一種貴金屬飾品真假鑒別的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種貴金屬飾品真假鑒別的方法，根據(jù)樣品的材質(zhì)和厚度選擇合適的激光脈沖能量和散焦距離，采用脈沖激光單點剝蝕貴金屬飾品，簡化了樣品前期處理程序，然后使用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀檢測金屬飾品被剝蝕出的材料，采集各個元素檢測同位素的時間分辨圖，分析時間分辨圖即可得知貴金屬飾品的真假，無標(biāo)樣分析可精確得到貴金屬的純度；優(yōu)點是整個剝蝕和信號采集過程所需時間僅為1-2min，檢測速度快，另外激光強度并不會受剝蝕深度增加而減弱，不會因為樣品過厚而無法充分剝蝕造成誤判，不受涂層或者鍍層厚度限制，鑒別準(zhǔn)確性高，而且剝蝕直徑僅為30～80μm，固體樣品的外形宏觀上表現(xiàn)完整無損。
【專利說明】一種貴金屬飾品真假鑒別的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種金屬飾品鑒別的技術(shù)，尤其涉及一種貴金屬飾品真假鑒別的方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著人們生活水平的提高，珠寶首飾市場得以迅速發(fā)展，金、銀等貴金屬 首飾的需求量大幅度增加。然而，在活躍的貴金屬交易市場中各種偽造的金、銀等貴金屬首 飾也開始泛濫，嚴(yán)重擾亂了貴金屬飾品市場的秩序，損害了消費者的權(quán)益。
[0003] 現(xiàn)有的貴金屬飾品真假鑒別的方法主要有以下幾種：火試金法、化學(xué)分析法、X射 線熒光光譜分析法和電子探針分析法。但是火試金法和化學(xué)分析法在檢測時需要破壞貴金 屬飾品，且檢測所需時間長；X射線熒光光譜分析法中X射線穿透深度有限，電子探針分析 法中電子束掃描深度有限，對于有包層或者鍍層過厚的假冒貴金屬首飾，會出現(xiàn)誤判現(xiàn)象， 鑒別準(zhǔn)確性不高。
[0004] 鑒此，設(shè)計一種不需要破壞貴金屬飾品，檢測速度快，且鑒別準(zhǔn)確性高的貴金屬飾 品真假鑒別的方法，對于維護(hù)貴金屬飾品市場的秩序，保障消費者的權(quán)益，具有重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種檢測速度快，不受涂層或者鍍層厚度限 制，鑒別準(zhǔn)確性高的貴金屬飾品真假鑒別的方法。
[0006] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種貴金屬飾品真假鑒別的方 法，包括如下步驟：
[0007] ①開啟電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，等待儀器完成初始化，按照儀器說明書設(shè)定電 感耦合等離子體質(zhì)譜儀的工作條件，選定需要分析元素的檢測同位素，編制樣品信息表；
[0008] ②將表面經(jīng)無水乙醇清潔過的貴金屬飾品置于氬氣或者氬氣和氦氣的混合氣體 的氛圍下，采用脈沖激光器在單點剝蝕模式下對貴金屬飾品進(jìn)行剝蝕，貴金屬飾品的材料 被激光單點剝蝕出來；
[0009] ③被剝蝕出來的貴金屬飾品的材料隨氦氣或者氦氣和氦氣的混合氣體輸入電感 耦合等離子體質(zhì)譜儀中進(jìn)行分析，得到材料中含有各元素的時間分辨圖，時間分辨圖橫坐 標(biāo)表示質(zhì)譜信號采集時間，縱坐標(biāo)表示質(zhì)譜信號強度；
[0010] ④分析時間分辨圖：在質(zhì)譜信號出現(xiàn)的時間內(nèi)如果金元素或者銀元素持續(xù)有信號 且呈一個平臺狀，則認(rèn)為該飾品為金飾品或者銀飾品；如果金元素或者銀元素的信號呈一 個脈沖狀，或呈一個小平臺，隨后出現(xiàn)的質(zhì)譜信號為其他元素的，則認(rèn)為該飾品為鍍金飾品 或者鍍銀飾品；如果在質(zhì)譜信號開始出現(xiàn)時，沒有金元素或者銀元素的信號，過一定時間后 持續(xù)有信號且呈平臺狀，則認(rèn)為該飾品為有涂層或鍍層的金飾品或者銀飾品；如果在整個 質(zhì)譜信號出現(xiàn)的時間內(nèi)沒有金元素或者銀元素的信號，則認(rèn)為該飾品不是金飾品或者銀飾 品。
