專利名稱：X熒光金含量及鍍、包金厚度測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含量、厚度測試方法，具體地說是一種X熒光金含量及鍍、包金厚度測試方法。
在市場上，金制品(金、銀、銅)和鍍、包金贗品主要涉及的元素為金、銀、銅三種；銀、銅是金制品調(diào)節(jié)色澤和成色最常用的元素，也是作為鍍、包金贗品最常用的底襯材料。放射源241Am激發(fā)，金物質(zhì)產(chǎn)生的特征X射線能量為9.71kev和11.44kev；Ag的X射線能量為22.1kev；Cu的X射線能量為8.04kev，現(xiàn)有的＂X熒光分析黃金成色儀＂，由于其技術(shù)基礎(chǔ)是對各元素受激特征X輻射譜進(jìn)行＂閉環(huán)法＂處理，是不能判別金制品和鍍、包金贗品的。盡管加入了若干不可靠的人為干預(yù)，當(dāng)鍍、包金厚度大于某個值的贗品(例如銅襯底鍍10μ厚的純金)就無法測出。
本發(fā)明的目的在于利用物質(zhì)的不同的X射線能譜和康普頓、瑞利散射譜，提供一種能夠準(zhǔn)確甄別金制品和鍍、包金贗品，并且測量鍍、包金制品的鍍、包金厚度的X熒光金含量及鍍、包金厚度測試方法。
本發(fā)明的目的是通過以下手段實現(xiàn)的。一種X熒光金含量及鍍、包金厚度測試方法，其原理如下對放射源241Am來說，金、銀、銅三種元素不但能夠產(chǎn)生不同的特征X輻射射線能譜，而且對源出射的59.5kev的低能γ射線有著顯著差別的質(zhì)量康普頓吸收系數(shù)μC、質(zhì)量瑞利吸收系數(shù)μR，以及μC、μR在總質(zhì)量吸收系數(shù)中占的份額μC/μ、μR/μ。由此特征，可測出物質(zhì)中金、銀、銅的X特征能譜以及康普頓散射譜、瑞利散射譜，再進(jìn)行一系列的譜峰處理，可推斷出被測物質(zhì)的組分和含量。根據(jù)射線與物質(zhì)相互作用理論；對一個以金元素為主的樣品，其銅、金的特征X輻射產(chǎn)生效應(yīng)的最大厚度即＂有效層＂厚度均為5-10μm，銀約為30μm；而59.5kev低能γ射線產(chǎn)生的康普頓散射和瑞利散射的＂有效厚度＂達(dá)200μm或更大些。因為，對金制品來說，樣品中各元素是均勻混合的，在與不同能量譜線相應(yīng)的不同厚度的＂有效層＂內(nèi)，元素的組份是相同的。但對鍍、包金樣品就不一樣，當(dāng)鍍、包層厚度小于其相應(yīng)的＂有效厚度＂時，也就是＂有效層＂內(nèi)的元素組份不是均勻的，它包含著鍍、包層元素和底襯元素的分層結(jié)構(gòu)。因此，理論上在200μm厚度范圍內(nèi)，通過測量金、銀、銅的特征X射線譜與康普頓、瑞利散射譜之間的相關(guān)特征，被用于作為甄別金制品與鍍、包金贗品以及測定鍍、包層厚度的主要依據(jù)。其測試方法為在多能放射源的照射下，通過探測器測量出純銀、純銅樣品的銀、銅的受激特征的X輻射強(qiáng)度(SAgO、SCuO)和一次康普頓散射和瑞利散射的強(qiáng)度SCO(Ag)、SRO(Ag)、SCO(Cu)、SRO(Cu)，以及鍍包金樣品的金、銀、銅的受激特征X輻射強(qiáng)度SAu、SAg、SCu和一次康普頓散射和瑞利散射的強(qiáng)度SC、SR＇在歸一化金含量份額[au]值和鍍、包金樣品的金的受激特征X輻射強(qiáng)度(SAu)與剩余瑞利散射強(qiáng)度(SR的比值R2(R2＝SAu/SR的坐標(biāo)上，對儀器建立金制品的[aU]-R2值的區(qū)域，其中SR′＝SR-SRO(Ag)·SAg/SAgO-SRO(Cu)·SCu/SCuO；在歸一化金含量份額[au]值和鍍、包金樣品的金的受激特征X輻射強(qiáng)度與剩余康普頓散射強(qiáng)度的比值R1(R1＝SAu/SC)的坐標(biāo)上，對儀器建立金制品的[au]-R1值的區(qū)域；對儀器系統(tǒng)用不同襯底，不同鍍、包金厚度的系列樣品進(jìn)行刻度，并分別對刻度點(diǎn)值進(jìn)行函數(shù)擬合，得到曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式銅襯底d＝f1([au])；d＝f2(R2)，銀襯底d＝f3([au])；d＝f4(R2)。