化學(xué)成分分析
彩色寶石化學(xué)成分復(fù)雜,微量元素種類多,對(duì)多數(shù)不具明顯內(nèi)部包體及生長(zhǎng)特征的樣品,其微量元素含量及其組合特征是產(chǎn)地鑒別較主要的“指紋性”特征?,F(xiàn)階段主要使用的無損及微損的元素分析方法有X射線熒光能譜儀(EDXRF)、激光燒蝕電感耦合質(zhì)譜儀(LA-ICP-MS)、電子探針(EPMA)和二次離子質(zhì)譜儀(SIMS)。各種方法儀器在性能、檢出限等方面對(duì)樣品的要求都不一樣。其中,二次離子質(zhì)譜儀為高集成、高精度的**大型儀器,除能對(duì)樣品中的微量元素進(jìn)行定量測(cè)試外,還能對(duì)樣品的部分同位素組成進(jìn)行定量測(cè)試。
(一)X射線熒光能譜儀(EDXRF)
X射線熒光能譜儀(圖2-14)在珠寶玉石鑒定,特別是對(duì)樣品的主要化學(xué)成分及微量元素的定性和半定量測(cè)試方面均有廣泛應(yīng)用,是眾多化學(xué)成分分析儀器中少有的完全無損的分析儀器。
X射線熒光能譜儀由激發(fā)源(X射線管)和探測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成。X射線管產(chǎn)生入射X射線(一次X射線)激發(fā)被測(cè)樣品,受激發(fā)的樣品中的每一種元素會(huì)放射出二次X射線,并且不同的元素所放射出的二次X射線具有特定的能量特性或波長(zhǎng)特性,探測(cè)系統(tǒng)測(cè)量這些放射出來的二次X射線的能量及數(shù)量,然后,儀器軟件將探測(cè)系統(tǒng)所收集到的信息轉(zhuǎn)換成樣品中各種元素的種類及含量。
大多數(shù)元素均可用X射線熒光能譜儀進(jìn)行分析,該儀器可分析固體、粉末、熔珠、液體等樣品。由于X射線熒光能譜儀多使用鈹窗作為檢測(cè)器窗口,所以該儀器的一缺陷就是不能檢測(cè)輕量元素(即原子序數(shù)**鈉的原子)。除此以外,只有當(dāng)含量較高時(shí),鈉、鎂、鋁、硅等較輕的元素才能被檢測(cè)到。
X射線熒光能譜能夠無損測(cè)試各種寶石的化學(xué)元素種類及其含量,針對(duì)彩色寶石產(chǎn)地而言,其可以測(cè)出幾種對(duì)確定彩色寶石產(chǎn)地有用的微量元素,對(duì)寶石產(chǎn)地鑒定具有重要作用。如圖2-15巴西水晶中金紅石包體的EDXRF圖,鈦(Ti)和鐵(Fe)的峰明顯。
(二)激光燒蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(LA-ICP-MS)
一直以來,寶石實(shí)驗(yàn)室都在使用X射線熒光能譜儀(EDXRF)對(duì)刻面寶石進(jìn)行無損化學(xué)分析,獲取其微量元素化學(xué)組分。但是,由于儀器本身測(cè)試范圍的限制,X射線熒光能譜儀(EDXRF)僅能測(cè)出幾種對(duì)確定彩色寶石產(chǎn)地有用的微量元素。
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詞條說明
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