ENGLISH

【产品介绍】EcoChem宝石激光元素鉴定系统

分享到: 新浪微博 点击次数:520 点击收藏

在宝石研究领域,激光诱导击穿光谱(LIBS)技术已经成功应用于宝石鉴定和分类。传统的分析方法很难适用,ICP-MS因为需要对样品进行消解是不可能被接受的。X射线荧光(XRF)方法虽然无损,但是该方法无法识别较轻的元素,检测限也较高,因此功能受限。而通常使用的光学分析法因热处理等因素会使宝石内的一些关键指示元素渗透到宝石的里层,因而无法进行有效的测定和分辨。而LIBS技术可以非常容易的进行元素的快速检测。

EcoChem宝石激光元素鉴定系统采用LIBS技术,检测限可达ppm级。测量的元素可覆盖元素周期表中的大部分元素。系统的固体激光器产生激光作用于样品表面。当激光能量大于样品击穿门槛能量时,在样品表面形成等离子体。这些等离子体中受激光能量激发到达高能态的样品物质在迅速回迁至低能态的过程中,发射出带有样品元素种类、含量信息的发射光谱,这些发射光谱信号被智能信号收集系统收集并传输至光谱仪中进行分光,再由CCD检测器进行检测,得到元素信息。

一,宝石定性分析及鉴定

LIBS技术可以对元素进行快速的检测,利用这一元素定性分析功能就可以对很多宝石进行鉴定。

例如在市场上很多的蓝色托帕石是将无色或浅色的托帕石进行了辐射改色处理。经人工改色处理过的托帕石的颜色稳定,在高温或低温下可以较长时间存放,甚至在酸、碱、盐中浸泡均未见色彩有任何变化。但是天然的蓝色托帕石是含有铁(Fe)元素的,这可以通过LIBS技术很轻易的检测出来,因此可以作为一个重要的分析手段和依据。

要鉴定经过铍(Be)或镁(Mg)元素处理过的蓝宝石,LIBS技术可以非常容易的检测出蓝宝石中异常存在的铍或镁元素,从而达到蓝宝石鉴定的作用。

铍(Be)元素的测量位置及其信号强度

琥珀和柯巴由于形成年代的差异,其C,H,O,N,P等元素的含量随着时间的推移也会产生变化,利用LIBS技术也可以针对琥珀和柯巴内的非金属元素进行测量,从而达到鉴定的作用。测量轻量非金属元素也是LIBS技术非常独有的优势。


二,宝石的定量分析

除了定性分析之外,LIBS技术可以通过标准物建立定标曲线来实现元素的定量分析。

翡翠中的Fe元素成分和含量对翡翠的种属和商业价值起着重要的作用,其对翡翠颜色的影响也非常重要。为了测量Fe元素,选择Fe元素的275.57nm光谱谱线作为定量分析谱线,选择Si元素的288.17nm光谱谱线作为内标谱线。选取12个翡翠样品作为研究对象,以其中9个样品绘制定标曲线。

Fe元素的定标曲线                    缅甸翡翠的特征光谱

实验结果表明采用内标法定标,相对偏差在0.9%-5.7%之间,Fe的拟合相关系数R2达到0.989,准度更高。


我们知道天然未经处理的蓝宝石中Be元素的含量约在1.1-1.5ppm,而经过实验室处理的蓝宝石中Be元素的含量约在13-25.1ppm。取粉红色蓝宝石样品,测其Be元素的含量,以鉴定它是纯天然的还是经过实验室处理的宝石。

通过定量实验得知粉红色的蓝宝石Be元素的含量为17.5ppm,属于经过实验室处理过的等级。

    

蓝宝石样品                   系统内置的多元变量定量计算模型


近年来,随着市场上出现各种各样针对宝石的处理手段,传统的分析方法已经不能完全满足各种宝石的鉴定和分类工作,而且很多的鉴定工作需要各种不同的方法和仪器一起进行分析,最终才能得到一个有说服力的结果。LIBS技术作为一种新兴的、快速的、微损的化学分析技术,是目前传统仪器的一个很好的补充,随着LIBS技术的发展,它在宝石分析鉴定领域必将发挥越来越重要的作用。

  • 文献下载
  • 应用案例
  • 新闻中心