专利名称：X荧光金含量及镀、包金厚度测试方法
技术领域：
本发明涉及一种含量、厚度测试方法，具体地说是一种X荧光金含量及镀、包金厚度测试方法。
在市场上，金制品(金、银、铜)和镀、包金赝品主要涉及的元素为金、银、铜三种；银、铜是金制品调节色泽和成色最常用的元素，也是作为镀、包金赝品最常用的底衬材料。放射源241Am激发，金物质产生的特征X射线能量为9.71kev和11.44kev；Ag的X射线能量为22.1kev；Cu的X射线能量为8.04kev，现有的＂X荧光分析黄金成色仪＂，由于其技术基础是对各元素受激特征X辐射谱进行＂闭环法＂处理，是不能判别金制品和镀、包金赝品的。尽管加入了若干不可靠的人为干预，当镀、包金厚度大于某个值的赝品(例如铜衬底镀10μ厚的纯金)就无法测出。
本发明的目的在于利用物质的不同的X射线能谱和康普顿、瑞利散射谱，提供一种能够准确甄别金制品和镀、包金赝品，并且测量镀、包金制品的镀、包金厚度的X荧光金含量及镀、包金厚度测试方法。
本发明的目的是通过以下手段实现的。一种X荧光金含量及镀、包金厚度测试方法，其原理如下对放射源241Am来说，金、银、铜三种元素不但能够产生不同的特征X辐射射线能谱，而且对源出射的59.5kev的低能γ射线有着显著差别的质量康普顿吸收系数μC、质量瑞利吸收系数μR，以及μC、μR在总质量吸收系数中占的份额μC/μ、μR/μ。由此特征，可测出物质中金、银、铜的X特征能谱以及康普顿散射谱、瑞利散射谱，再进行一系列的谱峰处理，可推断出被测物质的组分和含量。根据射线与物质相互作用理论；对一个以金元素为主的样品，其铜、金的特征X辐射产生效应的最大厚度即＂有效层＂厚度均为5-10μm，银约为30μm；而59.5kev低能γ射线产生的康普顿散射和瑞利散射的＂有效厚度＂达200μm或更大些。因为，对金制品来说，样品中各元素是均匀混合的，在与不同能量谱线相应的不同厚度的＂有效层＂内，元素的组份是相同的。但对镀、包金样品就不一样，当镀、包层厚度小于其相应的＂有效厚度＂时，也就是＂有效层＂内的元素组份不是均匀的，它包含着镀、包层元素和底衬元素的分层结构。因此，理论上在200μm厚度范围内，通过测量金、银、铜的特征X射线谱与康普顿、瑞利散射谱之间的相关特征，被用于作为甄别金制品与镀、包金赝品以及测定镀、包层厚度的主要依据。其测试方法为在多能放射源的照射下，通过探测器测量出纯银、纯铜样品的银、铜的受激特征的X辐射强度(SAgO、SCuO)和一次康普顿散射和瑞利散射的强度SCO(Ag)、SRO(Ag)、SCO(Cu)、SRO(Cu)，以及镀包金样品的金、银、铜的受激特征X辐射强度SAu、SAg、SCu和一次康普顿散射和瑞利散射的强度SC、SR＇在归一化金含量份额[au]值和镀、包金样品的金的受激特征X辐射强度(SAu)与剩余瑞利散射强度(SR的比值R2(R2＝SAu/SR的坐标上，对仪器建立金制品的[aU]-R2值的区域，其中SR′＝SR-SRO(Ag)·SAg/SAgO-SRO(Cu)·SCu/SCuO；在归一化金含量份额[au]值和镀、包金样品的金的受激特征X辐射强度与剩余康普顿散射强度的比值R1(R1＝SAu/SC)的坐标上，对仪器建立金制品的[au]-R1值的区域；对仪器系统用不同衬底，不同镀、包金厚度的系列样品进行刻度，并分别对刻度点值进行函数拟合，得到曲线的数学表达式铜衬底d＝f1([au])；d＝f2(R2)，银衬底d＝f3([au])；d＝f4(R2)。