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电感耦合等离子光谱仪在金箔厚度检测中的应用

T108012

2019/09/25
南京市产品质量监督检验院

电感耦合等离子光谱仪在金箔厚度检测中的应用
金箔是由各种不同成色的黄金经过十几道工序锤锻而成的厚度仅0.1微米左右的薄片，其用途十分广泛，涉及到佛教、古典园林、高级建筑、医药保健以及文化事业等各个领域。金箔是中华民族传统的工艺品，源于东晋，成熟于南朝，流行于宋、齐、梁、陈，南京是中国金箔的发源地，如今南京也是世界最大的金箔生产中心。南京金箔锻制技艺作为非物质文化遗产的一个部分，是一项在全球范围内处于重要地位的手工技艺，南京出产的金箔产品在世界上更是享有盛名。
金箔最大的特点就是薄如蝉翼，所以金箔的厚度是该产品的一项重要技术指标，但金箔产品厚度一般在0.1微米左右，很难直接测量其厚度。金箔根据其金含量可以分为99金箔（金含量为99%）、98金箔、96金箔、92金箔、77金箔和74金箔等。QB/T 1734-2008《金箔》标准中对其厚度的测量引用了QB/T 1135《首饰金、银覆盖层厚度的测定 X射线荧光光谱法》和QB/T 1133《首饰金覆盖层厚度的测定方法化学法》两种方法，但是这两种方法都是测量的纯金层厚度，并不是金箔产品的厚度，金箔金含量越低，这两种方法所测得的厚度与金箔产品的实际厚度相差越大。而目前市场上广大金箔厂家和消费者更关心的是金箔的产品的厚度而不是金箔纯金层的厚度，广大金箔生产厂家对产品厚度的控制也都是基于经验，缺乏精密的测量方法。
我们采用电感耦合等离子光谱仪对各种金箔产品进行成分测试，根据各组分的含量和密度，计算出金箔的综合密度，并使用游标卡尺准确测量金箔长度和宽度，使用精密天平称量金箔质量，从而计算出金箔准确厚度。我们通过大量的实验数据积累，并向南京各金箔厂家请教咨询，确定了金箔主要组成成分为金、银、铜、铁四种元素，具体计算公式如下：
1
ρ_金箔=
Au%/ρ_Au+ Ag%/ρ_Ag+ Cu%/ρ_Cu+ Fe%/ρ_F_e
10⁶×G/10
h=────────────────
ρ_金箔×L₁×L₂
L₁-----金箔的长度（mm）
L₂-----金箔的宽度（mm）
ρ------密度（g/cm³）
G -----10张金箔的重量(g)
h------金箔的厚度(μm)
该方法通过对金箔产品主要化学组份的精密测定，根据各组成元素的百分比测算出金箔产品的密度，从而精确计算金箔产品厚度，方法灵敏度与准确度高，适宜未来作为行业内相应产品检测的仲裁方法，研发成果极具推广于相应的金箔生产厂家及质检机构，作为有效的品控手段，解决金箔企业困扰的统一的质量控制标准建立问题，为南京金箔锻制技艺这一非物质文化遗产的健康发展助力护航！

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砂锅粥

第1楼2019/09/25

应助达人

请问用ICP测这4种金属的含量效果有比XRF好吗？

0

玉米馒头

第2楼2019/10/09

应助达人

道理上没问题，四种元素加和估计需要强制归一化，然后再以之计算待测金箔的密度。不知道方法的精密度如何

0

timstoicpms

第3楼2019/10/10

ICP-OES浓度测试的不确定度
金属密度的不确定度（没看错，某种金属密度并不是一个固定值，与它晶体类别有关）
金箔长宽尺寸的测量不确定度
10张金箔重量的测量不确定度
建议作者先研究以上物理量不确定度传递对最终结果：金箔厚度的影响。
.
我的直观感觉是，费那么多劲，还不如直接测试厚度。
建议联系中国测试技术研究院相关专家 http://www.nimtt.com/zjfc/24.html
玉米馒头(alhoon) 发表:道理上没问题，四种元素加和估计需要强制归一化，然后再以之计算待测金箔的密度。不知道方法的精密度如何

0

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