能量色散X射線熒光光譜法測定首飾鈀合金中鈀含量

金 俊 黃國芳 李晨光 許 雅 / 上海市計(jì)量測試技術(shù)研究院

0 引言

鈀(Pd)，鉑系金屬之一。由于鈀的特殊物化性能，可用來制作各種美觀、時(shí)尚的飾品。鈀首飾呈銀色，與鉑、銀首飾外觀相似，價(jià)格居于昂貴的鉑首飾與低廉的銀首飾之間，正好滿足了廣大普通消費(fèi)者的購買需求。鈀首飾已經(jīng)成為首飾中的新興組成部分，并逐漸成為首飾的一種潮流，市場前景良好。GB 11887-2008《首飾 貴金屬純度的規(guī)定及命名方法》是首飾行業(yè)的一個(gè)重要基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了首飾鈀及其合金的純度分別為Pd 500、Pd 950、Pd 990（足鈀，足鈀金）、Pd 999（千足鈀，千足鈀金）。因此用能量色散X射線熒光光譜分析法(EDXRF)對鈀首飾進(jìn)行快速無損分析是非常緊迫且有必要的。

1 基本原理

X射線熒光光譜分析技術(shù)基本原理為：當(dāng)樣品被激發(fā)源X射線管的初級射線所激發(fā)，它就會(huì)發(fā)射出樣品中所含有的各種元素的特征X射線熒光光譜線。每種元素的特征X射線熒光光譜線都具有特定的能量。探測這些特征譜線，識別其能量，就可以識別出該樣品含有哪些元素，這就是定性分析；每條特征譜線的強(qiáng)度反映出發(fā)射譜線的元素含量，與被測樣品中能發(fā)射該能量的熒光X射線的元素含量多少有直接聯(lián)系。測量這些元素譜線的強(qiáng)度，使用工作標(biāo)樣作出的校正曲線進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理和計(jì)算，就可以得出被測樣品中各種元素的含量，這就是定量分析。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 實(shí)驗(yàn)條件

實(shí)驗(yàn)儀器為中國北京博力唯智科技有限公司研制的X射線熒光光譜儀（X-3000型）。

溫度：(20±5)℃；濕度：≤70 %RH；電源電壓：(220±20)V；X射線管電壓：45 kV；X射線管電流：0.3 mA。

2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

研制一套有不同鈀、銀、銅、鎳、鋅含量的工作標(biāo)樣，用原子吸收光譜法對工作標(biāo)樣進(jìn)行定值。建立合適的數(shù)學(xué)模型，將鈀純度分為三個(gè)區(qū)間，依次為Pd 40.0%～70.0%、Pd 70.0%～90.0%和Pd＞90.0%。 建立無損檢測分析程序，用X射線熒光光譜儀對鈀含量在45.0%～99.9%之間的首飾鈀合金進(jìn)行鈀含量分析檢測，然后進(jìn)行樣品測試和精密度的計(jì)算以及樣品的測試比對。

2.3 儀器工作參數(shù)

管壓：40.230 kV；管流：0.137 mA；增益：40 kV；X射線管靶材：W；Be窗：0.20 mm；X射線管出射角：23.00°；樣品入射角：45.00°；樣品出射角：135.00°；樣品到探測器距離：1.50 cm。

儀器預(yù)熱后，依次將工作標(biāo)樣和樣品放入儀器樣品室，把樣品的最平整面緊貼樣品窗中心區(qū)處的薄膜，用X射線熒光光譜儀進(jìn)行測試，測試時(shí)間為120 s，連續(xù)測試10次，記錄各次的數(shù)據(jù)。

3 結(jié)果和討論

3.1 定值

選擇均勻性好的樣品作為工作標(biāo)樣，對工作標(biāo)樣進(jìn)行定值。用原子吸收光譜法進(jìn)行了分析（見表 1）。

表1 標(biāo)樣定值

3.2 Rh峰干擾的排除

X射線熒光光譜儀一般使用低功率Rh靶端窗X射線管作X射線激發(fā)源，Rh靶的激發(fā)X射線與被測鈀合金飾品中的鈀、銀等元素的特征X射線互相疊加，形成很大的干擾，影響檢測。因此選擇W靶為X射線管靶材，Be窗厚度0.20 mm，有效排除19～ 29 keV能量范圍內(nèi)的Rh峰干擾。

3.3 樣品測試和精密度的計(jì)算

用能量色散X射線熒光光譜法進(jìn)行鈀含量的測試，每一樣品連續(xù)測十次，得到鈀含量的十次測量值，經(jīng)計(jì)算得出十次測量平均值和十次測量相對標(biāo)準(zhǔn)偏差見表2。方法的重復(fù)性比較好，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差優(yōu)于0.3%。

3.4 樣品的測試比對

對樣品用能量色散X射線熒光光譜法進(jìn)行分析測試，并與上海聯(lián)科理化應(yīng)用技術(shù)研究所的原子吸收光譜法進(jìn)行比對，結(jié)果見表3。

表2 鈀含量的測量值、平均值和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差

表3 樣品的測試比對

由表3可見，能量色散X射線熒光光譜法與原子吸收光譜法對樣品的分析結(jié)果相對偏差不大于0.1%。

4 結(jié)語

應(yīng)用能量色散X射線熒光光譜法對鈀首飾合金中鈀含量進(jìn)行測定，該方法無損耗、快速，精密度、準(zhǔn)確度都較高。

[1]Eugene P Bertin.Principles and Practices of X-Ray Spectrometric Analysis(Second edition)[M]. La Crosse ：Platinum Press,1984.

[2]全國首飾標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB 11887-2008[S]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[3]全國首飾標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì). GB/T 18043-2008[S]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.