专利名称：商品大理石材防伪检定的制作方法
技术领域：
本发明涉及一套商品大理石材检定实验装置和检定实验方法，利用该套实验装置可测定商品大理石材的碳、氧同位素特征值，作为该品牌大理石材的特征值，用以防伪。本发明是属商品检定技术领域。
背景技术：
由于国内建筑、装修业的高速发展，市场上产自国内外的商品大理石材品牌众多，其中假冒品牌为数不少。目前检定商品大理石材有两种方法1、化学分析法，检定大理石材的物质成分。2、物理方法，鉴定大理石材的表观物理特征。由于某些产自不同地区的大理石材，其物质成分、物理表观特征可以非常接近，以至无法区分，真假难辨。本发明用一套商品大理石材鉴定实验装置和实验方法测定不同品牌大理石材的碳、氧同位素特征值，可准确的区分不同产地的大理石材。
发明内容
为了克服现有商品大理石材防伪检定方法的不确定性，本发明提出一种新的商品大理石材防伪检定实验装置和测定技术。大理石的主要成分是碳酸盐。天然大理石主要有两种成因类型一种是沉积变质类型，另一种是岩浆类型，这样大理岩形成时的物质来源就不同。另外大理岩形成的地质环境，温度、压力、围岩也不同。由于以上两种原因，则形成大理岩时，碳酸岩中碳、氧同位素的分馏特征也就不同，在自然界大理岩形成的地质环境千差万别，所以不同产地的大理石其碳、氧同位素的特征值也不同。
1)本发明解决其技术问题所采用的技术方案是(1)实验方法原理在自然界，氧有三种稳定同位素，即18O、17O、16O，它们的相对丰度约为16O为99.763％；17O为0.0375％；18O为0.1955％。其中17O的丰度最小，常用18O/16O的比值表示氧同位素组成。碳有两种稳定同位素，12C和13C，其丰度大约为12C 98.89％，13C 1.11％，常用13C/12C比值表示碳同位素组成。由于同位素分子之间存在着物理、化学性质上的差异，在各种地质过程中常常引起元素的同位素丰度的涨落，造成同位素在不同矿物或在不物象间分布不均匀的现象。通常把在不同物质或在不同物相间分布不均匀的现象称为同位素分馏。
同位素比值同位素在某矿物或某物相中原子数的比或丰度比。
RA＝(x1/x0)A同位素分馏系数同位素在两种矿物或物相之间的分馏用同位素分馏系数表示。
αA-B＝RA/RB，RA同位素在A物相的比值，RB同位素在B物相的比值。
δ值某一物相中的同位素组成可以用同位素比值表示，同位素在两种矿物或两种物相间的分馏，用分馏系数表示。样品的R值是很难精确测定的，同位素的质谱分析给出的样品的R值对标准样品R值的相对差值。这个相对差值称为样品的δ值。δ值用千分数表示。
δ值的定义R样代表样品的同位素比值R标代表标准样的同位素比值。
据上式可得δ％＝(R样-R标)/R标×103在稳定同位素地球化学的讨论中，一般地都是利用δ值表示样品的同素组成。如，18O＝+10.0这就意味着样品比标准富集10.0‰的18O，即样品的18O/16O比值比标准样的18O/16O的比值大千分之十，如果18O＝-10.0，这意味着比标准样小千分之十。利用样品δ值代替R值讨论问题有许多方便之处，但样品的比值与标准样的选用有关。选用不的标准样进行值谱测量，得到的值也不同。因此，在样品的同位素组成分析比较时，必须采用同一国际标准PDB值。碳酸盐矿物碳、氧同位素的国际标准PDB.美国南卡罗来纳州白垩系皮迪组(Pee Dee)的美洲拟剑石，δ18O＝0 δ13C＝0。
测定大理石材中碳酸盐矿物的13C，18O采用磷酸分解法。
磷酸盐法原理在玻璃反应器中，将碳酸盐矿样与100％的磷酸，在25℃恒温下反应
取生成的CO2，用气体稳定同位素比值质谱仪测定其碳、氧同位素的组成，既是大理石材的碳、氧同位素特征值。
(2)商品大理石材碳、氧同位素实验装置商品大理石材碳、氧同位素实验装置由商品大理石材碳、氧同位素样品提取实验装置和气体稳定同位素比值质谱仪构成。气体稳定同位素比值质谱仪是通用商品仪器。商品大理石材碳、氧同位素样品提取实验装置是申请人研制的实验仪器，是商品大理石材碳、氧同位素测试实验装置中的关键设备。商品大理石材碳、氧同位素样品提取实验装置结构如下实验装置由真空系统、真空检测系统、二氧化碳反应器、恒温水浴震荡箱组成。
真空系统由机械真空泵、油扩散泵、玻璃冷阱、玻璃活塞、玻璃真空管道组成，在玻璃真空管道上焊接着5个Φ14反应器接口和3个样品管接口。
真空检测系统由复合真空计、热偶规管、电离规管组成。
二氧化碳反应器；由圆形玻璃反应器(体积为54ml)、玻璃活塞组成。
2)本实用新型的有益效果是利用该实验装置和实验方法可测定不同品牌商品大理石材碳、氧同位素特征值，作为商品大理石材防伪特征标志，用以区分假冒伪劣产品。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1商品大理石材碳、氧同位素样品提取实验装置图2二氧化碳反应器图1中1.机械真空泵，2.三通玻璃活塞，3.储气瓶，4.油扩散泵，5.三通玻璃活塞，6.二通玻璃活塞，7.电离真空规管，8.热偶真空规管，9.玻璃冷阱，10.二通玻璃活塞，11.热偶真空规管，12.二氧化碳反应器接口，13.二氧化碳反应器接口，14.二氧化碳反应器接口，15.二氧化碳反应器，16.二氧化碳反应器接口，17.玻璃冷阱，18.二通玻璃活塞，19.二氧化碳样品管，20.样品管接口，21.样品管接口，22.二通玻璃活塞，23.恒温振荡水浴箱，24..二氧化碳反应器，25.电源箱，26.复合真空仪。