[0011] 所述的步驟④后還包括無標(biāo)樣純度分析步驟，所述的純度分析步驟具體為：
[0012] a.用電感耦合等離子質(zhì)譜儀采集金屬飾品中可能存在的所有元素的檢測同位素 的時間分辨圖，設(shè)定共有n個元素，每個元素選用一個檢測同位素，積分后質(zhì)譜信號強度標(biāo) 記為Ii，i= 1，2，…，n;
[0013] b.在選定的條件下，每個檢測同位素的電離度和同位素豐度可查表得到，質(zhì)譜信 號強度經(jīng)電離度fim校正和同位素豐度fis_e校正后，標(biāo)記為= 1，2,…，n; [0014]c.將所述步驟b得到的質(zhì)譜信號強度進(jìn)行歸一化處理，公式為《 , = e/E 其中i= 1，2，…，n，從而得到飾品中貴金屬各元素的初步結(jié)果；
[0015]d.選用同類型的金屬飾品或標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)NIST481作為控制樣品，對金屬飾品中各 元素的初步結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整因子記為f_tMl，公式為《 i-end(/〇〇 )lifionfisotopefcontrolZ^ =I，2，…，n，從而得到飾品中貴金屬各元素的純度。
[0016] 所述的步驟②中激光脈沖能量為10?60GW?cm_2,散焦距離為0?875i!m，脈沖 寬度為30ps，激光波長266nm。
[0017] 所述的步驟③中氬氣或者氬氣和氦氣的混合氣體的氣流量為1. 3L/min。
[0018] 本發(fā)明鑒別貴金屬飾品真假的方法適用于金、銀、鉬、銠、鈀等貴金屬飾品。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于采用自制激光剝蝕系統(tǒng)對固體樣品剝蝕，簡 化了樣品前期處理程序；根據(jù)樣品的材質(zhì)和厚度選擇合適的激光脈沖強度和散焦距離， 既可以保證貴金屬材料被有效剝蝕，也可以避免脈沖能量過大，而導(dǎo)致待測貴金屬中表面 信號被湮沒，另外激光強度并不會受剝蝕深度增加而減弱，不會因為樣品過厚而無法充分 剝蝕造成誤判；整個剝蝕和信號采集過程所需時間僅為l_2min，而且剝蝕直徑僅為30? SOym，固體樣品的外形宏觀上表現(xiàn)完整無損；利用電感耦合等離子質(zhì)譜儀無標(biāo)樣純度分 析，從而實現(xiàn)了對貴金屬樣品鑒別的準(zhǔn)確性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1為實施例一中銀手鏈的時間分辨圖；
[0021] 圖2為實施例二中純金吊墜的時間分辨圖。

【具體實施方式】
[0022] 以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0023] 實施例一：一種貴金屬飾品真假鑒別的方法，該貴金屬飾品標(biāo)識為銀手鏈，包括以 下步驟：
[0024] ①開啟電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，等待儀器完成初始化，按照儀器說明書設(shè)定電 感耦合等離子體質(zhì)譜儀的工作條件：工作氣體為氬氣，純度為99. 996%，氣壓為0. 70MPa， 等離子體氣流量為15. 0L/min，輔助氣流量為1. 0L/min，載氣流量為1. 3L/min，數(shù)據(jù)采集模 式采用跳峰方式的時間分辨模式，采集時間為120s，設(shè)置需要分析的元素為Cr、Fe、Co、Ni、 Cu、Zn、As、Se、Zr、Rh、Pd、Ag、Cd、Sn、Sb、Te、Pt、Au、Hg、Pb、Bi等，在電感稱合等離子體質(zhì)譜 儀選定MCr^Fe^Co'Ni^Cu^Zn^As^Se'Zr'RK^Pd^Ag'mCd^Sn、12%、13%、 195Pt、197Au、2°2Hg、2°8Pb、2°9Bi等檢測同位素，編制樣品信息表；
[0025] ②將表面經(jīng)無水乙醇清潔過的待測手鏈置于氬氣的氛圍下，采用脈沖激光器在單 點剝蝕模式下對待測手鏈進(jìn)行剝蝕，飾品的材料被激光單點剝蝕出來，其中激光脈沖能量 為20GW?cnT2,散焦距離為875ym，脈沖寬度為30ps，激光波長266nm，剝蝕時間為35s;
