● 山西省分析科學(xué)研究院 閆中健

不同方法測(cè)定金合金首飾金含量的探究

● 山西省分析科學(xué)研究院 閆中健

現(xiàn)階段首飾檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)定金合金首飾金含量主要有3種方法：X射線熒光光譜法、灰吹法（火試金法）和ICP光譜法。本文從方法原理、樣品前處理和結(jié)果的精確度等方面對(duì)3種方法進(jìn)行了總結(jié)與分析，以便針對(duì)不同的金合金首飾完善其所使用的檢測(cè)方法和風(fēng)險(xiǎn)控制體系。

X射線熒光光譜法 灰吹法（火試金法） ICP光譜法

根據(jù)我國(guó)首飾行業(yè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB 11887—2012規(guī)定，金合金首飾按金含量大致分為：9K、14K、18K、22K和足金（≥990%），同時(shí)該標(biāo)準(zhǔn)引用并規(guī)定了對(duì)金合金首飾金含量的檢測(cè)方法，主要引用了以下3種檢測(cè)方法：X射線熒光光譜法、灰吹法（火試金法）和ICP光譜法（電感耦合等離子體發(fā)射光譜法）。此3種方法也是首飾質(zhì)檢機(jī)構(gòu)檢測(cè)分析金合金首飾金含量常用的方法。

X射線熒光光譜法

熒光是物體在外界能量（如：X射線、紫外線等）的激發(fā)下發(fā)出的可見(jiàn)光。X射線熒光就是被測(cè)樣品在X射線照射下發(fā)出的特征熒光X射線的現(xiàn)象，它包含了被測(cè)樣品化學(xué)組成的信息，通過(guò)對(duì)上述X射線熒光的分析可以確定被測(cè)樣品的組成及各組份含量。

從原子物理學(xué)的知識(shí)我們知道，對(duì)不同元素的原子來(lái)說(shuō)，都有其特定的能級(jí)結(jié)構(gòu)，其核外電子都以各自特有的能量在固定軌道上運(yùn)行，內(nèi)層電子在足夠能量的X射線照射下脫離原子的束縛，成為自由電子。這時(shí)，外層電子便會(huì)填補(bǔ)這一空位，即躍遷，同時(shí)以發(fā)出X射線的形式放出能量。由于每一種元素的原子能級(jí)結(jié)構(gòu)都是特定的，被激發(fā)后躍遷時(shí)放出的X射線能量也是特定的，稱之為特征X射線。

X射線熒光光譜法是分析檢測(cè)金合金首飾金含量較為快捷常用的方法。其方法原理是：金合金首飾表層元素經(jīng)X射線激發(fā)（穿透厚度通常為幾微米到幾十微米），發(fā)射出特征X射線熒光光譜，根據(jù)其特征譜線（能量或波長(zhǎng)）可進(jìn)行定性分析。不同元素的X射線熒光強(qiáng)度與其含量之間存在一定的線性關(guān)系，隨著待測(cè)元素的含量由低到高，這種線性關(guān)系由強(qiáng)到弱，計(jì)算方法逐漸由直接法過(guò)渡到歸一法、差減法。與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的工作曲線比較計(jì)算，可進(jìn)行定量分析。

1. X射線熒光光譜法的優(yōu)點(diǎn)

檢測(cè)分析時(shí)可不破壞樣品，分析速度快，檢測(cè)成本低。

2. X射線熒光光譜法的局限性

由于X射線穿透厚度通常僅為幾微米到幾十微米且為點(diǎn)測(cè)，對(duì)檢測(cè)分析的金合金首飾要求較高。使用該方法檢測(cè)金合金首飾樣品應(yīng)先分析樣品的特點(diǎn)。需要考慮以下情況：

（1）樣品是否均勻；

（2）是否有夾心、包裹現(xiàn)象；

（3）是否有鍍層；

（4）是否有焊藥；

（5）內(nèi)部是否有摻銥、鎢等雜質(zhì)；

（6）是否有較好的測(cè)試點(diǎn)；

（7）所使用的X熒光光譜儀分辨率是否能達(dá)到GB/T18043—2012的要求；

（8）是否有與被測(cè)樣品組分相匹配的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；

（9）結(jié)果精確度較低；

（10）樣品的形狀及測(cè)量面積是否滿足測(cè)試要求。

金合金首飾金含量由9K到足金，由于首飾的工藝（硬度、顏色等）要求，其制作配方有很大的差別，而與其配方一致的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)卻很少，以致沒(méi)有相匹配的工作曲線。

