应用与原理：X射线荧光光谱仪在珠宝玉石鉴定

一、基本原理

X射线荧光光谱原理

X射线是一种波长为0.001～10nm的电磁波，其波长介于紫外线和γ射线之间。各种不同的元素都有自身特征的X射线荧光光谱波长，其能量大小与入射辐射的能量大小无关，而与发生电子跃迁两个能级的能量差有关，所以X射线荧光光谱的能量与元素有一一对应的关系。因此，只要测出荧光X射线的波长和强度，就可知道元素的种类和相对应的含量，这是荧光X射线定性和定量分析的基础和依据。

X射线荧光光谱仪原理是：利用X射线照射样品，使原本处于基态的原子内电子发生电离，形成一个电子空位，远离原子核的电子此时将向离原子核近的轨道跃迁，并释放能量。如果该能量没有在原子内部被吸收，而是以辐射形式释放出来，则产生了X射线荧光光谱，再通过检测器来测量X射线荧光光谱的能量及数量信息，并将这些信息传递至仪器软件分析，从而对元素做出定性及定量的分析。

二、仪器结构

能量色散型X射线荧光光谱仪（EDXRF）在宝石学中应用最广泛，利用荧光X射线具有不同能量的特点，依靠半导体探测器将其分开并检测，可同时测定样品中几乎所有的元素。

能量色散型X射线荧光光谱仪（EDXRF）

能量色散型X射线荧光光谱仪由发生器、检测器、放大器、多道脉冲分析器、计算机组成。基本原理及结构如下图所示。

能量色散型X射线荧光光谱仪（EDXRF）结构

三、在宝石学中的应用(www.xing528.com)

X射线荧光光谱仪的优点主要是快速、无损、多元素同时测定，这些优点满足了珠宝玉石首饰鉴定的要求，因此X射线荧光光谱仪已经成为实验室里不可或缺的大型仪器之一。X射线荧光光谱仪在珠宝玉石鉴定领域的应用包括以下几方面。

1.贵金属饰品成色检测

贵金属饰品成色的检测也是利用X射线荧光光谱仪的定性、定量分析。在测试前，仪器需要用标准样品进行校正。

2.宝石种属及亚种的鉴定

在实验室中，常规仪器不容易辨别的宝石品种，如橄榄石和硼铝镁石，折射率相近，吸收光谱不易观察，如果使用X射线荧光光谱仪，则可以轻松将其区分开来。橄榄石含Fe，且作为矿物基本化学组分的元素，因此在X射线荧光光谱中出现明显Fe的Kα、Kβ峰；硼铝镁石则没有。

3.天然宝石与合成宝石的鉴定

人工宝石的鉴定，主要是通过检测合成宝石在生长时混入的杂质元素来与天然宝石相区别，例如焰熔法合成黄色蓝宝石中含有Ni，而天然黄色蓝宝石中则缺乏。对于合成立方氧化锆、人造钇铝榴石、人造钆镓榴石、钛酸锶等，通过常规仪器测试后，再利用X射线荧光光谱仪确定样品中所含元素，就可以大致判断样品种属。

4.某些优化处理宝石的鉴定

鉴别人工处理的宝石，例如铅玻璃充填处理的红宝石，通过X射线荧光光谱仪测试，显示Pb的特征峰；而天然红宝石并不存在杂质元素Pb，再结合放大检查，就可以确定样品是否经过了铅玻璃充填处理。除此之外，还可以鉴别铬盐染色的翡翠、某些染色处理的黑珍珠等。