在多能放射源的照射下，通过探测器测量出待测样品的受激特征的X辐射强度(SAu、SAg、SCu)和一次康普顿散射和瑞利散射的强度SC、SR，计算其R1、R2和[au]值，在相同的[au]值下，比较待测样品的R2和金制品的R20值大小，R2不显著大于R28值，则为金制品，R2显著大于R28值，则为镀、包金赝品；在相同的[au]值下，比较待测样品的R1与金制品区域的R18值大小，R1显著大于R18，则底衬材料为银或以银为主体；R1显著小于R18，则底衬为铜或以铜为主体，R1既不显著大于R18’也不显著小于R18，则底衬材料为银、铜有相当含量的混合物。如果被测样品的[au]小于等于0.95，R1小于R18且大于零，则用d＝f1([au])计算镀、包层厚度；如果[au]大于0.95，R1小于R18且大于零，则用d＝f2(R2)计算镀、包层厚度；如果[au]小于等于0.95，R1大于R18或R1小于零，则用d＝f3([au])计算镀、包层厚度；如果[au]大于0.95，且R1大于R18或R1小于零，则用d＝f4(R2)计算镀、包层厚度。
本发明提供一种X荧光金含量及镀、包金厚度测试方法，由于采用X荧光分析结合低能γ射线散射分析技术，测出物质的X特征能谱以及它们的康普顿散射谱、瑞利散射谱，能够准确甄别、分析镀、包金赝品的厚度。主要用于金制品的金含量测量和镀、包金赝品的甄别与厚度测定。镀、包层测厚范围在200μm以下，测厚精度好于10％。
下面通过实施例对本发明进一步详细说明。
实施例。
一种X荧光金含量及镀、包金厚度测试方法，在1个30m居里的241Am放射源的照射下，通过1个φ40×10mm的平面锗探测器，测出纯银、纯铜的X辐射强度SAgO、SCuO和一次康普顿散射和瑞利散射的强度SCO(Ag)、SRO(Ag)，SCO(Cu)、SRO(Cu)以及镀包金样品的金、银、铜的受激特征X辐射强度SAu、SAg、SCu和一次康普顿散射和瑞利散射的强度SC、SR’SC′、SR′为剩余康普顿散射强度，剩余瑞利散射强度，而且SC′＝SC-SCO(Ag)·SAg/SAgO-SCO(Cu)·SCu/SCuO；SR′＝SR-SRO(Ag)·SAg/SAgO-SRO(Cu)·SCu/SCuO，并引入参量R1＝SAu/SC′；R2＝SAu/SR′，在不同的归一化金含量份额[au]值下，具有相应不同的R1，R2值。在[au]R2坐标上，对仪器建立金制品的[au]-R2值的区域；在[au]-R1坐标上，对仪器建立金制品的[au]-R1区域；并且对仪器系统用不同衬底、不同镀、包金厚度的系列标准化样品进行刻度，并分别对刻度点值进行函数拟合，得到曲线的数学表达式铜衬底d＝f1([au])；d＝f2(R2)，银衬底d＝f3([au])；d＝f1(R2)。测量出待测样品的X辐射强度SAu、SAg、SCu和一次康普顿散射和瑞利散射的强度SC、SR’同样可得到剩余康普顿散射强度SC′、剩余瑞利散射强度SR′以及相应的R1、R2值和归一化金含量份额[au]值。在相同的[au]值下，在已建立的[au]-R2坐标上，比较待测样品的R2和金制品区域的R28值，R2是否显著大于R28值，否为金制品，是为镀、包金赝品。在相同的[au]值下，在已建立的[au]-R1坐标上，比较待测样品的R1与金制品区域的R18值，R1是否显著大于R10，是、则底衬材料为银或银主体；否、再判别R1是否显著小于R18’是、则底衬为Cu或以Cu为主体，否、则底衬材料为银、铜有相当含量的混合物。被测样品的[au]≤0.95，并且0＜R1＜R18’用d＝f1([au])，测定镀、包层厚度；如果[au]＞0.95、且0＜R1＜R18，用d＝f2(R2)，测定镀、包层厚度；如果[au]≤0.95、且R1＞R18或R1＜0，选用d＝f3([au])，测定镀、包层厚度；如果[au]＞0.95，且R1＞R18或R1＜0，选用d＝f4(R2)，测定镀、包层厚度。
