PURIX
XRF là gì?
XRF là viết tắt của cụm từ tiếng Anh X-ray fluorescence, tức huỳnh quang tia X. Đây là kỹ thuật phân tích không phá hủy, được dùng phổ biến để phân tích nguyên tố trong nhiều loại vật liệu như kim loại, thủy tinh, gốm sứ và đá.12 Trong nghề kim hoàn, câu hỏi rất đơn giản: món hàng này có những kim loại nào, và mỗi loại chiếm bao nhiêu? XRF trả lời câu hỏi này bằng cách đo phản ứng của các nguyên tử trong món hàng với tia X.
Chữ huỳnh quang trong tên phương pháp có nghĩa là một chất trả lại năng lượng nhận được dưới dạng một tia đặc trưng của riêng nó. Trong XRF, tia này cũng là tia X; bộ phận bắt và đếm tia này là đầu dò bên trong máy.2
Điều gì xảy ra bên trong nguyên tử?
Khi tia X từ ống phát của máy chiếu vào món hàng, nó đánh bật một số electron ở các quỹ đạo bên trong của nguyên tử (lớp K và L). Chỗ trống được một electron từ quỹ đạo bên ngoài hơn lấp vào. Năng lượng giải phóng trong lần chuyển dời này phát ra ngoài dưới dạng một tia X mới.12
Năng lượng của tia này đặc trưng cho loại nguyên tử phát ra nó. Vì vậy, nhìn vào năng lượng của tia có thể biết tia đến từ nguyên tố nào.12 Ví dụ, vàng phát tia ở 9,71 keV, bạc ở 22,16 keV.3
Kara và tuổi vàng được tính như thế nào?
Theo cách tách các tia, máy XRF có hai loại. Ở máy tán sắc năng lượng (energy-dispersive), đầu dò vừa bắt từng tia đến vừa đo năng lượng của nó; việc tách và đếm được thực hiện trong cùng một bước.2 Điện tích sinh ra trong đầu dò tỷ lệ với năng lượng của tia đến; nhờ đó mỗi tia được ghi vào đúng kênh năng lượng.2
Ở loại còn lại, máy tán sắc bước sóng (wavelength-dispersive), các tia được tách bằng nhiễu xạ trên một tinh thể trước khi đến đầu dò.2 Nguyên lý mà cả hai loại dựa vào là như nhau: mỗi nguyên tố phát tia ở mức năng lượng riêng, và lượng tia này cho biết tỷ phần của nguyên tố.
Cường độ tia đến từ một nguyên tố tỷ lệ với hàm lượng của nguyên tố đó trong món hàng. Con số chính xác của tỷ lệ này được xác định bằng cách so sánh với các mẫu chuẩn đã biết thành phần; việc này gọi là hiệu chuẩn.12 Phần mềm chuyển số đếm của từng nguyên tố thành phần trăm nhờ hiệu chuẩn. Khi biết phần trăm vàng, kara và tuổi vàng được tính trực tiếp: nếu 750 trong 1.000 phần là vàng thì kết quả là tuổi vàng 750‰, tức 18 kara.
| Giai đoạn | Điều gì xảy ra | Ý nghĩa trong kết quả |
|---|---|---|
| Kích thích | Tia X đánh bật electron bên trong của nguyên tử | Phép đo bắt đầu |
| Huỳnh quang | Mỗi nguyên tố phát tia ở mức năng lượng riêng | Có những nguyên tố nào |
| Đếm | Đầu dò đếm các tia theo năng lượng | Lượng tín hiệu của từng nguyên tố |
| Hiệu chuẩn | Số đếm được so sánh với các mẫu đã biết | Phần trăm nguyên tố, kara và tuổi vàng |
Giới hạn của XRF: những điều người làm kim hoàn cần biết
- Đo bề mặt. Tia huỳnh quang phần lớn đến từ các lớp trên cùng của món hàng; với nguyên tố nhẹ, đó chỉ là vài micromet.2 XRF đo bề mặt: với lớp mạ mỏng, kim loại nền bên dưới (vd. đồng, kẽm) hiện ra trong kết quả và lớp mạ bị lộ. Nếu nghi lớp mạ dày hoặc hàng độn lõi, hãy đo tại nhiều điểm trên món hàng; có thể cần đến phép thử phá hủy.3
- Hiệu chuẩn phụ thuộc vào vật liệu. Một bộ hiệu chuẩn chỉ áp dụng cho một dải vật liệu nhất định; thành phần và cấu trúc của món hàng ảnh hưởng đến số đếm.2
- Nguyên tố rất nhẹ khó đo. Đo định lượng các nguyên tố nhẹ hơn natri thường khó.2 Các kim loại cần tìm trong hợp kim vàng (như vàng, bạc, đồng, kẽm) nặng hơn thế rất nhiều.
Một lần đo trên PURIX X1
PURIX X1 là máy phân tích vàng XRF để bàn với đầu dò Si-PIN. Máy đo tối đa 20 nguyên tố có trong vàng mà không làm hư hại món hàng; không cắt, không đá thử, không axit.3
Câu hỏi thường gặp
XRF có làm hư hại vàng không?
Không. XRF là phương pháp không phá hủy; khi đo không cắt, không cạo, không dùng axit.
XRF có nhìn thấy bên trong vàng không?
Không. XRF đo bề mặt. Nếu nghi lớp mạ dày hoặc hàng độn lõi, hãy đo tại nhiều điểm trên món hàng; có thể cần đến phép thử phá hủy.
XRF xác định kara như thế nào?
Trước tiên máy đo phần trăm của từng nguyên tố; từ phần trăm vàng tính ra tuổi vàng và kara. Ví dụ, tuổi vàng 750‰ tương ứng với 18 kara.
Vì sao hiệu chuẩn quan trọng?
Lượng tia mà đầu dò đếm được chỉ có thể chuyển thành phần trăm khi được so sánh với các mẫu đã biết thành phần. Việc so sánh này gọi là hiệu chuẩn.
Mọi giá trị được đo trong điều kiện thử nghiệm của nhà sản xuất và có thể thay đổi tùy theo hình dạng và bề mặt của mẫu.
Tuổi vàng không đoán. Tuổi vàng phải đo.
Hãy thử phân tích trực tiếp để xem kết quả đo hiển thị trên màn hình như thế nào, hoặc yêu cầu báo giá cho doanh nghiệp của bạn.