[0026] ③將剝蝕出來的貴金屬飾品的材料隨氬氣輸入電感耦合等離子體質(zhì)譜分析儀中 進(jìn)行分析，采集各檢測同位素的時間分辨圖，譜圖橫坐標(biāo)表示質(zhì)譜信號采集時間，，縱坐標(biāo) 表示飾品中所含元素的質(zhì)譜信號強度；
[0027] ④分析時間分辨圖：圖1給出了該待測手鏈的時間分辨圖，1OTAg先出來，在剝蝕時 間內(nèi)先呈平臺狀持續(xù)時間為20s，在第40s時刻信號快速下降，此時出現(xiàn)56Fe的信號說明此 時為兩種金屬的分界層，在第40s以后的剝蝕時間內(nèi)56Fe持續(xù)出現(xiàn)呈平臺狀，然而此時仍有 低強度的1OTAg信號，兩類信號有明顯的時間差，除兩種所述信號外，時間分辨圖中沒有出現(xiàn) 其他元素的信號，說明該手鏈為鍍銀鐵手鏈，且根據(jù) 1OTAg的持續(xù)時間說明鍍銀層較厚。
[0028] 實施例二：一種貴金屬飾品真假鑒別的方法，該貴金屬飾品標(biāo)識為純金吊墜，包括 以下步驟：
[0029] ①開啟電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，等待儀器完成初始化，按照儀器說明書設(shè)定電 感耦合等離子體質(zhì)譜儀的工作條件：工作氣體為氬氣，純度為99. 996%，氣壓為0. 70MPa， 等離子體氣流量為15.OL/min，輔助氣流量為1.OL/min，載氣流量為1. 3L/min，數(shù)據(jù)采集模 式采用跳峰方式的時間分辨模式，采集時間為120s，設(shè)置分析的元素為Cr、Fe、Co、Ni、Cu、 Zn、As、Se、Zr、Rh、Pd、Ag、Cd、Sn、Sb、Te、Pt、Au、Hg、Pb、Bi等，在電感稱合等離子體質(zhì)譜 儀選定MCr^Fe^Co'Ni^Cu^Zn^As^Se'Zr'RK^Pd^Ag'mCd^Sn、12%、13%、 195Pt、197Au、2°2Hg、2°8Pb、2°9Bi等檢測同位素，編制樣品信息表；
[0030] ②將表面經(jīng)無水乙醇清潔過的待測吊墜置于氬氣的氛圍下，采用脈沖激光器在單 點剝蝕模式下對待測吊墜進(jìn)行剝蝕，飾品的材料被激光單點剝蝕出來，其中激光脈沖能量 為40GW?cnT2,散焦距離為375iim，脈沖寬度為30ps，激光波長266nm，剝蝕時間為60s;
[0031] ③將剝蝕出來的待測吊墜材料隨氬氣電感耦合等離子體質(zhì)譜儀中進(jìn)行分析，得到 待測吊墜中各檢測同位素的時間分辨圖，譜圖橫坐標(biāo)表示質(zhì)譜信號采集時間，縱坐標(biāo)表示 元素質(zhì)譜信號強度，該吊墜中有信號的僅有 63Cu、66Zn、1OTAg、197Au等；
[0032] ④分析時間分辨圖：圖2為該待測吊墜的時間分辨圖，圖中197Au信號從第34s- 直持續(xù)到大約94s，整個時間段內(nèi)呈平臺狀，另外在第34s還出現(xiàn)尖峰狀的63CU、66Zn、 1OTAg 信號，說明該檢測吊墜主要含有金，表面由于玷污或處理工藝含極少量的銅、鋅和銀等；
[0033] ⑤純度分析，純度分析步驟具體為：
[0034] a.用電感耦合等離子質(zhì)譜儀采集該吊墜中53Cr、57Fe、59Co、6°Ni、63Cu、66Zn、75As、 圖，共有21個元素，每個元素選用一個檢測同位素，積分后質(zhì)譜信號強度標(biāo)記為Ipi= 1， 2，…，21;
[0035]b.在選定的條件下，每個檢測同位素的電離度和同位素豐度可查表得到，質(zhì)譜信 號強度經(jīng)電離度fim校正和同位素豐度fis(rt()pe校正后，標(biāo)記為= 1，2,…，21 ;
[0036]c.將步驟b所得到的質(zhì)譜信號強度進(jìn)行歸一化處理，公式為《 ,= EIif^f^topeXlOOO,i= 1，2，…，21，從而得到飾品中金的初步結(jié)果；
[0037]d.選用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)NIST481作為控制樣品，對吊墜中各元素的初步結(jié)果進(jìn)行調(diào)整 (僅調(diào)整鋅元素），調(diào)整因子記為f_tMl，公式為《 i-end^i-^ion-^isotope-^"control/ ^ ^i-^ion-^isotope-^c mtMlX1000，i= 1，2，…，n，從而得到飾品中各元素的結(jié)果，包括金的純度。結(jié)果如表1所 /_J、i〇