在多能放射源的照射下，通過探測器測量出待測樣品的受激特征的X輻射強(qiáng)度(SAu、SAg、SCu)和一次康普頓散射和瑞利散射的強(qiáng)度SC、SR，計算其R1、R2和[au]值，在相同的[au]值下，比較待測樣品的R2和金制品的R20值大小，R2不顯著大于R28值，則為金制品，R2顯著大于R28值，則為鍍、包金贗品；在相同的[au]值下，比較待測樣品的R1與金制品區(qū)域的R18值大小，R1顯著大于R18，則底襯材料為銀或以銀為主體；R1顯著小于R18，則底襯為銅或以銅為主體，R1既不顯著大于R18’也不顯著小于R18，則底襯材料為銀、銅有相當(dāng)含量的混合物。如果被測樣品的[au]小于等于0.95，R1小于R18且大于零，則用d＝f1([au])計算鍍、包層厚度；如果[au]大于0.95，R1小于R18且大于零，則用d＝f2(R2)計算鍍、包層厚度；如果[au]小于等于0.95，R1大于R18或R1小于零，則用d＝f3([au])計算鍍、包層厚度；如果[au]大于0.95，且R1大于R18或R1小于零，則用d＝f4(R2)計算鍍、包層厚度。
本發(fā)明提供一種X熒光金含量及鍍、包金厚度測試方法，由于采用X熒光分析結(jié)合低能γ射線散射分析技術(shù)，測出物質(zhì)的X特征能譜以及它們的康普頓散射譜、瑞利散射譜，能夠準(zhǔn)確甄別、分析鍍、包金贗品的厚度。主要用于金制品的金含量測量和鍍、包金贗品的甄別與厚度測定。鍍、包層測厚范圍在200μm以下，測厚精度好于10％。
下面通過實施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
實施例。
一種X熒光金含量及鍍、包金厚度測試方法，在1個30m居里的241Am放射源的照射下，通過1個φ40×10mm的平面鍺探測器，測出純銀、純銅的X輻射強(qiáng)度SAgO、SCuO和一次康普頓散射和瑞利散射的強(qiáng)度SCO(Ag)、SRO(Ag)，SCO(Cu)、SRO(Cu)以及鍍包金樣品的金、銀、銅的受激特征X輻射強(qiáng)度SAu、SAg、SCu和一次康普頓散射和瑞利散射的強(qiáng)度SC、SR’SC′、SR′為剩余康普頓散射強(qiáng)度，剩余瑞利散射強(qiáng)度，而且SC′＝SC-SCO(Ag)·SAg/SAgO-SCO(Cu)·SCu/SCuO；SR′＝SR-SRO(Ag)·SAg/SAgO-SRO(Cu)·SCu/SCuO，并引入?yún)⒘縍1＝SAu/SC′；R2＝SAu/SR′，在不同的歸一化金含量份額[au]值下，具有相應(yīng)不同的R1，R2值。在[au]R2坐標(biāo)上，對儀器建立金制品的[au]-R2值的區(qū)域；在[au]-R1坐標(biāo)上，對儀器建立金制品的[au]-R1區(qū)域；并且對儀器系統(tǒng)用不同襯底、不同鍍、包金厚度的系列標(biāo)準(zhǔn)化樣品進(jìn)行刻度，并分別對刻度點(diǎn)值進(jìn)行函數(shù)擬合，得到曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式銅襯底d＝f1([au])；d＝f2(R2)，銀襯底d＝f3([au])；d＝f1(R2)。測量出待測樣品的X輻射強(qiáng)度SAu、SAg、SCu和一次康普頓散射和瑞利散射的強(qiáng)度SC、SR’同樣可得到剩余康普頓散射強(qiáng)度SC′、剩余瑞利散射強(qiáng)度SR′以及相應(yīng)的R1、R2值和歸一化金含量份額[au]值。在相同的[au]值下，在已建立的[au]-R2坐標(biāo)上，比較待測樣品的R2和金制品區(qū)域的R28值，R2是否顯著大于R28值，否為金制品，是為鍍、包金贗品。在相同的[au]值下，在已建立的[au]-R1坐標(biāo)上，比較待測樣品的R1與金制品區(qū)域的R18值，R1是否顯著大于R10，是、則底襯材料為銀或銀主體；否、再判別R1是否顯著小于R18’是、則底襯為Cu或以Cu為主體，否、則底襯材料為銀、銅有相當(dāng)含量的混合物。被測樣品的[au]≤0.95，并且0＜R1＜R18’用d＝f1([au])，測定鍍、包層厚度；如果[au]＞0.95、且0＜R1＜R18，用d＝f2(R2)，測定鍍、包層厚度；如果[au]≤0.95、且R1＞R18或R1＜0，選用d＝f3([au])，測定鍍、包層厚度；如果[au]＞0.95，且R1＞R18或R1＜0，選用d＝f4(R2)，測定鍍、包層厚度。
