不同方法測定金合金首飾金含量的探究

● 山西省分析科學研究院 閆中健

不同方法測定金合金首飾金含量的探究

● 山西省分析科學研究院 閆中健

現(xiàn)階段首飾檢測機構測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、樣品前處理和結果的精確度等方面對3種方法進行了總結與分析，以便針對不同的金合金首飾完善其所使用的檢測方法和風險控制體系。

X射線熒光光譜法 灰吹法（火試金法） ICP光譜法

根據(jù)我國首飾行業(yè)強制性標準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%），同時該標準引用并規(guī)定了對金合金首飾金含量的檢測方法，主要引用了以下3種檢測方法：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)檢機構檢測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)出的可見光。X射線熒光就是被測樣品在X射線照射下發(fā)出的特征熒光X射線的現(xiàn)象，它包含了被測樣品化學組成的信息，通過對上述X射線熒光的分析可以確定被測樣品的組成及各組份含量。

從原子物理學的知識我們知道，對不同元素的原子來說，都有其特定的能級結構，其核外電子都以各自特有的能量在固定軌道上運行，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，外層電子便會填補這一空位，即躍遷，同時以發(fā)出X射線的形式放出能量。由于每一種元素的原子能級結構都是特定的，被激發(fā)后躍遷時放出的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）可進行定性分析。不同元素的X射線熒光強度與其含量之間存在一定的線性關系，隨著待測元素的含量由低到高，這種線性關系由強到弱，計算方法逐漸由直接法過渡到歸一法、差減法。與標準物質(zhì)的工作曲線比較計算，可進行定量分析。

1. X射線熒光光譜法的優(yōu)點

檢測分析時可不破壞樣品，分析速度快，檢測成本低。

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測，對檢測分析的金合金首飾要求較高。使用該方法檢測金合金首飾樣品應先分析樣品的特點。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）是否有較好的測試點；

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

（8）是否有與被測樣品組分相匹配的標準物質(zhì)；

（9）結果精確度較低；

（10）樣品的形狀及測量面積是否滿足測試要求。

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準物質(zhì)卻很少，以致沒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指定為篩選檢測方法，檢測機構采用此方法時需要有經(jīng)驗的檢驗人員對樣品進行檢測前分析，且結合密度法將會大大提高使用該方法檢測的結果精確度。

灰吹法（火試金法）

灰吹法（火試金法）是首飾行業(yè)強制性標準GB 11887—2012指定的測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。同時采用標準金進行分析對比，可消除分析過程中的系統(tǒng)誤差。

1.灰吹法（火試金法）的優(yōu)點

該方法具有較高的精密度和準確度，適用范圍廣，可適用于金含量在333.0%～999.5%的各種金和K金首飾金含量的測定。該方法測定樣品時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)檢測機構是公認的一種經(jīng)典檢測方法。

2.灰吹法（火試金法）的局限性

該方法為破壞性方法，需要對樣品進行破壞，檢測成本高，實驗步驟多，操作復雜，要求實驗人員有豐富的經(jīng)驗，不適用于含有不溶于硝酸的雜質(zhì)元素（銥、鉑、銠等）的樣品。灰吹過程對檢驗人員身體和環(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)檢測機構測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光譜儀測得雜質(zhì)元素的含量，通過差減法，計算出金含量。

1. ICP光譜法（電感耦合等離子體發(fā)射光譜法）的優(yōu)點

對高含量的金合金首飾的檢測具有較高的精密度和準確度，可均勻取樣。市場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)檢機構均采用此方法進行檢測分析。

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，需要對樣品進行破壞檢驗，檢測成本高，實驗室需要配備價格較為昂貴的電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，實驗步驟多，操作復雜，要求檢驗人員有豐富的經(jīng)驗，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）在檢測過程中各有特點，檢測機構可根據(jù)客戶要求、樣品等級、狀態(tài)等采用不同的檢測方法，以便更好地為企業(yè)及消費者提供準確可靠的檢測結果。