机械真空泵(1)通过真空橡皮管与储气瓶(3))连接，储气瓶通过玻璃管道与油扩散泵连接；热偶真空规管(8)(11)电离真空规管(7)通过电缆与复合真空计连接；所有玻璃部件通过Φ14玻璃管连接。
图2中27.二氧化碳反瓶，28.储磷酸支管，29.磨口，30.二通玻璃活塞，31.磨口。二氧化碳反瓶(27)二通玻璃活塞(30)及二氧化碳反应器接口(12)等是通过真空脂连接起来。
具体实施例方式1)正磷酸的配制与保存选择试剂厂生产的磷酸(分析纯)浓度为85％，d＝1.69。加入P2O5使之成为正磷酸
配制正磷酸用比重计测试为1.84即可，在使用前用烘箱稍加热，这样能提高加酸的速度。配制方法将200ml的磷酸倒入250ml磨口锥形瓶中，将事先称好的大约150g左右的P2O5慢慢加入磷酸中，并不断的搅动，直至配制为无色粘稠液体为止。用比重计测量比重为1.84即可。配好后，放入干燥器中保存备用。
2)大理石样品的处理将纯净的大理石矿样磨碎成150-200目，在105℃烘箱中烘干2小时，以除去吸附水，放入干燥器中待用。
3)二氧化碳样品制备程序(1)抽真空称取20～50mg的大理石矿样(称样量根据样品种类不同而定)，置于干燥洁净的玻璃球形反应器(27)底部。再往支管(28)中注入3-5ml的100％的正磷酸，立即将反应器置于真空管线上二氧化碳反应器接口(12--16)抽真空。在开始抽真空时，由于磷酸中含大量气体和少量水份，会产生较多的气泡。磷酸不用加得过多，也不要过早的加热烘烤支管，容易使磷酸溅入球形反应器内，使实验失败。待磷酸大量气泡消失后，可用电吹风加热支管(28)，温度控制在(50～60℃)左右。抽真空的时间依配制磷酸的浓度而定，一般抽半天到一天。待系统真空度为4.0×10-4托时，关闭反应管的活塞(30)及系统活塞(10)，打开活塞(22)将系统放空气，取下反应器(15)。将支管(28)磷酸倾入反应瓶(27)底部与矿样接触，并马上置于25℃(±0.5)的恒温水浴(23)中进行恒温振荡反应。
(2)恒温反应将玻璃反应器置于恒温振荡箱中，反应温度控制在25℃(±0.5)，反应时间的长短视矿样的种类而定大理石8小时即反应完全，为工作方便晚上放入恒温水浴中振荡一夜，第二天收集CO2为好。
(3)样品CO2的收集首先配制酒精冷液，将液氮缓慢加入酒精液中，制成一70℃左右的酒精冷液，将酒精液氮冷液杯套入离冷阱(17)。将从恒温水浴中取出反应器接入真空系统上二氧化碳反应器接口(16)，其余反应器接口用磨塞堵上，将3个样品管(19)接在样品管接口(19--21)上，待将系统抽真空为5.0×10-5托时，打开活塞(30)，此时热偶管(17)上的真空下降至最低点，稍停一会，以便更好地脱水，将样品管(19)套上液氮，约5～7分钟，真空上升到3.0×10-2托，此时反应器中生成的CO2已全部转移到样品管中。关闭反应器的玻璃活塞(30)，打开系统活塞(10)抽真空至1.0×10-3托，对CO2进行纯化处理，关闭样品管(19)活塞。取下样品管，用稳定同位素比值质谱仪作碳、氧同位素分析，可得到大理石材质谱测定值，δ180样-PDBδ13C样-PDB。
权利要求
1.一套商品大理石材检定实验装置和检定实验方法，利用该套实验装置可测定商品大理石材的碳、氧同位素特征值，作为该品牌大理石材的特征值，用以防伪。
2.根据权利要求1所述的商品大理石材防伪检定实验方法，其特征是利用大理石碳、氧同位素样品提取实验装置和气体稳定同位素比值质谱仪测定大理石碳、氧同位素特征值，利用不同品牌商品大理石材碳、氧同位素特征值防伪。
3.根据权利要求1所述的商品大理石材防伪检定实验装置，其特征是大理石材碳、氧同位素样品提取实验装置结构如下实验装置由真空系统、真空检测系统、二氧化碳反应器、恒温水浴震荡箱组成。真空系统由机械真空泵、油扩散泵、玻璃冷阱、玻璃活塞、玻璃真空管道组成，在玻璃真空管道上焊接着5个Φ14反应器接口和3个样品管接口。真空检测系统由复合真空计、热偶规管、电离规管组成。二氧化碳反应器由圆形玻璃反应器(体积为54ml)、玻璃活塞组成。
全文摘要
本发明涉及一套商品大理石材检定实验装置和检定实验方法，利用该套实验装置可测定商品大理石材的碳、氧同位素特征值，作为该品牌大理石材的特征值，用以防伪。
文档编号G01N23/22GK1584569SQ0315424
公开日2005年2月23日 申请日期2003年8月18日 优先权日2003年8月18日
发明者咸嘉泉, 周燕, 张延洁, 王铁夫 申请人:咸嘉泉, 周燕, 张延洁