權(quán)利要求
1.一種X熒光金含量及鍍、包金厚度測試方法，其特征在于在多能放射源的照射下，通過探測器測出待測樣品的受激特征X輻射強(qiáng)度和一次康普頓散射和瑞利散射的強(qiáng)度，在相同的歸一化金含量份額值[au]下，比較待測樣品的X輻射強(qiáng)度與剩余瑞利散射強(qiáng)度的比值R2和已建立的金制品的[au]-R2值坐標(biāo)區(qū)域上的X輻射強(qiáng)度與瑞利散射強(qiáng)度的比值R28的大小，甄別鍍、包金贗品；在相同的歸一化的金含量份額值[au]下，比較鍍、包金樣品的X輻射強(qiáng)度與剩余康普頓散射強(qiáng)度的比值R1和已建立的金制品的[au]-R1值坐標(biāo)區(qū)域上的X輻射強(qiáng)度與剩余康普頓散射強(qiáng)度的比值R10的大小，判定底襯材料；比較[au]值、R1與R10、零值之間的關(guān)系，通過已確定的銅、銀襯底的鍍、包金厚度的計算公式，測定鍍、包金層的厚度。
2.如權(quán)利要求1所述的X熒光金含量及鍍、包金厚度測試方法，其特征在于(1)在多能放射源的照射下，通過探測器測量出純銀、純銅樣品的銀、銅的受激特征的X輻射強(qiáng)度(SAgO、SCuO)和一次康普頓散射和瑞利散射的強(qiáng)度SCO(Ag)、SRO(Ag)、SCO(Cu)、SRO(Cu)以及鍍包金樣品的金、銀、銅的受激特征X輻射強(qiáng)度SAu、SAg、SCu和一次康普頓散射和瑞利散射強(qiáng)度SC、SR’在歸一化金含量份額[au]值和鍍、包金樣品的金的受激特征X輻射強(qiáng)度與剩余瑞利散射強(qiáng)度的比值R2的坐標(biāo)上，對儀品建立金制品的[au]-R2值的區(qū)域；在歸一化金含量份額[au]值和鍍、包金樣品的金的受激特征X輻射強(qiáng)度與剩余康普頓散射強(qiáng)度的比值R1的坐標(biāo)上，對儀器建立金制品的[au]-R1值的區(qū)域；對儀品系統(tǒng)用不同襯底、不同鍍、包金厚度的系列樣品進(jìn)行刻度，并分別對刻度點(diǎn)值進(jìn)行函數(shù)擬合，得到銅、銀襯底的鍍、包金層厚度的四種曲線的計算公式，(2)在多能放射源的照射下，通過探測器測量出待測樣品的受激特征X輻射強(qiáng)度SAu、SAg、SCu’康普頓散射和瑞利散射的強(qiáng)度SC、SR’計算其R1、R2和[au]值，在相同的[au]值下，比較待測樣品的R2和金制品的R28值大小，R2接近R28值則為金制品，R2顯著大于R28值，則為鍍、包金贗品；在相同的[au]值下，比較待測樣品的R1與金制品區(qū)域的R10值大小，R1顯著大于R10，則底襯材料為銀或銀主體、R1顯著小于R10，則底襯材料為銅或以銅為主體，R1接近R18值，則底襯材料為銀、銅有相當(dāng)含量的混合物；待測樣品的[au]值小于等于0.95，R1小于R18并且大于零，則以銅為襯底，鍍、包金層厚度d＝f1([au])計算，[au]值大于0.95、R1小于R18并且大于零，則以銅為襯底，鍍、包金層厚度d＝f2(R2)計算，[au]值小于等于0.95、R1大于R10或R1小于零，則以銀為襯底，鍍、包金層厚度d＝f3([au])計算，[au]值大于0.95、R1大于R18或R1小于零，以銀為襯底，鍍、包金層厚度d＝f4(R2)計算。
全文摘要
一種X熒光金含量及鍍、包金厚度測試方法，采用X熒光分析，并結(jié)合低能γ射線散射分析技術(shù)，測出金、銀、銅三種元素的X輻射強(qiáng)度，以及它們的康普頓散射、瑞利散射強(qiáng)度，再經(jīng)一系列數(shù)值處理比較，能夠準(zhǔn)確甄別金制品和鍍、包金贗品，并且測量出鍍、包金制品的鍍、包金層厚度。該方法主要用于金制品的金含量的測量和鍍、包金贗品的甄別與厚度測定。鍍、包層測厚范圍在200μm以下，測厚精度好于10％。
文檔編號G01B15/02GK1157920SQ9610670
公開日1997年8月27日 申請日期1996年6月25日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月25日
發(fā)明者劉際時, 鄧艷麗, 劉寶生, 李衛(wèi)華 申請人:中國原子能科學(xué)研究院