(nèi)就可以辨別出真假寶石。

XRF分析儀可以識(shí)別的假寶石之一是立方氧化鋯（CZ）。立方氧化鋯（CZ）是二氧化鋯（ZrO2）的結(jié)晶形式，通常用于仿造鉆石。

即使價(jià)格較為實(shí)惠的鉆石每克拉也比立方氧化鋯貴100倍左右，因此確保您所購(gòu)買的鉆石貨真價(jià)實(shí)至關(guān)重要。例如，一克拉的立方氧化鋯可能需要花費(fèi)20美元左右。相比之下，同樣是一克拉的鉆石價(jià)格可能在1500美元以上。

隨著克拉值的增加，這種差異也會(huì)更大。因此在財(cái)務(wù)方面的影響也更大：一顆兩克拉立方氧化鋯人造鉆石的零售價(jià)可能在30美元左右，而一顆2克拉的真正鉆石至少可以賣到7000美元。

好消息是：手持XRF分析儀可以在幾秒鐘內(nèi)分辨出真假鉆石。

我們來(lái)看看下圖中的樣品和檢測(cè)結(jié)果：

人造鉆石（左側(cè)圖）和真鉆石（右側(cè)圖）的圖像（上面的圖）及其檢測(cè)結(jié)果（下面的圖）。

兩種鉆石雖然看起來(lái)相似，但是它們的化學(xué)成分大不相同。Vanta分析儀在第一件首飾中沒有發(fā)現(xiàn)鋯元素。與此相反，對(duì)第二件首飾進(jìn)行的化學(xué)分析發(fā)現(xiàn)鋯（Zr）的成分占據(jù)了主導(dǎo)地位。

真正的鉆石只含碳元素，因此X射線熒光會(huì)對(duì)其視而不見。碳元素不在XRF技術(shù)可以探測(cè)的元素范圍之內(nèi)。雖然我們不能直接探測(cè)到鉆石的成分，但是通過(guò)鋯元素存在與否的信息，我們可以從潛在的真鉆石中區(qū)分出已知的人造鉆石（CZ）。

鉆石并不是唯一一種被偽造的寶石。珍珠和綠松石是另外兩種經(jīng)常被仿造的礦物。您同樣可以使用奧林巴斯的XRF技術(shù)來(lái)辨別這些礦物的真?zhèn)巍?/p>

奧林巴斯的Vanta XRF分析儀可以區(qū)分真正的珍珠和仿造珍珠。為了說(shuō)明辨別真假珍珠的過(guò)程多么容易，我們進(jìn)行了一次檢測(cè)。

真珍珠（左側(cè)圖）和假珍珠（右側(cè)圖）的圖像（上圖）和檢測(cè)結(jié)果（下圖）。

真珍珠和假珍珠的區(qū)別令人吃驚。仿造珍珠中只含有微量的碳酸鈣（CaCO3），而真珍珠幾乎是由碳酸鈣構(gòu)成，僅含有微量的其他有機(jī)物和無(wú)機(jī)物。正如對(duì)鉆石和立方氧化鋯的辨別一樣，借助XRF技術(shù)快速分析的珍珠也是真假立現(xiàn)。

現(xiàn)在我們已經(jīng)介紹了XRF技術(shù)如何辨別真假珍珠，下面我們來(lái)看看另一種時(shí)常被仿造的寶石：綠松石。

我們使用Vanta XRF分析儀完成了另一項(xiàng)檢測(cè)，以證明其辨別真假綠松石的性能。

我們看看下圖中的樣品和檢測(cè)結(jié)果：

真正的綠松石（左側(cè)圖）和假綠松石（右側(cè)圖）的圖像（上圖）和檢測(cè)結(jié)果（下圖）。

所有這三種元素的含量都揭示了真正的綠松石和仿冒綠松石之間的差異。兩者之間的差異有著天壤之別，而使用奧林巴斯的Vanta手持式XRF分析儀可以非常容易地了解這些差別。