ICPMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

Determining the origin and authenticity of gemstones with ARL QUANT’X EDXRF Spectrometer

Aplikace | 2023 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
X-ray
Zaměření
Materiálová analýza
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Souhrn

Význam tématu


Analýza původu a autenticity drahých kamenů je klíčová pro gemologii, obchod s drahokamy a zajištění kvality. Různé geologické podmínky vedou k charakteristickým stopovým prvkům v rubínech, safírech či smaragdech. Určení tohoto prvkového otisku pomáhá rozlišit přírodní a syntetické vzorky a lokalizovat těžební oblasti (Kolumbie, Brazílie, Zambie aj.).

Cíle a přehled studie


Cílem studie je demonstrovat schopnosti spektrometru ARL QUANT’X EDXRF pro nedestruktivní kvantitativní analýzu barevných drahých kamenů a ověřit výsledky porovnáním s referenční metodou LA-ICP-MS. Představuje se způsob kalibrace, podmínky měření a srovnání analytických dat pro rubíny, safíry a smaragdy.

Použitá metodika a instrumentace


Metoda:
  • Energeticky disperzní rentgenová fluorescenční spektrometrie (EDXRF).
  • Doba měření jeden vzorek: <10 minut, celkově ve vakuu.
  • Kalibrace pomocí přístupu Fundamental Parameter a 20 amorfních standardů prvků a sloučenin.
Instrumentace:
  • ARL QUANT’X EDXRF Spectrometer (Thermo Fisher Scientific).
  • Rentgenová trubice 50 W, napětí 4–50 kV v krocích po 1 kV, automatická regulace proudu.
  • Velkoplošný křemíkový driftový detektor (30 mm² SDD) pro vysokou citlivost zejména na stopy Ga, Cr, V aj.
  • Výběr primárních filtrů (9 typů) a kolimátoru umožňující měření s různými velikostmi analyzačního svazku.
  • CCD kamera pro přesné umístění malých drahokamů.
  • Příprava vzorků bezpočetně: drahokamy upevněny na držáky nebo uzavřeny v XRF kelímku s polypropylenovou fólií 4 µm.

Hlavní výsledky a diskuse


Srovnání EDXRF s LA-ICP-MS ukázalo velmi dobrou shodu koncentrací stopových prvků (Ti, V, Cr, Fe, Ga) ve vzorcích rubínů a safírů. U smaragdů byly identifikovány prvky Na, Mg, Sc, V, Cr, Fe a základní složky Al₂O₃ a SiO₂. Většina odchylek spadala do intervalu nejistot stanovených směrodatnou odchylkou. Výsledky potvrzují, že EDXRF s vhodnou kalibrací dokáže spolehlivě kvantifikovat prvky od Na do Au.

Přínosy a praktické využití metody


  • Rychlá a nedestruktivní analýza malých drahých kamenů bez nutnosti odběru vzorků.
  • Vysoká citlivost zejména na stopové prvky charakteristické pro jednotlivé lokality původu.
  • Nákladově efektivní alternativa k LA-ICP-MS pro rutinní gemologické a QC/QA laboratoře.
  • Možnost rozšíření na další drahé kameny, jako jsou spinely, chrysoberyly či perly.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Automatizace analýzy a rozšíření knihoven chemických otisků pro širší škálu drahokamů.
  • Integrace dat s pokročilými softwarovými nástroji a umělou inteligencí pro přesnější klasifikaci původu.
  • Vývoj nových collimátorů a detektorů pro zlepšení prostorového rozlišení a citlivosti na vybrané prvky.
  • Aplikace metodiky pro environmentální a archeologické studie drahokamů.

Závěr


Spektrometr ARL QUANT’X EDXRF prokázal vysokou spolehlivost a přesnost v kvantifikaci stopy prvků v barevných drahých kamenech. Jednoduchá kalibrace a nedestruktivní měření z něj činí atraktivní nástroj pro gemologii a průmyslovou analytiku. Díky dobré shodě s LA-ICP-MS lze EDXRF používat pro rychlý screening autenticity a lokalizace původu.

Reference


  • LEMBERGE P. Determining the origin and authenticity of gemstones with ARL QUANT’X EDXRF Spectrometer. Thermo Fisher Scientific, 2023.
  • KRZEMNICKI M. S. LA-ICP-MS data, Swiss Gemmological Institute SSEF.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
Studying the homogeneity of tourmalines with the ARL QUANT’X EDXRF Spectrometer
Application note Studying the homogeneity of tourmalines with the ARL QUANT’X EDXRF Spectrometer Introduction This wide range of potential combinations explains how there Tourmalines are well-known, valuable gemstones available in a are 37 generally accepted tourmaline species, with schorl variety…
Klíčová slova
orientation, orientationedxrf, edxrfvacuum, vacuumsio, siostone, stonetourmaline, tourmalinearl, arlorientations, orientationsquant’x, quant’xmid, midelements, elementshomogeneity, homogeneitythick, thickcompositional, compositionalrepeatability
Analysis of air filters using the ARL QUANT’X EDXRF Spectrometer
APPLICATION NOTE Author: Pascal Lemberge, Thermo Fisher Scientific Ecublens, Switzerland Keywords ARL QUANT’X, EDXRF, Silicon Drift Detector (SDD), Air Filters, Ambient Particulate Matter, Environment, Pollution Introduction The United States Environmental Protection Agency’s (U.S. EPA) commitment to improve air quality across…
Klíčová slova
quant’x, quant’xarl, arlspectrometer, spectrometervacuum, vacuumair, airwintrace, wintraceedxrf, edxrfelements, elementsexcitation, excitationfilter, filtersdd, sddanalysis, analysisambient, ambientthick, thickthermo
Analysis of Precious Stones by EDX-8100
Application News X-Ray Analysis Analysis of Precious Stones by EDX-8100: No. Differentiation of Natural Stones/Synthetic Stones, Determination of Geographic Origin of Natural Stones X276 Various instruments are used in appraisals of precious stones, including not only general gemstone appraisal tools…
Klíčová slova
stone, stonestones, stonesnatural, naturalsynthetic, synthetictanzania, tanzaniazambia, zambiabrazil, brazilcolombia, colombiaparaiba, paraibagallium, galliumemeralds, emeraldsrough, roughgeographic, geographicrubidium, rubidiumiron
EDXRF analysis of coal fly ash as loose powders Ling Yok Ung, Application Specialist
Application note | 41971 X-Ray Fluorescence EDXRF analysis of coal fly ash as loose powders Ling Yok Ung, Application Specialist Introduction Instrumentation All the waste that remains after coal is burned, often in a coal- The Thermo Scientific™ ARL™ QUANT’X…
Klíčová slova
edxrf, edxrfmgo, mgocao, caoquant’x, quant’xarl, arlexcitation, excitationsio, siotio, tiocoal, coalloose, loosefly, flyash, ashelements, elementswallboard, wallboardelement
Další projekty
GCMS
LCMS
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.