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解读《首饰 贵金属含量的测定 X射线荧光光谱法》
 
科教之窗  加入时间:2014-3-18 11:35:59  □ 国家首饰质量监督检验中心 李素青

      随着人们生活水平的不断提高,首饰消费需求也在逐年增长,与此同时,人们对首饰产品的质量也越来越关注。贵金属含量是贵金属首饰产品质量的重要指标之一。强制性国家标准GB11887-2012《首饰 贵金属纯度的规定及命名方法》(以下简称GB11887-2012)对首饰中贵金属的含量范围作出了明确规定,并对贵金属含量的测定仲裁方法做了规定。
      GB 11887-2012中规定的测定贵金属含量的仲裁方法包括了重量法、滴定法及光谱法等。这些方法能够准确给出检测结果,但均为有损检测,实验周期相对较长,操作复杂,较难适应日常的大量委托检测。因此,快速、无损的检测方法在日常的委托检测中得到了广泛应用。X射线荧光光谱法是目前首饰检测中普遍采用的一种无损检测方法。早在2000年,我国就发布实施了国家标准《贵金属首饰含量的无损检测方法 X射线荧光光谱法》GB/T 18043(以下简称GB/T 18043),为规范首饰市场,保护消费者,指导首饰生产起到了重要作用。
      为进一步完善相关贵金属首饰标准,保证我国标准与国际接轨,切实保护消费者利益,2013年5月9日,在国家标准化管理委员会方向副主任的主持下,GB/T 18043的修订工作在北京正式启动,成立了标准起草小组。同年12月17日,新国标发布,并于今年3月1日实施。本文将对标准的主要内容进行一一解读,以期对标准的理解和实施有所帮助。

X射线荧光光谱法的基本原理
  
      荧光,是物体在外界能量(例如:X射线、紫外线等)的激发下发出的可见光。X射线荧光就是被测样品在X射线照射下发出的特征荧光X射线的现象,它包含了被测样品化学组成的信息,通过对上述X射线荧光的分析可以确定被测样品的组成及各组份含量。
      从原子物理学的知识我们知道,对不同元素的原子来说,都有其特定的能级结构,其核外电子都以各自特有的能量在固定轨道上运行,内层电子在足够能量的X射线照射下脱离原子的束缚,成为自由电子。这时,外层电子便会填补这一空位,即跃迁,同时以发出X射线的形式放出能量。由于每一种元素的原子能级结构都是特定的,被激发后跃迁时放出的X射线能量也是特定的,称之为特征X射线。通过测定特征X射线的能量,便可以确定相应元素的存在。
      不同元素的X射线荧光强度与其含量之间存在一定的线性关系。随着待测元素的含量由低到高,这种线性关系由强到弱。通过比较待测样品和标准物质的特征X射线的强度,便可以对该元素进行定量分析。元素含量由低到高,计算方法逐渐由直接法过渡到归一法、差减法。标准物质配方与待测样品的匹配性直接影响检测的准确度。

标准主要内容的几点说明

      标准编制过程中,经过深入的沟通,起草小组很快制定了修订方案,明确了时间进度和各成员单位分工。修订工作按计划有序开展,仪器设备调研、样品测试、草案编写等工作同步进行。草案稿在几经讨论,广泛征求意见后,最终通过了标委会的审定。
  与GB/T 18043-2008相比,主要有以下内容的修订应引起标准使用者的关注:
      (1)对适用范围进行修订,明确该检测方法为筛选检测
  由于首饰配方的多样性及缺少足够数量与被测样品匹配的标准物质,一般的首饰检测是面对盲样(主含量以外的杂质未知),且在很难得到与待测样品一致的标准工作曲线情况下给出的测量结果。该方法的适用性和应用方面存在一定的局限性,因此本次修订明确了本标准是筛选检测方法,就是通过分析被测样品,对首饰中的贵金属含量进行初步量化,筛选其是否符合的一种方法。
      (2) 增加了术语——“筛选”和“工作标准物质”
      术语部分的增加是为了对相关重要概念进行解释,以便于理解。“工作标准物质”这一术语,为弥补因有证标准物质的缺乏导致检测的不准确提供了解决方法。检测实验室可以自行研制与首饰配方匹配的工作标准物质,以获得更准确的测试结果。工作标准物质应满足以下要求:足够均匀、使用适当方法定值、具有可溯源性。
      (3) 提高了对X射线荧光光谱仪分辨率的要求
      对X射线荧光光谱仪的要求由原来的锰元素在5.89KeV能量位置的峰,分辨率优于200eV,改为优于170eV,主要是基于以下考虑:
      ①分辨率的提高有利于对特征X射线接近的相关元素的分辨。
     ②经过调研,多数X射线荧光光谱仪的分辨率基本达到该要求。
     ③与GB/T 28020-2011《饰品 有害元素的测定 X射线荧光光谱法》中对于X射线荧光光谱仪的要求一致。
     (4)细化了检测流程,明确本方法的操作步骤
  检测流程的细化不仅表现在对样品的检查和定性分析,更重要的是增加了标准物质的校正曲线,并以此校正曲线对样品的检测结果进行校正,以保证检测的准确性。
  另外值得注意的是:对于纯度、配方相似的样品,并不是每次测试都要重新作出校正曲线,而可以定期对校正曲线进行验证。只有在漂移较大的情况下才需要重新对标准物质进行测试,作出新的校正曲线。
  (5)修改了测量结果的处理方法
  GB/T 18043-2008中给出了测量结果的可接收范围为1‰~30‰。检测者应依据被测首饰的样品状况(纯度、是否有焊药、是否有镀层等),使用的仪器,标准物质的匹配情况等影响因素,确定对检测结果的可接收范围。
  GB/T 18043-2013中引入了不确定度评估的方法对测量结果进行处理,能够更客观地反映测量结果的可信性和有效性。考虑到不确定度评估在本方法中的应用较少,特别在附录中给出了不确定度评估的方法和示例。(参考附录B,标准使用者可以对每次检测结果进行不确定度评估。)
  根据样品的测量结果及不确定度可以确定样品的测量结果范围,通过与其标称值(印记)低限比较,得到符合、不符合或无法判定的结论(见图1)。  


  (6) 增加了方法局限性的说明
  本部分内容的增加主要是提醒使用者注意本方法的局限性,以避免在标准使用过程中的盲目行为。由于第7章中所提及的各种影响因素,即使判定为符合的样品,当采用其它的方法检测时也有不合格的可能。因此对于测量结果有争议的样品,应使用GB 11887-2012中规定的方法进行仲裁。
  (7) 增加了附录A、附录B和附录C。
  附录A给出了应用本方法测定贵金属含量的检验流程图,附录B给出了不确定度评估方法和示例,附录C给出了对有焊药的样品和测量结果为无法判定的样品熔融处理的方法。这三个附录的给出,旨在帮助标准使用者能够更好地实施本标准。

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