[0038]由表1可知該吊墜金純度達(dá)999%。以上，為千足金。
[0039]表1 :貴金屬中各元素的分析結(jié)果

【權(quán)利要求】
1. 一種貴金屬飾品真假鑒別的方法，其特征在于包括以下步驟： ① 開啟電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，等待儀器完成初始化，按照儀器說明書設(shè)定電感耦 合等離子體質(zhì)譜儀的工作條件，選定需要分析元素的檢測同位素，編制樣品信息表； ② 將表面經(jīng)無水乙醇清潔過的貴金屬飾品置于氬氣或者氬氣和氦氣的混合氣體的氛 圍下，采用脈沖激光器在單點剝蝕模式下對貴金屬飾品進(jìn)行剝蝕，貴金屬飾品的材料被激 光單點剝蝕出來； ③ 被剝蝕出來的貴金屬飾品的材料隨氬氣或者氬氣和氦氣的混合氣體輸入電感耦合 等離子體質(zhì)譜儀中進(jìn)行分析，得到材料中含有各元素的時間分辨圖，時間分辨圖橫坐標(biāo)表 示質(zhì)譜信號采集時間，縱坐標(biāo)表示質(zhì)譜信號強度； ④ 分析時間分辨圖：在質(zhì)譜信號出現(xiàn)的時間內(nèi)如果金元素或者銀元素持續(xù)有信號且呈 一個平臺狀，則認(rèn)為該飾品為金飾品或者銀飾品；如果金元素或者銀元素的信號呈一個脈 沖狀，或呈一個小平臺，隨后出現(xiàn)的質(zhì)譜信號為其他元素的，則認(rèn)為該飾品為鍍金飾品或者 鍍銀飾品；如果在質(zhì)譜信號開始出現(xiàn)時，沒有金元素或者銀元素的信號，過一定時間后持續(xù) 有信號且呈平臺狀，則認(rèn)為該飾品為有涂層或鍍層的金飾品或者銀飾品；如果在整個質(zhì)譜 信號出現(xiàn)的時間內(nèi)沒有金元素或者銀元素的信號，則認(rèn)為該飾品不是金飾品或者銀飾品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種貴金屬飾品真假鑒別方法，其特征在于所述的步驟④后 還包括無標(biāo)樣純度分析步驟，所述的純度分析步驟具體為： a. 用電感耦合等離子質(zhì)譜儀采集金屬飾品中可能存在的所有元素的檢測同位素的時 間分辨圖，設(shè)定共有n個元素，每個元素選用一個檢測同位素，積分后質(zhì)譜信號強度標(biāo)記為 Ii, i = 1,2,…，n ; b. 在選定的條件下，每個檢測同位素的電離度和同位素豐度可查表得到，質(zhì)譜信號強 度經(jīng)電離度fim校正和同位素豐度fis_^校正后，標(biāo)記為i = 1，2，…，n ; c. 將步驟b所得到的質(zhì)譜信號強度進(jìn)行歸一化處理，公式為％ = E IJ 其中i = 1，2，…，n，從而得到飾品中貴金屬各元素的初步結(jié)果； d. 選用同類型的金屬飾品或標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)NIST 481作為控制樣品，對金屬飾品中各元素 的初步結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整因子記為f_tMl，公式為《 i-end -^i-^ion-^isotope-^control/ ^ -^i-^ion-^isoto pef_tMixl〇〇〇，i = I，2，…，n，從而得到飾品中貴金屬各元素的純度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種貴金屬飾品真假鑒別方法，其特征在于步驟②中激光脈 沖能量為10?60GW ? cnT2,散焦距離為0?875 y m，脈沖寬度為30ps，激光波長266nm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種貴金屬飾品真假鑒別方法，其特征在于步驟③中氬氣或 者氦氣和氦氣的混合氣體的氣流量為1. 3L/min。
【文檔編號】G01N27/64GK104330459SQ201410610386
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】金獻(xiàn)忠, 謝健梅, 林力, 陳建國 申請人:寧波檢驗檢疫科學(xué)技術(shù)研究院