Alternative zur Brandprobe: den Feingehalt mit Röntgenfluoreszenz bestätigen

Lange setzte die Bestimmung des Feingehalts eines Edelmetalls voraus, dass man einen Teil davon entnahm. Die Röntgenfluoreszenz hat das verändert: In wenigen Sekunden analysiert sie ein Stück direkt, ohne es zu beeinträchtigen.

Das ist die Aufgabe der Röntgenfluoreszenz.

Bei einer homogenen, unbeschichteten Legierung kann ein korrekt kalibriertes RFA-Gerät den angegebenen Feingehalt eines Edelmetalls bestätigen. Diese Anwendung ist heute durch die Norm SN EN ISO 23345 geregelt, die der zerstörungsfreien Bestätigung des Feingehalts mittels ED-XRF gewidmet ist.

Die RFA ist damit nicht mehr nur ein schnelles Sortierwerkzeug. Unter den richtigen Bedingungen ist sie eine echte Prüfmethode.

Prüfen, ohne das Stück zu opfern

Der Unterschied zur Brandprobe ist offensichtlich.

Die Kupellation verlangt eine Probenahme. Die Röntgenfluoreszenz dagegen misst direkt am Objekt: Schmuckstück, Uhrenkomponente, Legierung, Halbfabrikat oder Metall, das zur Scheidung bestimmt ist.

Wenige Sekunden genügen, um die wichtigsten vorhandenen Elemente zu identifizieren und zu quantifizieren: Gold, Silber, Kupfer, Platin, Palladium, Nickel oder andere Bestandteile der Legierung.

Es wird kein Span entnommen. Das Stück bleibt unversehrt.

Vor allem lassen sich so die Messungen vervielfachen: mehrere Objekte eines Loses prüfen, verschiedene Stellen desselben Schmuckstücks vergleichen oder ein Material vor der Verarbeitung kontrollieren.

Der Vorteil der RFA liegt nicht nur in der Geschwindigkeit. Sie macht es viel einfacher, die Kontrolle zu systematisieren.

Eine Bestätigung des Feingehalts, heute genormt

Die Norm ISO 23345 beschreibt genau, wie die energiedispersive Röntgenfluoreszenz (ED-XRF) eingesetzt wird, um den Feingehalt fertiger oder halbfertiger Schmuckwaren, die als homogen gelten, zerstörungsfrei zu bestätigen.

In der Schweiz wurde die Norm unter der Bezeichnung SN EN ISO 23345 übernommen.

Das Prinzip ist wichtig: Ist das Material homogen und die Oberfläche für das Ganze repräsentativ, kann die mit RFA gemessene Zusammensetzung zur Bestätigung des angegebenen Feingehalts herangezogen werden.

Die Methode setzt allerdings ein korrekt kalibriertes Gerät, geeignete Referenzmaterialien und die Beherrschung der Messunsicherheit voraus.

Anders gesagt: Die Leistung hängt nicht allein vom Spektrometer ab. Die Kalibrierung ist Teil der Messung.

Wenige Mikrometer genügen — sofern man weiss, was man misst

Die wichtigste Grenze der Röntgenfluoreszenz ist bekannt: Sie analysiert im Wesentlichen die Oberfläche.

In Gold liegt die nutzbare Analysetiefe in der Regel unter 10 Mikrometern. Die tiefer ausgesandte Röntgenstrahlung wird grösstenteils absorbiert, bevor sie das Metall verlässt.

Bei einer homogenen Legierung bereitet diese geringe Tiefe keine Schwierigkeit: Oberfläche und Kern haben dieselbe Zusammensetzung.

Bei einem plattierten Stück oder einem Stück mit angereicherter Oberfläche sieht es anders aus. Das Gerät kann die äussere Schicht sehr genau messen, ohne zu sehen, was darunter liegt.

Deshalb schliesst die Norm beschichtete Waren aus.

Diese Grenze ist keinem bestimmten Modell eigen: Sie ergibt sich aus der Physik der Röntgenfluoreszenz selbst.

Wo die RFA im Vorteil ist

Für eine Werkstatt geht es also nicht darum, jede Brandprobe systematisch zu ersetzen.

Es geht vielmehr darum, wie viele Kontrollen sich direkt und zerstörungsfrei durchführen lassen.

Bei einer homogenen Legierung ermöglicht es die RFA insbesondere:

• einen angegebenen Feingehalt rasch zu überprüfen;
• die Zusammensetzung einer Legierung zu bestimmen;
• Lose zu kontrollieren, ohne die Probenahmen zu vervielfachen;
• mehrere Punkte an einem Stück zu vergleichen;
• eine Lötstelle oder eine untypische Zusammensetzung zu erkennen;
• sofort ein in der Werkstatt verwertbares Ergebnis zu erhalten.

Die Brandprobe bleibt sinnvoll, wenn eine zerstörende Referenzanalyse nötig ist, wenn die innere Zusammensetzung ungewiss ist oder wenn ein amtliches Verfahren sie vorschreibt.

Sie muss aber nicht mehr bei jedem Stück der erste Reflex sein.

In der Schweiz sind technische und amtliche Kontrolle nicht dasselbe

Diese Unterscheidung ist besonders wichtig.

Die RFA kann den Feingehalt einer Legierung im Rahmen der Norm technisch bestätigen. Sie ersetzt jedoch nicht die Pflichten, welche die schweizerische Edelmetallgesetzgebung vorsieht.

Uhrgehäuse aus Gold, Silber, Platin oder Palladium, die in der Schweiz in Verkehr gebracht werden, unterliegen namentlich der amtlichen Prüfung und Punzierung. Für die übrigen Edelmetallwaren ist die amtliche Kontrolle grundsätzlich freiwillig.

Die RFA kommt also vorgelagert oder ergänzend zum Einsatz: Wareneingang, Fertigung, Qualitätskontrolle, Einkauf, Sortierung oder interne Prüfung.

Für einen Uhrmacher oder einen Goldschmied entfaltet sie genau dort ihren ganzen Nutzen.

Das Gerät zählt. Die Kalibrierung mehr, als man denkt.

Zwei RFA-Geräte können denselben Goldgehalt anzeigen, ohne dieselbe Messqualität zu bieten.

Detektor, Geometrie, Messfleck, Messzeit und Analysebedingungen spielen eine Rolle. Die Referenzstandards und die Kalibrierung sind aber ebenso entscheidend.

Ein Gerät für allgemeine Legierungen ist nicht zwangsläufig darauf ausgelegt, zwei nahe beieinanderliegende Goldfeingehalte genau zu unterscheiden oder Legierungen mit Palladium, Platin oder Silber zu messen.

Die Wahl eines RFA-Systems sollte sich daher an der tatsächlichen Anwendung orientieren — und idealerweise an den eigenen Proben des Anwenders.

Testen, bevor man wählt

YSPEKH vertreibt und konfiguriert in der Schweiz tragbare RFA-Lösungen und Tischgeräte für die Analyse von Metallen und Edelmetallen.

Wir führen auch die Kalibrierungen durch und passen die Messmethoden an die Legierungen an, mit denen unsere Kunden tatsächlich arbeiten.

Schmuck, Goldlegierungen, Silber, Platin, Palladium oder Uhrenkomponenten lassen sich vor der Gerätewahl direkt testen.

Es geht nicht nur darum zu wissen, ob ein Spektrometer «Gold erkennt».

Es geht darum zu wissen, wie genau es Ihre Prüfaufgabe löst.