X射線熒光光譜法由于方法原理的限制，被GB/T 18043—2012指定為篩選檢測(cè)方法，檢測(cè)機(jī)構(gòu)采用此方法時(shí)需要有經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)人員對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)前分析，且結(jié)合密度法將會(huì)大大提高使用該方法檢測(cè)的結(jié)果精確度。

灰吹法（火試金法）

灰吹法（火試金法）是首飾行業(yè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB 11887—2012指定的測(cè)量金合金首飾的仲裁方法。其方法原理是：樣品中加入適量的銀，用鉛做撲收劑，放在多孔性灰皿中進(jìn)行氧化灰吹。鉛氧化物及雜質(zhì)被灰皿吸收，而金和銀留在灰皿中熔煉為貴金屬珠。將貴金屬珠軋成薄片并卷成小卷置于硝酸中，在銀逐步溶解后，獲得金的質(zhì)量。同時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)金進(jìn)行分析對(duì)比，可消除分析過(guò)程中的系統(tǒng)誤差。

1.灰吹法（火試金法）的優(yōu)點(diǎn)

該方法具有較高的精密度和準(zhǔn)確度，適用范圍廣，可適用于金含量在333.0%～999.5%的各種金和K金首飾金含量的測(cè)定。該方法測(cè)定樣品時(shí)取樣量大且代表性好，可以很大程度的減少取樣誤差。在首飾行業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)是公認(rèn)的一種經(jīng)典檢測(cè)方法。

2.灰吹法（火試金法）的局限性

該方法為破壞性方法，需要對(duì)樣品進(jìn)行破壞，檢測(cè)成本高，實(shí)驗(yàn)步驟多，操作復(fù)雜，要求實(shí)驗(yàn)人員有豐富的經(jīng)驗(yàn)，不適用于含有不溶于硝酸的雜質(zhì)元素（銥、鉑、銠等）的樣品。灰吹過(guò)程對(duì)檢驗(yàn)人員身體和環(huán)境都有一定影響，不適用于高純金首飾的樣品（金含量999.5%以上）。

ICP光譜法（電感耦合等離子體發(fā)射光譜法）

ICP光譜法（電感耦合等離子體發(fā)射光譜法）是首飾行業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)定高含量金合金首飾常用的方法。其原理是：樣品以王水溶解，在鹽酸介質(zhì)中，用ICP光譜儀測(cè)得雜質(zhì)元素的含量，通過(guò)差減法，計(jì)算出金含量。

1. ICP光譜法（電感耦合等離子體發(fā)射光譜法）的優(yōu)點(diǎn)

對(duì)高含量的金合金首飾的檢測(cè)具有較高的精密度和準(zhǔn)確度，可均勻取樣。市場(chǎng)上較為流行的金含量為999.9%高純金首飾，現(xiàn)階段首飾質(zhì)檢機(jī)構(gòu)均采用此方法進(jìn)行檢測(cè)分析。

2. ICP光譜法（電感耦合等離子體發(fā)射光譜法）的局限性

該方法同樣為破壞性方法，需要對(duì)樣品進(jìn)行破壞檢驗(yàn)，檢測(cè)成本高，實(shí)驗(yàn)室需要配備價(jià)格較為昂貴的電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，實(shí)驗(yàn)步驟多，操作復(fù)雜，要求檢驗(yàn)人員有豐富的經(jīng)驗(yàn)，不適用于含有銥等不溶于王水的雜質(zhì)元素的樣品。另外，檢驗(yàn)稱量的樣品溶于王水，不易提取。

綜上所述，X射線熒光光譜法、灰吹法（火試金法）和ICP光譜法（電感耦合等離子體發(fā)射光譜法）在檢測(cè)過(guò)程中各有特點(diǎn)，檢測(cè)機(jī)構(gòu)可根據(jù)客戶要求、樣品等級(jí)、狀態(tài)等采用不同的檢測(cè)方法，以便更好地為企業(yè)及消費(fèi)者提供準(zhǔn)確可靠的檢測(cè)結(jié)果。