Bagaimanakah analisis emas XRF berfungsi?

Apakah maksud XRF?

XRF ialah singkatan bagi istilah Inggeris X-ray fluorescence, iaitu pendarfluor sinar-X. Ia ialah teknik analisis tanpa musnah yang lazim digunakan untuk analisis unsur dalam pelbagai bahan seperti logam, kaca, seramik dan batuan.¹² Dalam bidang barang kemas, soalannya mudah: logam apakah yang ada dalam barang ini, dan berapa banyak setiap satunya? XRF menjawab soalan ini dengan mengukur tindak balas atom dalam barang itu terhadap sinar-X.

Pendarfluor dalam nama kaedah ini bermaksud sesuatu bahan memulangkan tenaga yang diterimanya sebagai sinar yang khas baginya. Dalam XRF, sinar ini juga sejenis sinar-X; yang menangkap dan mengiranya ialah pengesan di dalam peranti.²

Apa berlaku di dalam atom?

Apabila sinar-X yang keluar dari tiub peranti mengenai barang kemas, ia menyingkirkan sebahagian elektron dari orbit dalam atom (aras K dan L). Tempat yang kosong itu diisi oleh elektron dari orbit yang lebih luar. Tenaga yang terbebas dalam peralihan ini dipancarkan keluar sebagai sinar-X baharu.¹²

Tenaga sinar ini khusus bagi jenis atom yang memancarkannya. Oleh itu, dengan melihat tenaga sinar, kita dapat mengetahui unsur asalnya.¹² Sebagai contoh, emas memancarkan sinar pada 9.71 keV, perak pada 22.16 keV.³

Bagaimanakah karat dan ketulenan dikira?

Peranti XRF terbahagi kepada dua jenis mengikut cara ia memisahkan sinar. Dalam peranti serakan tenaga (energy-dispersive), pengesan menangkap setiap sinar yang tiba dan juga mengukur tenaganya; pemisahan dan pengiraan dilakukan dalam satu proses.² Cas elektrik yang terhasil dalam pengesan adalah berkadar dengan tenaga sinar yang tiba; dengan itu setiap sinar direkodkan dalam saluran tenaga yang betul.²

Dalam jenis yang satu lagi, iaitu peranti serakan panjang gelombang (wavelength-dispersive), sinar dipisahkan melalui pembelauan pada sebuah hablur sebelum sampai ke pengesan.² Prinsip asas kedua-dua jenis adalah sama: setiap unsur memancarkan sinar pada tenaganya sendiri, dan jumlah sinar ini menunjukkan bahagian unsur tersebut.

Keamatan sinar daripada sesuatu unsur adalah berkadar dengan jumlah unsur itu dalam barang kemas. Nilai tepat kadaran ini ditentukan dengan membandingkannya dengan sampel rujukan yang komposisinya diketahui; ini dipanggil penentukuran.¹² Perisian menukar kiraan setiap unsur kepada peratusan melalui penentukuran. Apabila peratusan emas diketahui, karat dan ketulenan terus dikira: jika 750 daripada 1,000 bahagian ialah emas, keputusannya ialah ketulenan 750, iaitu 18 karat.

Had XRF: perkara yang perlu diketahui peniaga barang kemas

• Mengukur permukaan. Sinar pendarfluor kebanyakannya dari lapisan atas barang kemas; bagi unsur ringan, hanya beberapa mikrometer.² XRF mengukur permukaan: pada saduran nipis, logam asas di bawahnya (cth. tembaga, zink) kelihatan dalam keputusan dan saduran itu terdedah. Jika anda mengesyaki saduran tebal atau barang berisi, ukur di beberapa titik; ujian musnah mungkin diperlukan.³
• Penentukuran bergantung pada bahan. Sesuatu penentukuran hanya sah untuk julat bahan tertentu; komposisi dan struktur barang kemas mempengaruhi kiraan.²
• Unsur yang sangat ringan sukar diukur. Mengukur secara kuantitatif unsur yang lebih ringan daripada natrium selalunya sukar.² Logam yang dicari dalam aloi emas (seperti emas, perak, tembaga, zink) jauh lebih berat daripada itu.

Satu pengukuran pada PURIX X1

PURIX X1 ialah penganalisis emas XRF atas meja dengan pengesan Si-PIN. Ia mengukur sehingga 20 unsur dalam emas tanpa merosakkan barang kemas; tanpa memotong, tanpa batu uji, tanpa asid.³

Soalan lazim

Semua nilai diukur di bawah keadaan ujian pengeluar dan mungkin berbeza mengikut bentuk dan permukaan sampel.