权利要求
1.一种X荧光金含量及镀、包金厚度测试方法，其特征在于在多能放射源的照射下，通过探测器测出待测样品的受激特征X辐射强度和一次康普顿散射和瑞利散射的强度，在相同的归一化金含量份额值[au]下，比较待测样品的X辐射强度与剩余瑞利散射强度的比值R2和已建立的金制品的[au]-R2值坐标区域上的X辐射强度与瑞利散射强度的比值R28的大小，甄别镀、包金赝品；在相同的归一化的金含量份额值[au]下，比较镀、包金样品的X辐射强度与剩余康普顿散射强度的比值R1和已建立的金制品的[au]-R1值坐标区域上的X辐射强度与剩余康普顿散射强度的比值R10的大小，判定底衬材料；比较[au]值、R1与R10、零值之间的关系，通过已确定的铜、银衬底的镀、包金厚度的计算公式，测定镀、包金层的厚度。
2.如权利要求1所述的X荧光金含量及镀、包金厚度测试方法，其特征在于(1)在多能放射源的照射下，通过探测器测量出纯银、纯铜样品的银、铜的受激特征的X辐射强度(SAgO、SCuO)和一次康普顿散射和瑞利散射的强度SCO(Ag)、SRO(Ag)、SCO(Cu)、SRO(Cu)以及镀包金样品的金、银、铜的受激特征X辐射强度SAu、SAg、SCu和一次康普顿散射和瑞利散射强度SC、SR’在归一化金含量份额[au]值和镀、包金样品的金的受激特征X辐射强度与剩余瑞利散射强度的比值R2的坐标上，对仪品建立金制品的[au]-R2值的区域；在归一化金含量份额[au]值和镀、包金样品的金的受激特征X辐射强度与剩余康普顿散射强度的比值R1的坐标上，对仪器建立金制品的[au]-R1值的区域；对仪品系统用不同衬底、不同镀、包金厚度的系列样品进行刻度，并分别对刻度点值进行函数拟合，得到铜、银衬底的镀、包金层厚度的四种曲线的计算公式，(2)在多能放射源的照射下，通过探测器测量出待测样品的受激特征X辐射强度SAu、SAg、SCu’康普顿散射和瑞利散射的强度SC、SR’计算其R1、R2和[au]值，在相同的[au]值下，比较待测样品的R2和金制品的R28值大小，R2接近R28值则为金制品，R2显著大于R28值，则为镀、包金赝品；在相同的[au]值下，比较待测样品的R1与金制品区域的R10值大小，R1显著大于R10，则底衬材料为银或银主体、R1显著小于R10，则底衬材料为铜或以铜为主体，R1接近R18值，则底衬材料为银、铜有相当含量的混合物；待测样品的[au]值小于等于0.95，R1小于R18并且大于零，则以铜为衬底，镀、包金层厚度d＝f1([au])计算，[au]值大于0.95、R1小于R18并且大于零，则以铜为衬底，镀、包金层厚度d＝f2(R2)计算，[au]值小于等于0.95、R1大于R10或R1小于零，则以银为衬底，镀、包金层厚度d＝f3([au])计算，[au]值大于0.95、R1大于R18或R1小于零，以银为衬底，镀、包金层厚度d＝f4(R2)计算。
全文摘要
一种X荧光金含量及镀、包金厚度测试方法，采用X荧光分析，并结合低能γ射线散射分析技术，测出金、银、铜三种元素的X辐射强度，以及它们的康普顿散射、瑞利散射强度，再经一系列数值处理比较，能够准确甄别金制品和镀、包金赝品，并且测量出镀、包金制品的镀、包金层厚度。该方法主要用于金制品的金含量的测量和镀、包金赝品的甄别与厚度测定。镀、包层测厚范围在200μm以下，测厚精度好于10％。
文档编号G01B15/02GK1157920SQ9610670
公开日1997年8月27日 申请日期1996年6月25日 优先权日1996年6月25日
发明者刘际时, 邓艳丽, 刘宝生, 李卫华 申请人:中国原子能科学研究院